5. Wyniki badań

5.3. Mieszaniny przeznaczone do wykorzystania

5.3.1. Mieszaniny dwuskładnikowe

Do wykonania takich mieszanin użyto osadu ściekowego z Oczyszczalni Ścieków „Hajdów” w Lublinie, dodając do niego odpady mineralne. Sporządzono szesnaście mieszanin, osiem w stosunku objętościowym 3:1 i osiem w stosunku objętościowym 1:1. Mieszaniny dwuskładnikowe były następujące:

• osad ściekowy + popiół z EC „Lublin”,

• osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza”,

• osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin z EC „Lublin”,

• osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin z El. „Łagisza”,

• osad ściekowy + odpady powęglowe z kopalni „Bogdanka”,

• osad ściekowy + odpady powęglowe z kopalni „Halemba”,

• osad ściekowy + odpad gliny piaszczystej,

• osad ściekowy + odpad poformierski (masa odwałowa).

Badania mieszanin dwuskładnikowych prowadzono w różnym czasie. W latach 1996–1997 badano mieszaniny osadu ściekowego z popiołem i odpadem z półsuchego odsiarczania spalin w Elektrociepłowni „Lublin”, odpadami powęglowymi kopalni

„Bogdanka” i odpadem poformierskim. Pozostałe mieszaniny badano w latach 2000−2001. W związku z różnymi okresami prowadzonych badań do mieszanin wykorzystano osad ścieków dwukrotnie pobrany z Oczyszczalni Ścieków „Hajdów”.

Pierwszy raz w kwietniu 1996 roku i powtórnie w styczniu 2000 roku. Całkowite zawartości metali ciężkich w osadach ściekowych użytych do mieszanin, jak również w dodawanych do nich odpadach mineralnych podano w tabeli 36, a stężenia w wyciągach wodnych z tych materiałów zestawiono w tabeli 37. Dane umieszczone w tych tabelach są uzupełnieniem charakterystyki odpadów, jak również służą do oceny zmian właściwości ekochemicznych mieszanin w porównaniu z właściwościami poszczególnych osadów i odpadów.

Tabela 36. Całkowita zawartość metali ciężkich w osadzie ściekowym z Oczyszczalni Ścieków „Hajdów” i w odpadach mineralnych użytych do testowanych mieszanin

Metale

Osad ściekowy

Odpady

popiół z półsuchego

odsiarczania spalin powęglowe

glina

piaszczysta poformier-skie 1996 2000 EC „Lublin” Elektr.

„Łagisza” EC

„Lublin” Elektr.

„Łagisza” Kopalnia

„Bogdanka” Kopalnia

„Halemba”

mg/kg [ppm]

Cd 37 43 10 < 3 3 5 < 3 < 3 < 3 < 3 < 3 Cr 137 148 150 132 71 < 3 60 97 35 27 < 6

Cu 336 280 90 195 620 < 2 42 37 80 14 276 Hg < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1

Ni 195 226 102 81 200 < 2 24 22 20 7 9 Pb 72 62 100 25 153 < 3 8 25 60 42 580 Zn 2325 2265 205 468 700 84 53 96 236 67 40

Tabela 37. pH i stężenie składników podstawowych w wyciągach wodnych (1:10) z osadu ściekowego z Oczyszczalni Ścieków „Hajdów” oraz z odpadów mineralnych użytych do testowanych mieszanin

Oznaczenia

Osad ściekowy

Odpady popiół z półsuchego

odsiarczania spalin powęglowe

glina

piaszczysta poformier-skie 1996 2000 EC „Lublin” Elektr.

„Łagisza” EC

„Lublin” Elektr.

„Łagisza” Kopalnia

„Bogdanka” Kopalnia

„Halemba”

pH 7,2 7,5 9,8 9,8 12,7 12,8 7,4 7,3 7,4 6,7 6,5

mg/dm3

Na+ 28,6 40,2 29,9 68,5 98,0 23,0 31,2 28,8 77,0 1,5 20,3 K+ 27,4 26,0 18,7 4,8 111,0 7,3 3,1 6,0 4,4 4,5 1,5 Cl- 18,5 28,5 14,2 45,0 2218,0 2688,7 10,6 8,9 94,2 3,4 8,9

Z danych zawartych w tabeli 37 wynika, że z osadów ściekowych są wymywane znaczące ilości azotu amonowego. Stężenia w wyciągach wodnych z osadów ściekowych wynoszą: 212,0 mg NNH4+/dm3 (1996) oraz 255,0 mg NNH4+/dm3 (2000). Stężenie azotu amonowego w tych wyciągach wodnych przekracza od 21,2 do 25,5 razy stężenie dopuszczalne w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi, tj.

10 mg NNH4+/dm3. W przypadku azotu amonowego, dodatek do osadów ściekowych odpadów mineralnych nie spowoduje zmniejszenia zanieczyszczenia odcieków tym składnikiem. Z wyliczenia wynika, że udział około 10% osadu ściekowego w objętości z dowolnym odpadem mineralnym spowoduje, że wyciąg wodny z takiej mieszaniny będzie zawierał ilości azotu amonowego przekraczające wspomnianą normę dla ścieków.

W związku ze wstępnym założeniem oceny wpływu na środowisko stosowanych mieszanin osadów z odpadami o znaczącym udziale osadów (50%

i więcej) podano ilości azotu amonowego uwalnianego w wodzie z badanych mieszanin, ale pominięto ten czynnik w dalszych rozważaniach. Stwierdzone ilości azotu amonowego w wyciągach wodnych zawiera tabela 38.

Uzasadnieniem pominięcia tak ostrego kryterium, jakim jest 10 mg NNH4+/dm3 w wyciągach wodnych z badanych mieszanin przewidzianych do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych, były zarówno wysokie zawartości tego składnika w odciekach ze składowisk, jak i dopuszczalne ilości amoniaku w wyciągach wodnych z odpadów – 400 mg NNH4+/dm3 (tab. 6). Według K. Szymańskiego (1987) zawartość azotu amonowego w odciekach z wysypisk odpadów komunalnych kształtowała się najczęściej w przedziale około 349−1106 mg NNH4+/dm3. Według J.

Wandrasza i M. Janusza (1994) średnie wartości azotu amonowego w odciekach ze składowisk odpadów komunalnych wynoszą 1249 mg NNH4/dm3.

Oznaczone ilości azotu amonowego w wyciągach wodnych były znacznie mniejsze od średnich stężeń w odciekach ze składowisk odpadów komunalnych, podobnie jak w porównaniu do normowanej ilości w wyciągach wodnych z odpadów komunalnych (tab. 38).

Tabela 38. Stężenie azotu amonowego w wyciągach wodnych z dwuskładnikowych mieszanin osadów i odpadów mineralnych

Osad ściekowy Azot amonowy, mg NNH4+/dm3

3 : 1 1 : 1

+ popiół energetyczny EC „Lublin” 118,0 80,0

El. „Łagisza” 132,0 77,0

+ odpad z półsuchego odsiarczania spalin

EC „Lublin” 150,0 108,0

El. „Łagisza” 112,0 97,0

+ odpady powęglowe Kop. „Bogdanka” 112,0 82,0 Kop. „Halemba” 136,0 90,0

+ glina piaszczysta 107,0 75,0

+ odpad poformierski (masa odwałowa) 103,0 72,0

OSAD ŚCIEKOWY I POPIÓŁ ENERGETYCZNY

Dodatek do osadów ściekowych popiołów energetycznych powodował znaczące zmiany właściwości fizykomechanicznych. Przede wszystkim następowała radykalna zmiana wilgotności w porównaniu z wilgotnością osadów ściekowych. Mieszaniny osadów z popiołami w proporcjach 3:1 charakteryzowały się wilgotnością w zakresie 55−60% i gęstością nasypową 1,2 kg/dm3 (tab. 39).

Tabela 39. Parametry fizykomechaniczne mieszanin osadu ściekowego z popiołami z EC „Lublin”

i El. „Łagisza” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Parametr Jednostka Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1

„Lublin” „Łagisza” „Lublin” „Łagisza”

wilgotność % 58,0 55,0 38,0 36,0

gęstość nasypowa kg/dm3 1,2 1,2 1,3 1,4

współczynnik filtracji m/s 1,2·10-5 1,3·10-5 1,3·10-6 2,0·10-6

spójność kPa 7,0 7,0 8,0 8,5

kąt tarcia wewnętrznego deg 6,5 6,5 9,0 9,5

Zawartość wilgoci w tych mieszaninach niekorzystnie wpływała na wartości spójności i wartości kąta tarcia wewnętrznego. Mieszaniny te miały dobre właściwości filtracyjne (współczynniki filtracji nieznacznie powyżej 10-5 m/s). Znacznie mniejsze zawartości wilgoci, przy nieco wyższych gęstościach nasypowych 1,3–1,4 kg/dm3, stwierdzono w mieszaninach osadów i popiołów w proporcji objętościowej 1:1 (tab.

39). Mieszaniny te wykazywały znacznie lepsze parametry spójności i wartości kąta tarcia wewnętrznego. Ich wykorzystanie możliwe jest nie tylko na płaskich terenach składowisk odpadów komunalnych, ale również na skarpach i jako pryzmy oddzielające poszczególne kwatery składowania odpadów. Ponadto współczynniki filtracji tych mieszanin obniżyły się do wartości rzędu 10-6 m/s.

Mieszaniny badanych osadów ściekowych z popiołami energetycznymi w stosunku 3:1, pod względem ekochemicznym wykazały duże (ponadnormatywne) całkowite zawartości kadmu oraz ilości wymywanych siarczanów (tab. 40 i 41).

Stwierdzono również duże całkowite zawartości cynku i niklu. W odróżnieniu od tych mieszanin, wykonane w proporcji 1:1 wykazały znacznie niższe (od ustalonych wartości dopuszczalnych) całkowite zawartości metali ciężkich (tab. 40). Wyciągi wodne z tych mieszanin miały odczyn lekko zasadowy i zawierały mniej składników podstawowych od dopuszczalnych w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi (tab.

41).

Tabela 40. Całkowite zawartości metali ciężkich w mieszaninach osadu ściekowego z popiołami z EC „Lublin” i El. „Łagisza” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Metal Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1 Wartość

dopuszczalna*)

„Lublin” „Łagisza” „Lublin” „Łagisza”

mg/kg [ppm]

Cd 30 30 18 15 25

Cr 128 133 150 122 1000

Cu 240 252 166 187 1200

Hg < 1 < 1 < 1 <1 10

Ni 90 124 86 74 200

Pb 72 46 80 40 1000

Zn 1450 1475 875 985 3500

*) Dopuszczalna ilość metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz.

1140).

Tabela 41. pH i stężenie składników podstawowych w wyciągach wodnych (1:10) mieszanin osadu ściekowego z popiołami z EC „Lublin” i El. „Łagisza” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Oznaczenie Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1 Wartość dopuszczalna*)

„Lublin” „Łagisza” „Lublin” „Łagisza”

pH 7,7 7,9 8,0 8,2 6,5 – 8,5

mg/dm3

Na+ 29,6 42,2 27,4 50,5 800

K+ 24,2 18,0 16,2 12,6 80

Cl- 22,3 34,6 26,6 33,4 1000

SO42- 533,0 508,5 460,1 406,3 500

*) Wg Załącznika nr 3 do Rozp. Ministra Środowiska z dnia 29.11.2002 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. nr 212, poz. 1799.

OSAD ŚCIEKOWY I ODPAD Z PÓŁSUCHEGO ODSIARCZANIA SPALIN

Dodatek do osadów ściekowych odpadów z półsuchego odsiarczania spalin powodował niewielki wzrost gęstości objętościowej, jak i najmniejsze, wśród obserwowanych, obniżenie wilgotności. W praktyce, ze względów technicznych, nie ma możliwości wykorzystania do przekładek na składowiskach odpadów komunalnych materiałów mineralnych lub organiczno-mineralnych o wilgotności 40−65%. Mała gęstość nasypowa badanych mieszanin, zbliżona zarówno do gęstości osadów ściekowych, jak i odpadów komunalnych nie sprzyja technicznym warunkom stosowania. Ponadto, mieszaniny z udziałem 25% odpadów z półsuchego odsiarczania spalin mają małą spójność i mały kąt tarcia wewnętrznego. Nieco większe wartości parametrów mechanicznych wykazywały mieszaniny z 50% udziałem odpadu z odsiarczania spalin. Mieszaniny charkteryzowały się dobrymi właściwościami filtracyjnymi. Współczynniki filtracji oscylowały w granicach od x⋅10-4 do x⋅10-5 m/s (tab. 42).

Tabela 42. Parametry fizykomechaniczne mieszanin osadu ściekowego z odpadem półsuchego odsiarczania spalin z EC „Lublin” i El. „Łagisza” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Parametry Jednostka Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1

„Lublin” „Łagisza” „Lublin” „Łagisza”

wilgotność % 62,0 63,0 45,0 40,0

gęstość kg/dm3 1,1 1,1 1,2 1,2

współczynnik filtracji m/s 1,2·10-4 1,1·10-4 2,6·10-5 1,8·10-5

spójność kPa 6,0 6,0 8,0 8,5

kąt tarcia wewnętrznego deg 5,5 6,0 7,0 8,0 Dodatek odpadów z odsiarczania spalin do osadów ściekowych powodował

„rozcieńczanie”, podobnie jak w przypadkach wcześniej opisywanego dodatku odpadów, zawartości metali ciężkich. Jednak właściwości chemiczne zarówno osadów, jak i odpadów powodowały, że w badanych mieszaninach stwierdzono znaczne ilości kadmu, miedzi, niklu i cynku (tab. 36 i 43). Całkowite zawartości kadmu w mieszaninach 3:1, jak i niklu w mieszaninach z odpadem EC „Lublin” były większe od ustalonych ilości dopuszczalnych (tab. 43).

Specyficzny, chemiczny charakter stosowanych odpadów z półsuchego odsiarczania spalin miał również odzwierciedlenie w badanych wyciągach wodnych z wykonanych mieszanin (tab. 37 i 44). Wyciągi wodne z badanych mieszanin charakteryzowały się zasadowym odczynem, a wykonane z materiału zawierającego połowę odpadu osiągały wartości pH 10,8−10,9. W tych samych wyciągach wodnych stwierdzono stężenie chlorków znacznie przekraczające wartości dopuszczalne w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi. W przypadku mieszanin osadów ściekowych z odpadem półsuchego odsiarczania spalin z elektrociepłowni „Lublin”, wykonane wyciągi wodne zawierały ponadnormatywne ilości siarczanów.

Z mieszaniny o składzie 1:1 wymywało się 1230 mg/dm3 siarczanów, co stanowi prawie 2,5-krotne przekroczenie w stosunku do wartości dopuszczalnej. Prezentowane dane wskazują, że w porównaniu z wcześniej opisywanymi mieszaninami, mieszaniny osadów ściekowych i odpadów z półsuchego odsiarczania spalin wykazywały najgorsze właściwości ekochemiczne do ich wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych.

Tabela 43. Całkowita zawartość metali ciężkich w mieszaninach osadu ściekowego z odpadami półsuchego odsiarczania spalin z EC „Lublin” i El. „Łagisza” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Metal Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1 Wartość

dopuszczalna*)

„Lublin” „Łagisza” „Lublin” „Łagisza”

mg/kg [ppm]

Cd 28 32 18 22 25 Cr 118 110 104 70 1000 Cu 388 208 468 136 1200 Hg <1 <1 <1 <1 10 Ni 216 172 208 110 200 Pb 90 44 112 28 1000 Zn 2070 1720 1480 1150 3500

*) Dopuszczalne ilości metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych, wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U.

nr 134, poz. 1140).

Tabela 44. pH i stężenie składników podstawowych w wyciągach wodnych (1:10) mieszanin osadu ściekowego z odpadami półsuchego odsiarczania spalin z EC „Lublin” i El „Łagisza”

w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Oznaczenie Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1 Wartość dopuszczalna*)

„Lublin” „Łagisza” „Lublin” „Łagisza”

pH 8,8 8,9 10,8 10,9 6,5–8,5

mg/dm3

Na+ 50,8 35,7 66,4 30,6 800

K+ 32,0 21,5 68,6 13,5 80

Cl- 468,0 693,5 1118,0 1280,0 1000

SO42- 848,5 488,5 1230,0 406,5 500

*) Wg Załącznika nr 3 do Rozp. Ministra Środowiska z dnia 29.11.2002 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. nr 212, poz. 1799.

OSAD ŚCIEKOWY I KARBOŃSKIE ODPADY POWĘGLOWE

Karbońskie odpady powęglowe wykazywały zupełnie inne cechy fizykomechaniczne w porównaniu z cechami popiołów i innych drobnoziarnistych odpadów: gliny piaszczystej, odpadu poformierskiego oraz odpadów z półsuchego odsiarczania spalin. Wynika to z bardzo różnorodnej granulacji odpadów „surowych”

pobranych z osadników zakładów przeróbczych, jak i zmian granulacji na skutek

urabiania i homogenizowania wytwarzanych mieszanin z osadami ściekowymi.

Ponadto, różnorodność uziarnienia oraz zawartość substancji mineralnej osadów i odpadów powęglowych powodowały, że trudno było uzyskać homogeniczne mieszaniny tych odpadów. Takie mieszaniny, których wyniki badań właściwości mechanicznych i fizykochemicznych można jednoznacznie interpretować.

Z przeprowadzonych homogenizacji osadów i odpadów wynika, że można otrzymać mieszaniny o ustabilizowanej wilgotności i gęstości, ale trudno jest oznaczyć inne parametry fizykomechaniczne. Współczynniki filtracji obarczone były dużym błędem, podobnie jak uzyskane wyniki spójności badanych mieszanin. W przypadku badań wartości kąta tarcia wewnętrznego uzyskane wyniki wahały się w bardzo szerokich granicach, nie pozwalając na wiarygodną interpretację, szczególnie w warunkach technicznego wykorzystania, na przykład do podbudowy skarp i skłonów powierzchni składowanych odpadów komunalnych.

Mieszaniny osadów z karbońskimi odpadami powęglowymi w proporcjach 3:1 wykazywały około 50% wilgotności, przy gęstości nasypowej 1,3 kg/dm3 (tab. 45).

Mieszaniny osadów ściekowych z odpadami powęglowymi w proporcji 3:1 charakteryzowały się dobrymi właściwościami filtracyjnymi o współczynnikach filtracji w przedziale 10-4−10-5 m/s. Znacznie mniejsze zawartości wilgoci w prze-dziale 30−35% i gęstości nasypowej 1,5 kg/dm3, stwierdzono w mieszaninach osadów i odpadów powęglowych w proporcji objętościowej 1:1 (tab. 45). Mieszaniny osadów ściekowych z odpadami powęglowymi w proporcji 1:1 wykazują znacznie lepsze właściwości izolujące. Współczynniki filtracji mieszanin osadu ścieko-wego i odpadów powęglowych z kopalni „Bogdanka” wahały się w przedziale 10

-5−10-7 m/s, przy średniej 4,5⋅10-6 m/s (tab. 45).

Tabela 45. Parametry fizykomechaniczne mieszanin osadu ściekowego z karbońskimi odpadami powęglowymi z kopalni „Bogdanka” i „Halemba” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Parametry Jednostka Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1

„Bogdanka” „Halemba” „Bogdanka” „Halemba”

wilgotność % 50,0 48,5 33,0 30,5

gęstość nasypowa kg/dm3 1,3 1,3 1,5 1,5

współczynnik filtracji m/s 3,5·10-5 1,5·10-4 4,5·10-6 1,3·10-5

spójność kPa 17,5 16,0 21,0 20,0

kąt tarcia wewnętrznego deg n.o.*) n.o.*) n.o.*) n.o.*)

*) Ze względu na znaczne zróżnicowanie uzyskanego materiału pod względem uziarnienia oznaczeń nie wykonano.

Mieszaniny badanych osadów ściekowych z karbońskimi odpadami powęglowymi, pod względem ekochemicznym tylko w jednym przypadku wykazały ponadnormatywne przekroczenie. Dotyczyło ono całkowitych zawartości kadmu w mieszaninach osadów z odpadami kopalni „Halemba” w stosunku 3:1. Wśród badanych metali ciężkich w mieszaninach na uwagę zasługiwały duże całkowite zawartości cynku i niklu (tab. 46). Wyciągi wodne z tych mieszanin miały odczyn obojętny i zawierały mniej składników podstawowych od dopuszczalnych ilości w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi. Szczególnie małe zawartości tych składników były wymywane z mieszanin sporządzonych w stosunku 1:1 (tab. 47).

Tabela 46. Całkowita zawartość metali ciężkich w mieszaninach osadu ściekowego z karbońskimi odpadami powęglowymi z kopalni „Bogdanka” i „Halemba” w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Metal Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1 Wartość

dopuszczalna*)

„Bogdanka” „Halemba” „Bogdanka” „Halemba”

mg/kg [ppm]

Cd 23 28 15 17 25

Cr 102 96 90 78 1000

Cu 226 212 162 158 1200

Hg < 1 < 1 < 1 < 1 10

Ni 138 146 94 100 200

Pb 47 60 34 60 1000

Zn 1555 1580 985 1030 3500

*) Dopuszczalne ilości metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz.

1140).

Tabela 47. pH i stężenia składników podstawowych w wyciągach wodnych (1:10) mieszanin osadu ściekowego z karbońskimi odpadami powęglowymi z kopalni „Bogdanka” i „Halemba”

w proporcjach 3:1 oraz 1:1

Oznaczenie Mieszanina 3:1 Mieszanina 1:1 Wartość dopuszczalna*)

„Bogdanka” „Halemba” „Bogdanka’’ „Halemba”

pH 7,2 7,4 7,3 7,4 6,5–8,5

mg/dm3

Na+ 29,5 52,7 30,1 62,5 800

K+ 18,3 18,5 12,2 12,6 80

Cl- 15,2 50,8 13,8 68,5 1000

SO42- 420,6 401,2 277,0 252,3 500

*)Wg Załącznika nr 3 do Rozp. Ministra Środowiska z dnia 29.11.2002 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. nr 212, poz. 1799.

OSAD ŚCIEKOWY I GLINA PIASZCZYSTA

Dodatek do osadów ściekowych gliny piaszczystej powodował dwie zmiany właściwości fizykomechanicznym osadów. Mieszaniny osadów z gliną piaszczystą w proporcjach zarówno 3:1, jak i 1:1 miały wilgotności i gęstości nasypowe zbliżone do wilgotności i gęstości uzyskanych mieszanin osadów z karbońskimi odpadami powęglowymi (tab. 45 i 48).

Tabela 48. Parametry fizykomechaniczne mieszanin osadu ściekowego z gliną piaszczystą w proporcjach 3:1 i 1:1

Parametr Jednostka Mieszanina

3:1 1:1

wilgotność % 52,0 28,0

gęstość nasypowa kg/dm3 1,3 1,5

współczynnik filtracji m/s 2,4⋅10-6 3,2⋅10-7

spójność kPa 12,0 14,5

kąt tarcia wewnętrznego deg 8,0 9,5

Mieszaniny osadów z gliną piaszczystą charakteryzowały się dobrymi właściwościami izolacyjnymi. Współczynnik filtracji mieszaniny z 75% udziałem osadu ściekowego wynosił 2,4·10-6 m/s, a mieszaniny sporządzonej w stosunku 1:1 – 3,2·10-7 m/s. Mieszaniny te charakteryzowały się wysoką spójnością i wartością kąta tarcia wewnętrznego. Pod względem właściwości fizykomechanicznych wykorzystanie badanych mieszanin osadów ściekowych i odpadowych glin piaszczystych możliwe jest zarówno na płaskich terenach składowisk odpadów komunalnych, jak i na skarpach, skłonach oraz pryzmach kształtujących poszczególne kwatery składowania odpadów.

Mieszaniny badanych osadów ściekowych z odpadowymi glinami piaszczystymi, pod względem ekochemicznym charakteryzowały podobne cechy jak opisywane wcześniej mieszaniny osadów i odpadów powęglowych. Wśród podwyższonych zawartości metali ciężkich w tych mieszaninach na uwagę zasługiwały te wykonane w proporcji 3:1. Dotyczyło to zawartości kadmu, niklu i cynku (tab. 49). Mieszanina w proporcji 1:1 charakteryzowała się bardzo małymi zawartościami metali ciężkich.

Wykonane wyciągi wodne z badanych mieszanin osadu i gliny piaszczystej miały odczyn obojętny oraz bardzo małe stężenie składników podstawowych, znacznie mniejsze od dopuszczalnych w ściekach odprowadzanych do wód i ziemi (tab. 50).

Tabela 49. Całkowita zawartość metali ciężkich w mieszaninach osadu ściekowego z gliną piaszczystą w proporcjach 3:1 i 1:1

Metal Mieszanina Wartość

dopuszczalna*) 3:1 1:1

mg/kg [ppm]

Cd 28 16 25

Cr 105 70 1000

Cu 187 112 1200

Hg < 1 < 1 10

Ni 147 106 200

Pb 54 48 1000

Zn 1470 905 3500

*)Dopuszczalna ilość metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz. 1140).

Tabela 50. pH i stężenie składników podstawowych w wyciągach wodnych (1:10) mieszanin osadu ściekowego z gliną piaszczystą w proporcjach 3:1 i 1:1

Oznaczenie Mieszanina Wartość

dopuszczalna*) 3:1 1:1

pH 7,3 7,0 6,5–8,5

mg/dm3

Na+ 26,5 15,3 800

K+ 17,4 12,5 80

Cl- 18,5 12,8 1000

SO42- 393,0 240,0 500

*) Wg Załącznika nr 3 do Rozp. Ministra Środowiska z dnia 29.11.2002 r.

w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. nr 212, poz. 1799.

OSAD ŚCIEKOWY I ODPAD POFORMIERSKI (MASA ODWAŁOWA)

Dodatek do osadów ściekowych odpadu poformierskiego powodował znaczące zmiany gęstości osadu. Przy 25-procentowym udziale gęstość nasypowa wzrasta do 1,4 kg/dm3, a przy 50-procentowym aż do 1,7 kg/dm3 (tab. 51).

Tabela 51. Parametry fizykomechaniczne mieszanin osadu ściekowego z odpadem poformierskim (masa odwałową) w proporcjach 3:1 i 1:1

Parametr Jednostka Mieszanina

3:1 1:1

wilgotność % 60,0 27,0

gęstość nasypowa kg/dm3 1,4 1,7

współczynnik filtracji m/s 1,5·10-5 1,1·10-6

spójność kPa 10,5 12,0

kąt tarcia wewnętrznego deg 6,5 10,5 Przy zmianie gęstości nasypowej badanych mieszanin oraz spadku wilgotności w porównaniu z osadami ściekowymi obserwowano również zmianę właściwości filtracyjnych i parametrów mechanicznych. Mieszaniny osadów z odpadem poformierskim charakteryzowały się zróżnicowanymi właściwościami izolacyjnymi. Współczynnik filtracji mieszaniny z 75% udziałem osadu ściekowego wynosił 1,5·10-5 m/s, a mieszaniny sporządzonej w stosunku 1:1 – 1,1·10-6 m/s.

Mieszaniny te miały dużą spójność oraz podobnie jak współczynniki filtracji, zróżnicowane wartości kąta tarcia wewnętrznego. Pod względem właściwości fizykomechanicznych wykorzystanie badanych mieszanin osadów ściekowych i odpadów poformierskich w stosunku 1:1 jest możliwe zarówno na płaskich terenach składowisk odpadów komunalnych, jak i na skarpach oraz pryzmach kształtujących poszczególne kwatery składowania odpadów.

Mieszaniny badanych osadów ściekowych z odpadami poformierskimi, pod względem ekochemicznym charakteryzowały cechy typowo inertne dla środowiska.

Zawartość metali ciężkich w mieszaninach zarówno z 25- jak i 50-procentowym udziałem odpadu poformierskiego była znacznie mniejsza od ustalonej jako dopuszczalna (tab. 52). Wśród zawartości metali ciężkich w tych mieszaninach, w odróżnieniu od pozostałych badanych, na uwagę zasługiwała zawartość miedzi i ołowiu. Wynika to z chemicznego charakteru odpadu poformierskiego (tab. 36).

Inertny dla środowiska charakter badanych mieszanin osadów i odpadów poformierskich potwierdzały wykonane analizy wyciągów wodnych z tych mieszanin.

Wyciągi, podobnie jak mieszaniny zawierające osad ściekowy i odpadowe gliny piaszczyste, miały odczyn obojętny oraz bardzo małe stężenia składników podstawowych, znacznie mniejsze od wartości dopuszczalnych w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi (tab. 53).

Tabela 52. Całkowita zawartość metali ciężkich w mieszaninach osadu ściekowego z odpadem poformierskim (masą odwałową) w proporcjach 3:1 i 1:1

Metal Mieszanina Wartość

dopuszczalna*) 3:1 1:1

mg/kg [ppm]

Cd 22 13 25

Cr 85 46 1000

Cu 312 290 1200

Hg < 1 < 1 10

Ni 120 66 200

Pb 264 410 1000

Zn 1450 818 3500

*) Dopuszczalne ilości metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz. 1140).

Tabela 53. pH i stężenie składników podstawowych w wyciągach wodnych (1:10) mieszanin osadu ściekowego z odpadem poformierskim (masa odwałową) w proporcjach 3:1 i 1:1

Oznaczenie Mieszanina Wartość

dopuszczalna*)

w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. nr 212, poz. 1799.

W dokumencie Wpływ na środowisko stosowania mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych (Stron 93-108)