Fresh bottom ash characteristics dependence on fractional composition

Abstract

Waste incineration process generates two main by-products streams: fly ash and bottom ash. Bottom ash is composed of a variety of oxides, heavy metals and salts. Chemical materials distributed unevenly in different fractions of bottom ash. This study investigates the heavy metals (Pb, Cd) content dependence of bottom ash and fraction composition. Studies were performed with five different fractions (0–2 mm; 2–5.6 mm; 5.6–11.2 mm; 11.2–22,4 mm; 22.4–40 mm) of fresh bottom ash. After a one-step leaching test (distilled water was used as a solvent), was determinate, that highest concentrations of the lead (Pb) (from 0.141 to 0.146 mg/l) are leached from the smallest (0–2 mm 2–5.6 mm) bottom ash fractions particles. Heavy metals concentration in these fractions eluates respectively was 2.83 and 2.91 times higher than the limit value of leaching. The highest concentration of cadmium (4.214 mg/l) was determinate in 0–2 mm fraction bottom ash eluate. concentration of cadmium was 1.40 times higher than the limit value of leaching. It can be concluded that 0–2 mm; 2–5.6 mm fraction bottom ash can’t be used in civil engineering, without pre-treatment (eg. washing or aging).

Article in Lithuanian.

Neapdorotų dugno pelenų ir šlako charakteristikų priklausomybė nuo frakcinės sudėties

Santrauka

Atliekų deginimo procese susidaro du pagrindiniai atliekų srautai: lakieji pelenai bei dugno pelenai ir šlakas. Pastarųjų sudėtyje yra gausu įvairių oksidų, tirpiųjų druskų ir metalų. Cheminės medžiagos dugno pelenų ir šlako frakcinėje sudėtyje pasiskirsto netolygiai. Šiame darbe tiriama sunkiųjų metalų (Pb, Cd) kiekio priklausomybė nuo dugno pelenų ir šlako frakcinės sudėties. Tyrimai atlikti naudojant penkių skirtingų frakcijų (0–2 mm; 2–5,6 mm; 5,6–11,2 mm; 11,2–22,4 mm; 22,4–40 mm) neapdorotų dugno pelenų ir šlako mėginius. Atlikus vienpakopio išplovimo tyrimus, naudojant distiliuotą vandenį kaip tirpiklį, nustatyta, kad daugiausiai švino (Pb) (0,141–0,146 mg/l) išsiplauna iš mažiausių (0–2 mm, 2–5,6 mm) dugno pelenų ir šlako frakcijų dalelių. Švino koncentracijos šių frakcijų eliuatuose atitinkamai 2,83 ir 2,91 karto viršijo ribinę išsiplovimo vertę. Didžiausia kadmio koncentracija (4,214 µg/l) nustatyta 0–2 mm frakcijos dugno pelenų ir šlako eliuate, koncentracija 1,40 karto viršijo ribinę išsiplovimo vertę.

Reikšminiai žodžiai: dugno pelenai ir šlakas; sunkieji metalai; švinas (Pb); kadmis (Cd); frakcija.

Keyword : bottom ash, heavy metals, lead (Pb), cadmium (Cd), fraction