Sposób absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych

Istota wynalazku

Prezentowany wynalazek dotyczy rozwiązania problemu związanego z gromadzeniem się dużej ilości komunalnych osadów ściekowych, które są odpadem powstającym w wyniku mechaniczno – biologicznego oczyszczania ścieków.

W Polsce zagospodarowanie osadów ściekowych nie nadąża ciągle jeszcze za rozwojem infrastruktury kanalizacyjnej i budową nowoczesnych oczyszczalni ścieków. Dodatkowo stan ten pogarszają coraz ostrzejsze kryteria rolniczego i pozarolniczego wykorzystania osadów. W związku z tym istnieje pilna potrzeba poszukiwania innych metod odzysku lub unieszkodliwiania osadów ściekowych.

Rozwój systemu kanalizacji i budowa nowych oczyszczalni ścieków (co wynika z zapisu w Traktacie Akcesyjnym do UE i zobowiązania się Polski do objęcia do końca 2015 roku - 85% mieszkańców systemem kanalizacji zbiorczej) spowoduje, że ilość osadów ściekowych będzie ponad 2 razy większa niż w roku 2000 (kiedy wytworzono ok. 350 tys. ton s. m.). Zagospodarowanie takiej ilości osadów ściekowych jest jednym z najpoważniejszych problemów ekologicznych i logistycznych w kraju.

Krajowy Plan Gospodarki Odpadami oraz Krajowy Program Oczyszczania Ścieków Komunalnych jednoznacznie określają, że podstawowym kierunkiem zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych, wytwarzanych przez duże aglomeracje miejskie, jest ich termiczne przekształcanie w wydzielonej instalacji. Przykładem kraju, w którym wprowadzono całkowity zakaz postępowania z osadami w sposób inny niż ich termiczne przekształcanie jest Szwajcaria, tradycyjnie dbająca o jakość środowiska naturalnego.

Termiczne przekształcenie komunalnych osadów ściekowych nie rozwiązuje w pełni problemu stabilizacji metali ciężki, które występują w osadach. Zmienia się tylko miejsce ich występowania i problem metali ciężkich jest przeniesiony z osadu do popiołu.

Istota wynalazku:

Technologia polega na zastosowaniu adsorbentu haloizytowego i równoległego procesu ekstrakcji rozcieńczonego wodnego roztworu kwasu nieorganicznego. Dodanie do siedmiu części wagowych popiołu po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych o zawartości 90% wagowych suchej masy dwóch części wagowych odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej o zawartości żelaza poniżej 3% wagowych i na dodawaniu do całości od pięciu do siedmiu części wagowych roztworu wodnego kwasu siarkowego o stężeniu 3% wagowych.

Zastosowanie: np. w spalarniach
Istotą wynalazku jest zastosowanie odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej, jako adsorbentu do trwałego wiązania toksycznych metali wymywanych z popiołu w trakcie równolegle prowadzonego procesu ekstrakcji za pomocą rozcieńczonego wodnego roztworu kwasu nieorganicznego. Zaletą wynalazku jest stosowanie odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej, jako adsorbenta do wiązania metali toksycznych obecnych w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych. Użycie zwietrzeliny haloizytowej o obniżonej zawartości żelaza w pozwala na zmniejszenie stężenia wodnego roztworu kwasu siarkowego zastosowanego wymywania toksycznych metali z popiołów. Powoduje to, że można zmniejszyć zużycie wapna hydratyzowanego i kaolinitu w dalszych etapach procesu alkalizacji mieszaniny zwietrzeliny haloizytowej z popiołami i nadawaniem jej formy granulatu za pomocą tych surowców.

Potencjał komercjalizacji

Termiczne przekształcenie osadów ściekowych pozwala na maksymalne zmniejszenie objętość powstałego odpadu, pełną higienizację odpadu – eliminacja prionów.
Powyższe zalety, dzięki nowoczesnym technikom są możliwe do osiągnięcia bez większej ingerencji w środowisko naturalne. Termiczne przekształcanie osadów ściekowych pochodzących z dużych aglomeracji staje się istotnym rozwiązaniem dla zagospodarowania dużych ilości osadów ściekowych.
Sposób absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych i przeprowadzenia toksycznych metali w trudno rozpuszczalne związki chemiczne ogranicza stopień ich wymywania do wód powierzchniowych.

Popioły ustabilizowane pod kątem obecności metali ciężkich mają bardzo dużo możliwości późniejszego ich wykorzystania. Mogą stanowić materiał do produkcji nawozów, materiał do rekultywacji terenów poprzemysłowych, zdegradowanych, stabilizacji podłoża przy budowie dróg krajowych i autostrad.