Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Διερεύνηση των δυνατοτήτων της τέφρας πυθμένα κλιβάνου από την αποτέφρωση νοσοκομειακών ιατρικών αποβλήτων ως μια υποσχόμενη πρώτη ύλη για την παραγωγή αυτοκλείστων τούβλων

Bekiari Konstantina-Maria

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Στις ανεπτυγμένες χώρες, η εγκατάλειψη και η ανεξέλεγκτη διάθεση της τέφρας πυθμένα από τους αποτεφρωτήρες επικίνδυνων ιατρικών, νοσοκομειακών και άλλων βιο-αποβλήτων θεωρείται μία εκ των κύριων αιτιών μόλυνσης του εδάφους και των υπόγειων υδάτων, η οποία μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τόσο το περιβάλλον όσο και τη δημόσια υγεία. Η παρούσα διπλωματική εργασία παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με το χαρακτηρισμό και τις δυνατότητες αξιοποίησης της τέφρας πυθμένα αποτέφρωσης νοσοκομειακών ιατρικών αποβλήτων (Hospital Medical Waste Incinerator bottom ash / HMWI BASH) προς την κατεύθυνση της παραγωγής πρεσαριστών αυτοκλείστων τούβλων (γνωστά και ως “πυκνοί μονόλιθοι” / “dense monoliths”). Η τέφρα παραχωρήθηκε από το εργοστάσιο αποτέφρωσης επικίνδυνων ιατρικών αποβλήτων (γνωστό και ως “ΑΠΟΤΕΦΡΩΤΗΡΑΣ Α.Ε.”) που διαχειρίζεται η κοινοπραξία (Κ/Ξ) μίσθωσης αποτεφρωτήρα “ΗΛΕΚΤΩΡ Α.Ε. – ΑΡΣΗ Α.Ε.” του ομίλου “ΕΛΛΑΚΤΩΡ Α.Ε.”, υπό την επίβλεψη του Ειδικού Διαβαθμιδικού Συνδέσμου Νομού Αττικής (ΕΔΣΝΑ) στα Άνω Λιόσια (Αθήνα, Ελλάδα). Η πρώτη ύλη (ακατέργαστο δείγμα HMWI BASH) που παραλήφθηκε από την εγκατάσταση αποτέφρωσης ταξινομήθηκε σε επτά (7) κλάσματα (granulometric fractions). Ακολούθως, τα οκτώ (8) δείγματα χαρακτηρίστηκαν λεπτομερώς για τον προσδιορισμό πιθανών ορυκτολογικών ή/και χημικών διαφοροποιήσεων μεταξύ των παραγόμενων κλασμάτων που ενδέχεται να επηρεάζουν τη δυνατότητα αξιοποίησής τους.Τα δεδομένα περίθλασης ακτίνων Χ κόνεως (PXRD) τόσο του ακατέργαστου δείγματος HMWI BASH όσο και των επιμέρους 7 κλασμάτων (ήτοι: +8mm, -8+4mm, -4+2mm, -2+1mm, -1+0,500mm, -0,500+0,250mm και -0,250mm) του κατέδειξαν υψηλή περιεκτικότητα σε άμορφο υλικό κυρίως στο ακατέργαστο και στα αδρόκοκκα κλάσματα, η οποία σταδιακά μειώνεται προς τα λεπτόκοκκα κλάσματα. Η ορυκτολογική σύσταση του ακατέργαστου δείγματος και των κλασμάτων του αποτελείτο από κρυσταλλικές φάσεις υψηλής θερμοκρασίας, όμοιες με εκείνες των ορυκτών γκελενίτη (Ca2Al[AlSi2O7]), περοβσκίτη (CaTiO3) και χριστοβαλίτη (SiO2), εντός της αμόρφου μάζα του υλικού. Σύμφωνα με τις αναλυτικές μετρήσεις με χρήση WD-XRF και LA-ICP-MS, όλα τα δείγματα περιείχαν βαρέα μέταλλα και μεταλλοειδή, ορισμένα από αυτά παρόντα σε σχετικά υψηλότερες συγκεντρώσεις (πχ. Cr, Cu, Ni, Zn, κλπ.), και άλλα σε μικρότερες περιεκτικότητες (πχ.Co, Sn, V, As, κλπ.). Ο μόλυβδος συγκεντρώνεται σε πολύ μικρή ποσότητα σε όλα τα δείγματα (~3-9 ppm), ενώ το κάδμιο ανιχνεύτηκε σε ορισμένα από τα λεπτόκοκκα δείγματα μόνον με χρήση LA-ICP-MS. Σύμφωνα με τις μετρήσεις με χρήση ICP-OES, το αρχικό ακατέργαστο υλικό περιέχει χρυσό (Au) της τάξεως των 15 ppm. Aξίζει να τονιστεί ότι το σπάνιο αυτό μέταλλο απαντά κυρίως στο αδρόκοκκο κλάσμα (13 ppm) και λιγότερο στα λεπτόκοκκα κλάσματα (8-10 ppm) του υλικού. Επιπλέον, η περιεκτικότητα των δειγμάτων σε σπάνιες γαίες (συμπεριλαμβανομένων των 15 λανθανιδών, του Sc και του Y) βρέθηκε να αυξάνει από τα αδρόκοκκα προς τα λεπτόκοκκα κλάσματα. Η μικροσκοπική παρατήρηση των δειγμάτων με χρήση SEM/EDS αποκάλυψε την παρουσία σωματιδίων που περιέχουν μέταλλα, μεταξύ άλλων και βαρέων μετάλλων όπως Cr και Cu, πχ. οξειδίων του Ca και του Ti (περοβσκίτης) εντός μίας “πολυμεταλλικής” άμορφης μάζας.Για την παραγωγή των πρεσαριστών αυτόκλειστων τούβλων χρησιμοποιήθηκε το ακατέργαστο δείγμα HMWI BASH, καθώς κι ένα μίγμα 1:1 των λεπτόκοκκων κλασμάτων (-0,500+0,250mm και -0,250mm), λόγω της χαμηλότερης περιεκτικότητάς τους σε άμορφο και της υψηλότερης ποσοστιαίας συμμετοχής του γκελενίτη, έχοντας ως αποτέλεσμα έξι διαφορετικές συνθέσεις (formulations) για λόγους σύγκρισης. Για την παραγωγή των αυτόκλειστων τούβλων χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικές συνταγές (mix designs), δύο ανόργανα πολυμερή χρησιμοποιώντας τα προαναφερόμενα δείγματα HMWI BASH (IP100 mix design) είτε αναμειγνύοντάς τα με εμπορικό μετακαολίνη (IP_MK mix design), καθώς και ένα μίγμα τσιμέντου τύπου Portland (BLD mix design). Όλοι οι παραγόμενοι πυκνοί μονόλιθοι σκληρύνθηκαν υπό ίδιες υδροθερμικές συνθήκες σε αυτόκλειστο. Εν συνεχεία, προσδιορίστηκε η ορυκτοχημική τους σύσταση, ενώ για την αξιολόγησή τους έλαβαν χώρα δοκιμές αντοχής σε μονοαξονική θλίψη, και δοκιμές έκπλυσης σύμφωνα με το πρότυπο EN 12457/2. Οι μηχανικές αντοχές και οι ιδιότητες έκπλυσης των παραγόμενων μονολίθων από το ακατέργαστο δείγμα ήταν σαφώς ανώτερες συγκρινόμενες με εκείνες που διαμορφώθηκαν με χρήση του μείγματος των λεπτών κλασμάτων, καθιστώντας εν τέλει τη διαδικασία κοσκίνισης μάλλον περιττή για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Η προσθήκη υλικού μετακαολίνη αποδείχθηκε συγκριτικά μη ωφέλιμη ως προς την αντοχή των δοκιμίων σε μονοαξονική θλίψη. Από όλες τις εφαρμοζόμενες συνταγές, προτιμητέα ήταν εκείνη που είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή πρεσ

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες