Nedílnou součástí hospodářského rozvoje moderní společnosti je nadměrná produkce odpadů, a s tím spojené znečišťování životního prostředí. Odpady vznikající v různých průmyslových procesech často obsahující kontaminanty, zejména těžké kovy v nadlimitních koncentracích, nelze je proto ukládat na skládky bez předchozí úpravy.
Progresivní fyzikálně-chemickou metodou úpravy odpadů jsou stabilizační a solidifikační technologie: Tyto postupy zvyšují stabilitu solidifikovaných odpadů a významným způsobem snižují přestup znečišťujících látek (polutantů) do životního prostředí. Proto se vedle vyluhovacích testů, které sledují vliv vyluhování odpadu na uvolňování kontaminačních složek původně imobilizovaných v odpadech, sledují i další vliv na připravené produkty. jd ezejména o dlouhodobé působení loužícího média na pevnost a stálost produktů, které je rozhodující zejména z hlediska jejich dalšího využití, stejně jako v případě, že materiály nemají být dále použity, ale pouze dlouhodobě uloženy na skládky.
SOLIDIFIKOVANÝ ODPAD
K solidifikaci byla použita struska z Kovohutí Příbram. Jemné olovnaté odpady se v kovohutích zpracovávají v krátkých bubnových pecích. Úlety z pecí se vážou pomocí uhličitanu sodného a vytvářejí tak sodnou strusku, která obsahuje těžké kovy, je nestabilní ve vodném prostředí a její vodný výluh má vysokou hodnotu pH. Jako pojivo pro solidifikaci byl použit cement a odpadní sádra, jako aditivum elektrárenský popílek a bentonit. Pro vyluhování byl využit statický test vyluhovatelnosti a jako loužící médium použity destilovaná voda, roztok destilované vody se směsí kyseliny sírové a kyseliny dusičné a roztok destilované vody a kyseliny octové.
Krátkodobý test vyluhovatelnosti (24 hodin) původního vzorku odpadu prokázal přítomnost olova v nadlimitní koncentraci (16,993 mg/l) a hodnotu pH v alkalické oblasti (pH = 8,58). Pozornost byla proto věnována sledování koncentrace olova jak v neutrálním, tak i v obou typech kyselých výluhů a rovněž sledování stability (pevnosti a odolnosti) připravených vzorků solidifikátů při dlouhodobém působení těchto výluhů.
Z širokého výběru kombinací mísicích poměrů odpadu, pojiva a aditiva se jako nejvhodnější pojivo jevila odpadní sádra - materiál nejlépe splňující podmínky dlouhodobé stability. Při aplikaci tohoto pojiva s využitím elektrárenského popílku jako aditiva v poměru 2:1:1 (sádra:elektrárenský popílek:odpad) vykazovaly solidifikáty dostatečnou pevnost a po celou dobu měření si udržovaly svůj tvar.
Nedostatkem však byly zvýšené koncentrace olova ve výluzích solidifikátů po delší době vyluhování (21 dní). Koncentrace olova se postupně zvyšovala a na konci pokusu (28 dní) se při stále vzrůstajícím trendu přibližovala k limitní hodnotě III. třídy vyluhovatelnosti. Tento efekt zaznamenává tabulka 1.
Jiným způsobem se chovaly solidifikáty obsahující jako pojivo cement. Přítomnost tohoto pojiva vedla ke snížení pevnosti připravených vzorků. Připravené solidifikáty v průběhu pokusu ztrácely svůj tvar a postupně se začaly rozpadávat.
I když koncentrace olova ve všech výluzích tohoto nestabilního solidifikátu měly v průběhu měření vzrůstající trend (podobně jako při použití sádry), jejich hodnoty byly celkově nižší. U vzorku, kde byl jako aditivum použit bentonit, bylo zjištěno, že hodnoty koncentrace olova ve výluzích dosahovaly pouze hodnot polovičních. Lze tudíž předpokládat, že nižší naměřené koncentrace olova mohou být způsobeny jeho navázáním na bentonit, který byl použit jako aditivum, jak je uvedeno podrobněji v tabulce 2.
DŮLEŽITÁ JE VOLBA
Z uvedených pokusů je zřejmé, jak je důležitá volba vhodného pojiva a aditiva pro solidifikaci různých typů průmyslových odpadů. Při solidifikaci sodné strusky s využitím sádry jako pojiva a elektrárenského popílku jako aditiva vznikaly produkty dostatečně pevné a tvarově stálé, ale při delší době vyluhování ztrácelo pojivo i příslušné aditivum své fixační schopnosti, olovo se ze solidifikátu začalo uvolňovat a jeho koncentrace ve výluzích se zvyšovaly.
Naopak při použití cementu jako pojiva vznikaly produkty s nízkou pevností, které se v průběhu pokusu začaly rozpadávat. Obsah olova ve výluzích však byl nižší a v případě použití bentonitu jako aditiva dokonce poloviční než u sádry. Z uvedeného je zřejmé, že stabilizace vede ke snížení vyluhovatelnosti. Tento efekt se dá v tomto případě považovat za významnější, než je vlastní solidifikace, která umožňuje připravit produkt dostatečně pevný a tvarově stálý.
doc. Ing. Zdeněk Kafka, CSc.
Ing. Milan Březina, CSc.
Ústav chemie ochrany prostředí,
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
