Stabilization/solidification of sludge by means of coal fly ash as a binder

Abstract

The paper focuses on determining the additives being suitable for stabilization/solidification of sludge (produced during wastewater treatment) by fly ash. Fly ash, fly ash with Portland cement, and fly ash with lime were tested as the binders. Different quantities of Portland cement or lime added to fly ash as a binder were mixed with sludge produced during wastewater treatment. Carbon black was added to the mixture of the sludge with a binder in 1, 2, 3 wt% to reduce DOC (dissolve organic carbon) leachability. The prepared mixtures were left in laboratory conditions for 28 days to solidify. Then the effectiveness of sludge stabilization was evaluated by water-leaching test carried out on specimens according to Czech regulations. The specimens in distilled water of the water/solid ratio of 10/1 were mixed together and shaken for 24 hours. Due to high content of organic compounds in the sludge, the DOC content in water leachate was chosen as a relevant criterion. Stabilization/solidification of sludge by means of fly ash decreased the leachability of DOC from 2,320 mg/dm3 to 164 mg/dm3 in water leachate of a mixture with 40 wt% of sludge. Addition of a carbon black (1 wt%) decreased the leachability of DOC by almost three times (61 mg/dm3 for the mixture with 40 wt% of sludge). Addition of Portland cement or lime to fly ash did not give any remarkable effect on the decrease in DOC leachability from wastewater sludge.

Określono modyfikatory służące do stabilizacji/zestalania osadów ściekowych, które powstały podczas oczyszczania ścieków, za pomocą popiołu lotnego. Popiół lotny, popiół lotny z domieszką cementu portlandzkiego i popiół lotny z domieszką wapna palonego były testowane jako substancje wiążące. Różne ilości cementu portlandzkiego lub wapna palonego dodawano do popiołu lotnego, a następnie mieszano z osadem ściekowym. Aby zmniejszyć wymywalność rozpuszczonego organicznego węgla z mieszaniny osadów ściekowych z substancją wiążącą (w ilości 1, 2, 3 procenta wagowego), dodano do niej sadzy. Tak przygotowaną mieszaninę trzymano przez 28 dni w warunkach laboratoryjnych, aby zestaliła się. Następnie oceniano efektywność stabilizacji osadu na podstawie testu ługowania przeprowadzonego zgodnie z czeską normą. Próbki mieszano z wodą destylowaną (stosunek wody do ciała stałego wynosił 10/1) i wytrząsano przez 24 godziny. Ponieważ osad zawierał znaczną ilość substancji organicznych, więc zawartość rozpuszczonego węgla organicznego w odcieku po ługowaniu przyjęto za miarodajny wskaźnik. Stabilizacja/zestalenie osadu za pomocą popiołu lotnego zmniejszała wymywalność rozpuszczonego węgla z 2320 mg/dm3 do 164 mg/dm3 w wodnym odcieku po ługowaniu mieszaniny, w której osad stanowił 40 procent wagowych. Dodatek sadzy (1 procent wagowy) zmniejszał prawie trzykrotnie wymywalność rozpuszczanego węgla organicznego (61 mg/dm3 w mieszaninie z 40-procentowym udziałem osadu). Dodatek cementu portlandzkiego lub wapna gaszonego do popiołu lotnego nie miał istotnego wpływu na obniżenie wymywalności rozpuszczalnego węgla orgnicznego z osadu.