natgillin/translations-raw huggingface dataset:
This is directly related to obligations toward the EU because, in case all requirements - including adequate sludge disposal - are not met, significant funds will have to be paid in form of fines.
To se neposredno odnosi i na obveze prema EU, pa će se ako nisu zadovoljeni svi uvjeti, tj. kako postupiti s muljem, plaćati značajni novčani iznosi u obliku kazni.
In 2007, the total annual generation of sludge originating from WWTPs amounted to almost 17,000,000 t DM in the USA and EU (namely 7,000,000 t in the USA and 10,000,000 t in the EU) [10].
Prema podacima iz 2007. godine, ukupna godišnja proizvodnja mulja s UPOV-a u SAD-u i u EU iznosila je gotovo 17.000.000 t ST (7.000.000 t u SAD-u i 10.000.000 t u EU-u) [10].
Nevertheless, the quantities of sludge as a by-product of waste water purification are constantly on the rise all over the world.
Međutim, količine mulja, koji je nusproizvod pročišćavanja otpadnih voda, neprestano se povećavaju na svjetskoj razini.
The annual sludge generation in 27 EU countries, including the sludge generation forecast until 2020, is presented in Figure 1 [11].
Na slici 1. prikazan je smjer godišnje proizvodnje mulja u 27 zemalja EU-a, predviđajući i kako će rasti do 2020. godine [11].
Almost 50 % of sludge generated in 2009 was used in agriculture in countries such as Spain, Great Britain and France, while the rest was either deposited on landfills or incinerated.
U zemljama poput Španjolske, Velike Britanije i Francuske gotovo se 50 % mulja nastalog 2009. godine koristilo u poljoprivredi, a ostatak se odlagao na odlagalištima ili spaljivao.
Annual sludge generation in WWTPs in 27 EU countries [11] Sludge generated at the WWTPs that have been built so far in Croatia is deposited on solid waste disposal sites.
Na UPOV-ima koji su do danas izgrađeni u Hrvatskoj mulj se odlaže na odlagalištima krutog otpada, od čega se vrlo mali dio koristi u poljoprivredi, a za ostalo se ne može sa sigurnošću utvrditi gdje i kako završava.
Out of the total quantity of sludge, very little is used in agriculture and, for the
Općenito, problemu odgovarajućeg postupanja s muljem u Hrvatskoj, sve donedavno, nije se pridavala veća pažnja.
major part of this sludge, it can not be said with certainty where and how it is disposed.
Korištenje mulja s UPOV-a u proizvodnji cementnog morta i betona
It is indicated in the same document that waste disposal sites will not be allowed to accept, inter alia, "municipal waste in case the mass of its biodegradable component exceeds 35 % of the total mass".
istom se dokumentu navodi da je na odlagalištima otpada zabranjen prihvat, između ostalog i: "komunalnog otpada ukoliko mu masa biorazgradive komponente premašuje 35 % od ukupne mase".
The mass of the biologically stabilized sludge always exceeds 35 %wt of biodegradable matter.
Biološki stabiliziran mulj sadrži uvijek više od 35 masenih postotaka biorazgradive tvari.
As the quantities of sludge waste to be disposed on landfill sites is limited by European directives, namely by the EU Sewage Sludge Directive (86/278/EC), EU Landfill Directive (99/31/EC), and the EU Waste Incineration Directive (2000/76/ EC), and as the EU Waste Framework Directive 2008/98/EC favours waste reuse (recycling) over other solutions, it is evident that the generation of such vast quantities of sludge originating from WWTPs will require an appropriate response.
S obzirom na to da je prema propisima Direktive o mulju (86/278/EC), Direktive o odlagalištima otpada (99/31/EC) i Direktive o spaljivanju otpada (2000/76/EC) ograničena količina otpadnog mulja koja se može prihvatiti na odlagalištima te da se prema Direktivi o otpadu 2008/98/EC daje prednost ponovnom korištenju (recikliranju) otpada u odnosu na ostala rješenja, jasno je da će nastanak golemih količina mulja s UPOV-a zahtijevati odgovarajuće gospodarenje s muljem.
Selection of an optimum sludge treatment procedure at WWTPs will inter alia depend on the final sludge disposal, and this final disposal must be taken into account already during construction of such plants.
Odabir optimalnog postupka obrade mulja na UPOV-ima ovisi između ostalog i o konačnom gospodarenjem s muljem pa je već kod izgradnje uređaja to nužno uzeti u obzir.
Sludge incineration is compliant with the Appendix 1: Waste Disposal Procedures (D10) of the sustainable Waste Management Act (OG No. 94/13).
Spaljivanje mulja u skladu je s propisom u Dodatku 1 (Postupci s otpadom (D10) Zakona o održivom gospodarenju otpadom (NN 94/13)).
The total sludge mass reduces considerably (up to 85 %) through incineration [15] and the same applies to the volume of the final waste matter, which facilitates further use of sludge and the newly created product (boiler/hearth ash).
Spaljivanjem mulja znatno se smanjuje ukupna masa mulja (do 85 %) [15] i volumen konačne otpadne tvari, čime se olakšava daljnje gospodarenje muljem i novonastalim proizvodom (pepelom iz kotlovnice/ložišta).
In addition, toxic organic compounds become disintegrated by thermal action, disagreeable odours are minimised, and the sludge energy can be put to good use [16].
Osim toga, termički se razgrađuju toksični organski spojevi, minimiziraju se neugodni mirisi i omogućuje koristiti energetska vrijednost mulja [16].
However, a byproduct in form of boiler ash and fly ash from filter is generated even during the sludge incineration procedure, and it also has to be disposed in an appropriate way.
Međutim, i u sklopu postupka spaljivanja muljeva javljaju se nusproizvodi u obliku pepela iz kotlovnice i lebdećeg pepela iz filtra, s kojima u konačnici treba također postupiti na odgovarajući način, a čije količine nisu zanemarive.
It should be noted that the quantities of such ash are far from negligible, with boiler ash quantities being about ten times greater compared to quantities of fly ash from filter.
Pritom se napominje da su količine pepela iz kotlovnice oko deset puta veće u odnosu na količine lebdećeg pepela iz filtra.
A schematic of sludge production in Croatia after 2018 is presented in Figure 2.
Izgradnjom novih i rekonstrukcijom postojećih UPOV-a navedena brojka će se konstantno povećavati.
Estimated production of sludge and ash from WWTPs in Croatia after 2018
Procjena proizvodnje mulja i pepela s UPOV-a u Hrvatskoj nakon 2018. godine
From the perspective of sustainable development, the waste water treatment cycle is almost fully completed by the use of sludge, and the quantities of waste matter generated in the process, which still have to be disposed into environment, are quite negligible.
U okvirima održivog razvoja, korištenjem mulja gotovo u potpunosti se zatvara ciklus pročišćavanja otpadnih voda, pri čemu se stvaraju zanemarive količine otpadne tvari koje je potrebno odložiti u okoliš.
In this paper, a primary focus will be placed on the use of ash in concrete industry, as concrete is the world's most widely used artificially obtained material.
U radu će se prije svega razmotriti mogućnosti upotrebe pepela u betonskoj industriji, s obzirom na to što je beton najčešće korišten umjetno dobiveni materijal u svijetu.
Some practical results of research conducted in various countries will be described, and comparison will be made with the results obtained in Croatia.
Opisat će se neki od rezultata dosada provedenih istraživanja u okviru svjetske prakse, te će se dati usporedba s rezultatima dobivenim u Hrvatskoj.
2. Composition of ash obtained by incineration of sludge
2. Sastav pepela dobivenog spaljivanjem mulja
In concrete industry, the use of ash obtained by incineration of sludge is primarily related to the ash from boilers.
Mogućnost upotrebe pepela dobivenog spaljivanjem mulja u betonskoj industriji uglavnom se odnosi na pepeo iz kotlovnice.
Ash is a powdery material with some sand size grains, and with a negligible content of organic matter and moisture.
Pepeo je praškasti materijal s nešto čestica veličine zrna pijeska te sa zanemarivim udjelom organske tvari i vlage.
An accurate range of ash grain sizes depends on the sludge treatment procedure, on the content of industrial water in waste water, and on the type of drainage system [18].
Točan raspon veličina čestica pepela ovisi o postupcima obrade mulja, udjelu industrijskih voda u otpadnoj vodi i tipu sustava odvodnje [18].
The irregular morphology and porous structure of ash grains, and its large specific surface, result in a greater need for water when the ash is used as a replacement in various types of cement mortars and concretes [10].
Nepravilna morfologija i porozna struktura čestica pepela te njegova velika specifična površina utječu na veću potrebu za vodom kada se pepeo koristi kao zamjenski dodatak u cementnim mortovima i betonima [10].
Principal chemical elements contained in ash obtained during thermal treatment of sludge are the silicon (Si), aluminium (Al), calcium (Ca), and phosphorus (P).
Glavni kemijski elementi sadržani u pepelu kao nusproizvodu termičke obrade mulja jesu silicij (Si), aluminij (Al), kalcij (Ca) i fosfor (P).
Density of ash obtained by incineration of sludge from Karlovac WWTP at various temperatures (800, 900, and 1000°C) [8]
Gustoća pepela dobivenog spaljivanjem mulja s karlovačkog UPOV-a pri različitim temperaturama (800, 900 i 1000°C) [8]
However, some research projects are still in progress, and new projects of this type
Stoga rezultate nekih istraživanja o muljevima, čiji se sastav razlikuje od muljeva generiranih na području Hrvatske,
Incineration temperature
Temperatura spaljivanja
Density of ash
Gustoća dobivenog pepela
Oxide content in ash [mas. %]
Udio oksida u pepelu [mas. %]
Range of values (literature review)
Raspon vrijednosti (pregled literature)
WWTP Karlovac
UPOV Karlovac
WWTP Koprivnica
UPOV Koprivnica
WWTP Zagreb
UPOV Zagreb
Chemical composition of ash obtained by incineration of sludge [8, 10, 16, 23, 28, 31, 34-44]
Kemijski sastav pepela dobivenog spaljivanjem mulja [8, 10, 16, 23, 28, 31, 34-44]
are constantly being initiated.
treba uzeti s određenim oprezom.
This points to the great significance of the ash quality and composition testing under various circumstances, as related to the quality of wastewater and technological processes used at the WWTP.
Isto tako, sastav mulja i pepela koji se generira na UPOV-u u znatnoj mjeri ovisi o tehnološkom procesu pročišćavanja vode i same obrade mulja.
That is why the results of some research conducted with the sludge whose composition differs from that of the sludge generated in the territory of Croatia should be taken with some caution.
Usporedbe radi, u istoj tablici, dani su rasponi vrijednosti masenih udjela istih oksida u pepelu dobivenom spaljivanjem mulja s triju UPOV-a u Hrvatskoj (karlovačkog, koprivničkog i zagrebačkog) [8].
To enable comparison, the same table provides weight percent values of the same oxides in the ash obtained by incinerating sludge from three WWTP in Croatia (Karlovac, Koprivnica and Zagreb [8].
Udio sastojaka prisutnih u pepelu u tragovima (ili u manjim udjelima) može još značajnije varirati zbog utjecaja obilježja industrijske aktivnosti u tome području.
Table 2 shows that there are considerable differences in ash composition.
3. Spaljivanje mulja
These differences primarily depend of the properties of wastewater, on the sludge treatment technology, incineration temperatures, etc. For instance, the patented "MIDMIX" sludge treatment technology is used at the Koprivnica WWTP.
Ocijeđeni mulj, s udjelom suhe tvari u rasponu 18 - 35 mas. % ST, prije konačnog spaljivanja se uobičajeno suši radi povećanja energetske učinkovitosti pri spaljivanju.
This technology is based on addition of considerable quantities of lime during sludge treatment, and so the ash obtained from this sludge has a much higher CaO content.
Tako osušeni mulj, s udjelom 75 - 90 mas. % ST, potom se uvodi u peći za spaljivanje gdje nastaje pepeo u obliku fino granuliranog otpadnog materijala.
Ranges of values for oxides contained in ash from the three WWTPs in Croatia are due to different sludge incineration temperatures (800, 900 and 1000⁰C).
Prilikom spaljivanja mulja s UPOV-a ne samo da nastaje pepeo koji je moguće višestruko iskoristiti, već se u tom procesu odvija cjelokupna termička razgradnja organskih, ali i najvećeg dijela anorganskih zagađivala [47].
It has however been observed that the proportion of principal oxides contained in ash may vary considerably even at plants operating under similar conditions [45, 46].
Kalorijska vrijednost mulja slična je onoj smeđeg ugljena, ali treba imati na umu činjenicu da je to kalorijska vrijednost organskog dijela mulja, dok anorganski dio nema kalorijsku vrijednost.
The incineration of sludge originating from WWTPs does not only result in creation of ash that can be used in a number of ways but.
Od ostalih tipova koristi se modularna spalionica [40] i električna prigušena peć (engl. electrical muffle furnace) [16].
It also results in a thorough thermal disintegration of organic and most inorganic pollutants [47].
Prema slici 3., mulj i vrući zrak (500 - 600 °C) uvode se u peć za izgaranje.
In this stabilized and dehydrated state, the calorific value of sludge ranges from 12 to 20 MJ/kg [36].
Zaostale anorganske tvari se, zajedno s plinovima, iznose iz peći u obliku finih čestica.
Several incinerator types are currently used for the incineration of sludge.
Nastali pepeo (ISSA) se, nakon prolaska kroz izmjenjivač topline (bojler), zadržava u vrećastim ili elektrostatičkim filtarskim uređajima.
Most widely used systems are the fluidized bed incinerators [10, 15, 18, 30, 39] whose schematic is given in Figure 3.
Prije ispuštanja u atmosferu, nastali se plinovi tretiraju u skladu s EU direktivom o spaljivanju otpada (2000/76/EU) [18].
Other types currently in use are modular furnaces [40] and electrical muffle furnaces [16].
Na slici 4. shematski su prikazani fizikalni i kemijski procesi tijekom spaljivanja mulja.
The sludge is incinerated in the furnace for 1 to 2 hours.
Dražen Vouk, Marijana Serdar, Domagoj Nakić, Aleksandra Anić-Vučinić
The ash formed in this way (ISSA) passes through the heat exchanger (boiler), and is retained in bag filters or electrostatic filtering devices.
Pri temperaturi iznad 900 - 950 °C, ovisno o izvorima, dolazi do stvaranja klinkera, odnosno povećanja kristalizacije i slabljenja pucolanskih svojstava pepela [15, 16, 31].
Physical and chemical processes taking place during incineration of sludge are presented in Figure 4.
[16] zaključili su da je optimalna temperatura spaljivanja mulja, sa stajališta očuvanja pucolanskih svojstava pepela, oko 800 °C.
The increase of incineration temperature from 800 to 900°C results in a reduced water absorption (water absorptions decreases significantly above 1000°C) and in the ash weight reduction (due to additional oxidation of organic matter), which in turn results in higher density (specific mass) of the ash, the maximum values being registered at the temperature of 1000°C [48].
Mineralni dodaci betonu definirani su kao anorganski, pucolanski i/ili materijali s latentnim hidrauličkim svojstvima, koji se fino mljeveni mogu dodavati u beton i/ili cementni mort kako bi se njihova određena svojstva poboljšala ili postigla ciljana svojstva [49].
Depending on the sources of information, clinker is created at temperatures in excess of 900 - 950°C, i.e. when an increase in crystallisation and weakening of pozzolanic properties are registered [15, 16, 31].
U proizvodnji betonske galanterije, temeljem objavljenih rezultata istraživanja [18, 29], postoji veliki potencijal zamjene određenih sastojaka betona (cement, agregat) adekvatnim materijalima, među kojima je i pepeo iz termičke obrade mulja s UPOV-a.
The temperature range at which influences of the sludge incineration temperature on ash properties are analysed varies from 450 to 1300°C.
Međutim, uvjeti, način i količine koje se mogu zamijeniti ovise o nizu čimbenika te se za svaku vrstu zamjenskog dodatka moraju zasebno ispitati [27].
Tantawy et al. [16] have concluded that, considering the need to preserve pozzolanic properties of ash, an optimum sludge incineration temperature amounts to approximately 800 °C.
Primjerice, ispituju se utjecaji uvjeta spaljivanja mulja (tip peći za spaljivanje, temperatura spaljivanja, maseni udio vode u mulju, vrijeme zadržavanja u peći) na smanjenje koncentracija
Concrete is currently the world's most
s obzirom na njegov sastav i pucolansku
widely used artificial building material.
aktivnost, odnosi se na zamjenu
Mineral concrete additives are defined as
određenog masenog udjela cementa.
inorganic materials, pozzolanic materials
Rezultati brojnih istraživanja objavljeni
and/or materials with latent hydraulic
su tijekom zadnjih desetak godina, a
properties which, when finely ground,
neki će se prikazati u ovom radu.
mortar so as to improve some specific
u betonskoj industriji, zamjena je dijela
properties or to achieve some targeted
finog agregata [50].
properties [49].
Betoni u kojima
According to published research results
je do 30 mas. % pijeska zamijenjeno s
Considering its composition and pozzolanic activity, the greatest potential for the use of ISSA in the production of cement mortar and concrete, lies in the replacement of a certain weight proportion of cement.
Pucolani sami po sebi nemaju vezivna svojstva, ali u fino disperznoj formi i u prisutnosti vode kemijski reagiraju s vapnom pri sobnoj temperaturi i stvaraju spojeve s vezivnim svojstvima.
A higher demand for water due to a more porous structure of ash, compared to sand, limits the proportion of sand replacement with ash to <510 %wt [18].
Većina dosadašnjih zaključaka o reaktivnosti pepela izvedena je primjenom indirektnih metoda, mjerenjem tlačnih čvrstoća.
After analysis of research activity in this area, it can be concluded that possibilities for using ash as replacement for fine aggregate have not been studied in great detail.
Uočeni negativni utjecaj pepela, kao zamjenskog dodatka cementu, na razvoj čvrstoća uglavnom se pripisuje povećanoj potrebi za vodom zbog nepravilne morfologije čestica pepela [18].
Many studies have revealed that the ash obtained by incineration of sludge (ISSA) exhibits a certain level of pozzolanic activity.
[52] odredili su pucolansku aktivnost pepela od 37,86 %, što je mnogo niža vrijednost od aktivnosti prirodnih pucolana (70 %).
According to their definition, pozzolans are materials that contain SiO2 or SiO2 and Al2O3.
Prema istraživanjima Fontesa i sur.
Taken by themselves, pozzolans do not have any binding capacity, but in a finely dispersed form and in the presence of water they react chemically with lime at room temperature and form compounds that present binding
[37], pepeo s ukupnim udjelom osnovnih oksida (SiO2+Al2O3+Fe2O3) većim od 70 mas. % može se upotrijebiti kao pucolanski materijal u mješavini s portlandskim cementom.
Physical and chemical processes during incineration [18]
Fizikalni i kemijski procesi prilikom spaljivanja [18]
properties.
Slika 5.
A considerable SiO2 and Al2O3 content, and a great specific surface (Tables 2 and 3), indicate that the ISSA could be used as a pozzolanic material.
Trojni Keil-Rankinov dijagram za sustav CaO-SiO2-Al2O3 s naznačenim položajem različitih mineralnih dodataka
Using the direct method involving application of thermogravimetric analysis (TGA), Jamshidi at al. [52] have determined the pozzolanic activity of ash in the amount of 37.86 %, which is much lower compared to the activity of natural pozzolans (70 %).
U prisutnosti pucolanskih materijala, cement pokazuje znatnije veću pucolansku aktivnost od ostalih vezivnih materijala, jer procesom hidratacije oslobađa kalcijev hidroksid (Ca(OH)2) koji je potreban za pucolansku reakciju (reakcija između Ca(OH)2 i SiO2 iz pucolana).
Ternary Keil-Rankin diagram for the CaO-SiO2-Al2O3 system with the position of various mineral additives to cement and cement types, where ISSA is the incinerated sewage sludge ash [27]
S obzirom na to da su određeni kemijski aktivatori izuzetno korozivni pa mogu utjecati na sigurnost radnika, trend je korištenje manje agresivnih tvari ili dodavanje manjeg udjela cementa kao aktivatora.
The ternary Keil-Rankin diagram for the CaO-SiO2-Al2O3 system, with the position of ash (ISSA) as related to the positions of various mineral cement additives and cement types, is presented in Figure 5.
Preporuka je da se buduća znanstvena istraživanja usmjere na iznalaženje optimalne metode aktivacije pepela nastalog spaljivanjem mulja.
The future research in this area should be oriented toward finding an optimum activation method for the ash generated by sludge incineration.
U slučajevima zamjene dijela osnovnih sastojaka betona pepelom iz termičke obrade mulja, zabilježena su dugotrajnija vezanja i manje čvrstoće dobivenih betonskih elemenata [18, 53].
A partial replacement of Portland cement with ash affects both the concrete workability and strength development [10, 18, 30, 39, 40, 52].
[54], zamjena 20 mas. % cementa pepelom uzrokuje odgodu početka i kraja vezanja do 2,5 puta u odnosu
In cases when parts of basic concrete components were replaced with ash originating from thermal treatment of sludge, a longer setting time and lower strength of concrete components obtained in this way was registered [18, 53].
na referentnu mješavinu, što se između ostalog može pripisati dodatnim količinama vode u mješavinama s većim udjelom pepela koje su bile potrebne za održavanje obradljivosti.
According to Gunnu et al. [54], the replacement of 20 % by weight of cement with ash causes delay in the start and end of setting time, so that this time is extended by 2.5 times as related to the reference mix.
Rezultati prvih istraživanja o pepelu dobivenom iz mulja s kralovačkog UPOV-a pokazuju odgodu početka i kraja vezanja mortova s povećanjem temperature spaljivanja mulja, a najduža vremena vezanja dobivena su za mješavine sa 10 i 20 mas. % pepela (ukupni analizirani raspon udjela pepela je 0 - 30 mas. %) [8].
The results of first studies involving ash obtained from sludge from the Karlovac WWTP reveal delay in the start and end of mortar setting, with a higher sludge incineration temperature.
[39], ispitivanjima utjecaja zamjenskog dodatka pepela (0 - 30 mas. %) na obradljivost cementnih mortova, uočili su da obradljivost nelinearno opada s povećanjem masenog udjela pepela, a pad obradljivosti je pri većem udjelu pepela manje značajan.
Workability of cement mortar as related to ash content and incineration temperature: comparison of results obtained at Karlovac WWTP [8] with previous studies [39] (w/c = 0,50; natural 0-4 mm aggregate)
Obradljivost cementnog morta bez dodatka i s dodatkom 1 % superplastifikatora u ovisnosti o zamjenskom udjelu pepela (0 - 30 mas. %) [39]
Workability of cement mortar with and without 1 % of superplasticiser as related to the content of replacement ( (0 - 30 %wt) [39]
Utjecaj pepela na svojstva betona u očvrsnulom stanju
A significant need for water, resulting from reduced workability and extension in setting time in fresh cement mixes prepared with ash, may exert a significant influence on the dimensional stability of ash-containing concrete.
Dosadašnja istraživanja utjecaja pepela na mehaničke karakteristike cementnih mortova i betona potvrdila su smanjenje tlačnih čvrstoća povećanjem masenog udjela pepela, dok povećanje finoće pepela pridonosi povećanju čvrstoće betona uz jednake zamjenska udjele pepela.
Therefore, further research should focus on testing deformations that occur during first hours of hydration, and on long-lasting deformations occurring due to concrete drying.
Ipak, uspoređujući rezultate pojedinih autora, zamjetne su značajne razlike u relativnim vrijednostima dobivenih rezultata (pad čvrstoće uzoraka s dodatkom pepela u odnosu na kontrolne uzorke).
In addition, further testing of combined action of various ash-containing binding materials is also needed, with regard to acceleration of setting time, and hence a faster increase in strength.
Primjerice, zamjena 20 mas. % portlandskog cementa pepelom može smanjiti tlačnu čvrstoću betona za: 32 % [55], 52 % [40], 24 % [56].
Influence of ash on hardened concrete properties
[10] uočili su