Stabilization and solidification of industrial waste

Leul Mekonnen Belay

Master's thesis

Abstract:

In this study, the Stabilization and Solidification (S/S) of ammunition waste, originating from semiautomatic explosion chambers using different types of binders along with the effect of environmental conditions, Water type, water-cement ratio (Wa/C), and the effect of chloride were investigated. The used binders are OPC (ordinary Portland cement) and FBCA (Fluidized Bed combustion ash). In the study, S/S solidified samples were prepared in a waste-to-binder (W/B) ratios: 80:20, 60:40, 40:60, and 20:80. After 28 days of curing, the compressive strength (CS) was monitored using a Laboratory Motorized Hydraulic Press. Furthermore, the S/S samples passed through the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP 1311), and the leaching of Pb and Cu was analyzed by Flame Atomic Absorption Spectroscopy (FAAS). Then, the results were compared to European landfill regulation (2003/33/EC). From the result gained, the addition of chloride into OPC effectively stabilized the leaching of Pb and Cu from the waste, achieving a reduction of over 99 %.

Abstract:

V této studii byla zkoumána stabilizace a solidifikace (S/S) odpadu z munice pocházejícího z výbušných komor, s použitím různých typů pojiv jako portlandský cement a úletový popílek. Metody byly otestovány za různých podmínek ovlivňující solidifikační směsi jako je například obsah vody, poměr voda-cement (Wa/C) a přídavek chloridů. Ve studii byla tělesa S/S připravena v různých poměrech odpadu ku obsahu pojiva (W/B) v solidifikační směsi: 80:20, 60:40, 40:60 a 20:80. Po 28 dnech tuhnutí byla pevnost v tlaku měřena pomocí hydraulického lisu. Kromě toho byly vzorky S/S podrobeny vyluhovacímu testu dle metodiky TCLP 1311 a koncentrace Pb a Cu byly analyzovány pomocí atomové absorpční spektrometrie (FAAS). Výsledky poté byly porovnány s evropským nařízením o ukládání odpadu na skládky 2003/33/EC. Ze získaných výsledků lze konstatovat, že vliv chloridu sodného na solidifikační směsi byl účinně otestován, což se projevilo stabilizací obsahu Pb a Cu o více než 99 %.

Keywords

Klíčová slova, Stabilizace a solidifikace, pojivo, cement, popílek, pevnost v tlaku, Plamenová atomová absorpční spektrometrie (FAAS)

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Štěpán Vinter, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Environmental Engineering / -