Osady Ściekowe w Cemencie Portlandzkim
Wytwarzanie osadów ściekowych jako odpadu
Osady ściekowe to materiał odpadowy pozostały po procesie oczyszczania ścieków, zarówno tych miejskich jak i przemysłowych. Zagospodarowanie tych odpadów zależy w dużej mierze od występujących w nich zanieczyszczeń stałych pochodzenia organicznego lub nieorganicznego, które to mogą być toksyczne dla środowiska i ludzkiego zdrowia. Właściwości fizykochemiczne tych materiałów zależą od etapu ich powstania. W tym projekcie waloryzacji poddawane są osady ściekowe pochodzące z pierwszego (obróbka fizyczno-chemiczna) i wtórnego (obróbka biologiczna) etapu obróbki ścieków komunalnych, oczyszczanych w Grupowej Oczyszczalni Ścieków Sp. z o. o., "GOŚ-ŁÓDŹ", która to obecnie (2017) otrzymuje 51% wszystkich ścieków województwa łódzkiego.
Zalecaną przez dyrektywy unijne (EU Sludge Directive 86/278/EC) i prawo polskie ("Krajowy plan gospodarki odpadami 2014", Uchwała Nr 217 Rady Ministrów z dnia 24 grudnia 2010 r., M. P. Nr 101 poz. 1183) metodą unieszkodliwiania osadów ściekowych jest poddanie ich spalaniu. Oszacowano, że rocznie na świecie produkowane jest ponad 1,7 milionów ton popiołów i żużli pochodzących z procesu unieszkodliwiania osadów ściekowych poprzez proces ich termicznego przekształcania. Samych osadów produkuje się w ilości ok. 17 milionów ton rocznie (dane łączne z USA i UE). Przewidywane jest również, że liczby te będą rosły.
Mając na uwadze wspomniane uwarunkowania prawne, osady ściekowe z "GOŚ-ŁÓDŹ" są zatem stabilizowane w Instalacji Termicznego Przekształcania Osadu, działającej od 2009 r. i zbudowanej na terenie zakładu w celu rozwiązania problemu gospodarki osadowej i skratek. Proces spalania przeprowadzany jest przy 850ºC w dwóch równoległych piecach fluidalnych o łącznej przepustowości 159 Mg/d. Poprzedzający etap suszenia odwodnionego już osadu realizowany jest w suszarkach talerzowych, uzyskując 30 - 32% s.m. W piecach fluidalnych osady ściekowe są następnie spalane w złożu piaskowym, a powstające w procesie powstawania spalin zawracane do procesu. Powstające przy spalaniu popioły lotne (19 01 14) (9,0 Mg/d) i pyły z oczyszczania gazów odlotowych (19 01 07) (0,5 Mg/d) są odpowiednio składowane na składowisku "Laguna". Ustabilizowane w ten sposób osady ściekowe (19 08 05) (223 Mg/d) są składowane na placu zakładu jako odpad nietoksyczny.
Surowce wtórne jako dodatki mineralne do spoiw na bazie cementu portlandzkiego
Dodatki mineralne przy produkcji cementu w celu ich włączenia do betonu są bardzo korzystne z punktu widzenia ekonomicznego, jakoże produkuje się mniej klinkieru portlandzkiego, oszczędzając w ten sposób energię. Korzyści technologiczne z tego tytułu są związane z powstawaniem produktów spoiwowych lub betonowych o wyższych wartościach początkowych odporności mechanicznej, urabialności i wytrzymałości chemicznej struktur budowlanych. Ekologiczne korzyści związane są ze zmniejszoną w konsekwencji emisją CO2, co pośrednio przyczynia się do ograniczenia efektu cieplarnianego.
Dodatki mineralne do cementu portlandzkiego stosowane są już od czterech dekad. Zasadniczo, do bezpośredniego łączenia z klinkierem portlandzkim lub mieszanie z cementem wykorzystywane są dwa rodzaje dodatków mineralnych: aktywne, pucolanowe (naturalne i sztuczne pucolany: aktywowane termicznie glinki, popioły lotne, naturalne pucolany pochodzenia wulkanicznego, diatomit, pył krzemionkowy) lub hydraulicznie aktywne dodatki (żużle wielkopiecowe), oraz nieaktywne, krystaliczne wypełniacze (fillers pochodzenia krzemionkowego lub wapiennego).
Technologia End-of-Waste dla osadów ściekowych "GOŚ-ŁÓDŹ"
Studium przypadku realizowane w ramach projektu na jednej z linii produkcyjnych zakładu "GOŚ-ŁÓDŹ" ma pozwolić na opracowanie nowej technologii End-of-Waste zagospodarowania powstających osadów ściekowych, aktualnie poddawanych procesowi spalania i składowanych jako odpady nietoksyczne i ustabilizowane. Opracowanie kryteriów dla przekształcenia wytwarzanych w ten sposób odpadów w surowiec wtórny, możliwy do włączenia jako dodatek mineralny do klinkieru lub cementu, umożliwi wprowadzenie ich na rynek. Aby zwiększyć ich konkurencyjność wobec dostępnych w sektorze materiałów budowlanych pierwotnych zasobów naturalnych i sztucznych, opracowane zostaną wytyczne techniczne wspierające zastosowanie nowo powstałego produktu.