Využití hydrodechlorace pro reduktivní rozklad polychlorovaných benzenů a bifenylů (PCBs) za laboratorní teploty a atmosférického tlaku

Tomáš WEIDLICH^a, Petr LACINA^b
aSkupina chemických technologií, Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Fakulta chemicko-technologická, Univerzita Pardubice, 532 10 Pardubice, e-mail: tomas.weidlich@upce.cz
^bGEOtest, a.s., Šmahova 1244/112, 627 00 Brno, e-mail: lacina@geotest.cz

Cílem této práce je ukázat redukční účinek komerčně dostupné Raneyovy slitiny hliníku s niklem v hmotnostním poměru 1:1, která se používá pro přípravu Raneyova niklu. Tato slitina vykazuje v alkalickém vodném roztoku (při pH větším než 10) velmi silné redukční účinky a umožňuje snadnou hydrodechloraci např. polychlorovaných benzenů nebo polychlorovaných bifenylů (PCBs) za vzniku příslušných uhlovodíků a chloridu sodného. Při procesu dechlorace vznikající niklový kal je možné přepracovat hydrometalurgicky rozpuštěním ve zředěné minerální kyselině, např. kyseliny sírové za spolupůsobení oxidačního činidla. Vznikající nikelnatou sůl je možné použít pro získání účinného hydrodechloračního katalyzátoru působením NaBH₄.

Klíčová slova: chemická redukce, dechlorace, slitina Al-Ni, nanoželezo

Rizika investic do výroby alternativních motorových biopaliv

Dana STRACHOTOVA^, Jakub DYNTAR, Ivan SOUČEK
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Prague, e-mail: dana.strachotova@vscht.cz

Zatěžování životního prostředí emisemi je stále významný společenský problém a cíle směřující k jejich snížení jsou v souladu s tzv. závaznými cíli EU v této oblasti. Největší podíl těchto emisí připadá na dopravu. Jednou z cest snižování emisí v dopravě je používání nefosilních, ideálně i obnovitelných, paliv (biopaliv). Tato cesta ovšem přináší řadu ekonomických problémů.

Cílem příspěvku je ověřit efektivnost investic do výroby biopaliv na vybraných modelech. Autoři analyzovali faktory ovlivňující výpočet návratnosti včetně dopadů do diskontního faktoru pro výpočet čisté současné hodnoty investic (NPV). Bylo provedeno nejen vyhodnocení NPV, ale také analýza citlivosti. K tomu účelu byly definovány tři modely. Cílem modelových propočtů nebylo přesně určit atraktivitu jednotlivých paliv, ale spíše poukázat na rizika vyšších investic do dražších technologií, případně do výrob, kde není zajištěna surovinová jistota.

Klíčová slova: životní prostředí, biopaliva, obnovitelné zdroje, návratnost, diskontní sazba

Použitelnost teplárenské strusky jako náhrady drobného kameniva do betonu

Ivana CHROMKOVÁ^a, René ČECHMÁNEK^a, Lubomír ZAVŘEL^a, Jindřich SEDLÁK^b, Michal ŠEVČÍK^b
a Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s., Hněvkovského 65, 617 00 Brno, e-mail: chromkova@vustah.cz
 ^b Prefa Brno a.s., Kulkova 10, 615 00 Brno

Teplárenská struska je materiál ze skupiny vedlejších energetických produktů (VEP), který má potenciál využitelnosti při výrobě stavebních hmot. Nejvhodnější je využití tohoto materiálu jako částečné náhrady přírodního kameniva frakce 0/4 při výrobě betonu. Snahou výrobce betonového prefabrikovaného zboží je využít teplárenskou strusku (uloženou na haldě v blízkosti výrobního závodu) do několika typů výrobků z jeho běžného výrobního sortimentu.

Cílem řešeného projektu bylo stanovit optimální množství teplárenské strusky a navrhnout úpravu receptur několika typů vyráběných betonových produktů tak, aby přítomností strusky nedošlo k nežádoucím změnám vlastností čerstvého betonu ani výsledného betonového výrobku. V příspěvku jsou uvedeny výsledky analýz teplárenské strusky, výsledky laboratorního testování betonů s obsahem strusky i hodnocení výsledků provozních zkoušek.

Klíčová slova: Teplárenská struska (ložový popel), zbytek po spalování uhlí, vedlejší energetický produkt (VEP), odpad, využitelnost odpadu, kamenivo, beton, betonové výrobky.

Vliv příměsí na smrštění a vývoj mikrotrhlin v cementových pastách s betonovým recyklátem

Radim HLŮŽEK, Václav NEŽERKA

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, Česká republika, e-mail: radim.hluzek@fsv.cvut.cz

Recyklace betonu se stává stále více aktuálním tématem, a to z důvodů ekonomických a hlavně environmentálních. Dle připravované legislativy nebude možné demoliční suť jednoduše ukládat na skládku, ale bude požadována její recyklace. V dnešní době je už běžné využívat recyklované kamenivo do betonu, avšak inkorporace jemných podsítných frakcí představuje problém. Cementové pasty obsahující tyto jemné frakce vykazují značně sníženou pevnost v tlaku. Na druhou stranu, tahová pevnost těchto past, které tvoří matrici betonu, je obvykle vyšší než u čisté cementové pasty bez přídavku recyklátu. Tento jev je zapříčiněn zvýšenou lomovou energií a menší náchylností na výskyt nehomogenit a defektů. Bylo ale také zjištěno, jak je prezentováno v tomto článku, že cementové pasty s jemně mletým recyklovaným betonem vykazují menší míru smrštění a více dotvarovávají, což má za následek, v kombinaci se zvýšenou pevností v tahu a sníženou tuhostí, redukci vzniku mikrotrhlinek v okolí tuhých inkluzí, jako je třeba kamenivo v betonu. V této studii jsme využili korelaci digitální obrazu k monitoringu rozvoje těchto trhlin a vyhodnocení jejich rozevření. Zvýšená odolnost past s recyklátem oproti čisté cementové pastě, obzvlášť pokud byl do směsí přidán popílek či struska, může vést ke redukci vzniku mikrotrhlin v okolí kameniva a tím zvýšení jejich odolnosti proti mechanickému namáhání a trvanlivosti.

Klíčová slova: Recyklace betonu, mikromletí, smrštění, dotvarování, mikrotrhliny, cementová pasta, struska, popílek.

Hodnotenie rádioaktivity cementových kompozitov s vysokopecnou troskou

Eva SINGOVSZKÁ, Adriana EŠTOKOVÁ
Technická univerzita v Košiciach, Stavebná fakulta, Ústav environmentálneho inžinierstva, Slovensko, e-mail: eva.singovszka@tuke.sk, adriana.estokova@tuke.sk

Poznanie rádioaktivity stavebných materiálov je nevyhnutné vzhľadom na vnútorné prostredie budov, kde človek strávi až 90 % času svojho života. Snahou je regulovať expozíciu človeka ionizačným žiarením a teda znížiť zdravotné riziko ako následok ožiarenia prírodnými rádionuklidmi na čo najnižšiu mieru. Príspevok sa zaoberá štúdiom prirodzenej rádioaktivity cementových kompozitov s obsahom odpadov – vysokopecnej trosky. V práci sú prezentované výsledky monitorovania gama žiarenia prostredníctvom merania hmotnostných aktivít najvýznamnejších prírodných rádionuklidov ²²⁶Ra, ²³²Th a ⁴⁰K, ktoré sa bežne nachádzajú v stavebných materiáloch. Hodnoty indexu hmotnostnej aktivity rádionuklidov (I) v cementových kompozitoch s prídavkom vysokopecnej trosky sa pohybovali od I = 0,05 pre samotný cement CEM I až  do I = 0,37 pre vysokopecnú trosku. U žiadnej zo vzoriek cementových kompozitov ani u trosky samotnej nebola prekročená limitná hodnota ani jedného z analyzovaných rádiologických ukazovateľov. Na základe toho je možné považovať náhradu cementu skúmanou vysokopecnou troskou z hľadiska dodržania limitov pre ochranu zdravia pred rádioaktívnym žiarením za prijateľnú.

Kľúčové slová: rádioaktivita, vysokopecná troska, cementové kompozity

Využití výmětu pro přípravu polymerbetonu

Eva KULOVANÁ^{a, b}, Miroslav ČERNÝ^a, Tomáš ONDRAČKA^b, Jiří KOIŠ^b, Jakub KRESA^b, Jakub JOHN^b, Josef JANČÁŘ^{a, c
a}Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Purkyňova 464/118, 612 00 Brno,
e-mail: xckulovana@fch.vut.cz
^bVIA ALTA a.s., Okružní 963/5, 674 01 Třebíč, e-mail: ondracka@via-alta.cz
^cCEITEC, Vysoké učení technické v Brně, Purkyňova 123, 612 00 Brno, e-mail: jancar@fch.vut.cz

Alternativní metodu recyklace představuje zpracování odpadních termoplastů do polymerbetonu. Jako potenciální pojivo byl studován výmět plastového odpadu, který se ve většině případů ukládá na skládku. Dle výsledků strukturní a termické analýzy byl identifikován výmět jako směs polyolefinú (LDPE, LLDPE, PP) s minoritním obsahem dalších plastů, např. PET nebo PVC. Zpracovatelská teplota 190 °C byla nastavena pro zpracování výmětu a přípravu polymerbetonu s obsahem 50 hm.% písku na základě identifikovaného složení a termické stability výmětu. Na základě pozorované morfologie a relativně nízkým nárokům na užitné vlastnosti lze plastový výmět shledat vhodným pro přípravu polymerbetonu s uvedeným složením.

Klíčová slova: Recyklace, plastový odpad, polymerbeton, kompozity.

Metodológia výskumu pre získanie úplného matematického modelu lisovania biomasy závislého od geometrie lisovacej komory

Miloš MATÚŠ, Peter KRIŽAN, Ľubomír ŠOOŠ, Juraj BENIAK
Slovenská technická univerzita v Bratsialve, Strojnícka fakulta, Nám. slobody 17, 81231 Bratislava, Slovensko, e-mail: milos.matus@stuba.sk

Produkcia tuhých ušľachtilých biopalív z rôznych druhov odpadových materiálov celosvetovo narastá. Úspešný a efektívny výrobný proces však závisí od množstva vzájomne sa ovplyvňujúcich parametrov. Hlavným cieľom výskumu v tejto štúdii je navrhnúť matematicko-fyzikálny model lisovania biomasy s ohľadom na geometriu lisovacej komory, ktorý umožní priamu optimalizáciu parametrov zhutňovania s cieľom získať vysokokvalitnú produkciu pri minimálnej spotrebe energie výrobného procesu. Presný a komplexný matematický opis procesu zhutňovania biomasy, konkrétne smrekových pilín, bol získaný návrhom a vyhodnotením systematicky realizovaných experimentov. Aplikácia týchto modelov v praxi umožňuje riadiť a optimalizovať celý proces zhutňovania drevného odpadu do formy tuhého biopaliva. Tieto modely sú obzvlášť dôležité predovšetkým pre ich možnosť optimalizácie priamo konkrétnych konštrukčných parametrov lisovacej komory už v čase jej konštrukčného návrhu.

Kľúčové slová: biomasa, zhutňovanie, stlačiteľnosť, matematický model, tuhé biopalivo, lisovacia komora.

Výskum vlastností kompozitných peliet zo slnečnicových šupiek pre energetické využitie

Miloš MATÚŠ, Jozef BÁBICS, Peter KRIŽAN
Slovenská technická univerzita v Bratislave, Strojnícka fakulta, Nám. slobody 17, 81231 Bratislava, Slovensko, e-mail: milos.matus@stuba.sk

Tlak na diverzifikáciu surovinovej základne tuhých biopalív vo svete neustáva. Obrovský, no doposiaľ málo využívaný, energetický potenciál predstavuje odpad z poľnohospodárskej produkcie a následného spracovania. Využitie takéhoto rastlinného odpadu prináša mnohé technické problémy. Príspevok je orientovaný na výskum zvyšovania fyzikálnych a mechanických ukazovateľov kvality kompozitných peliet na báze zmesi slnečnicových šupiek a smrekových pilín. Skúmané boli zmesi s narastajúcim hmotnostným podielom drevnej zložky od 0 % do 40 % v slnečnicových šupkách. Kvalita týchto palivových peliet bola vyhodnocovaná prostredníctvom normou definovaných parametrov – hustota peliet, sypná hustota, vlhkosť peliet, tvrdosť, mechanická odolnosť, výhrevnosť atď. Realizované experimenty preukázali, že zvyšovaním podielu drevnej hmoty v slnečnicových šupkách je možné takúto homogenizovanú zmes nielen úspešne transformovať do paliva vo forme peliet (pri čistých šupkách to predstavuje značný problém), ale zvyšujú sa aj kvalitatívne parametre samotného paliva. Výsledky výskumu preukázali, že optimálny pomer drevnej zložky v kompozitnom palive je 30 % vychádzajúc z výsledkov mechanických ukazovateľov kvality paliva a ekonomiky produkcie.

Kľúčové slová: biomasa, slnečnicové šupky, kompozitné palivo, tuhé biopalivo.

Inhibiční vliv amoniakálního dusíku při vermikompostování čistírenského kalu a možnosti jeho potlačení

Pavel MÍCHAL, Aleš HANČ, Pavel ŠVEHLA

Katedra agroenvironmentální chemie a výživy rostlin, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů, Česká zemědělská univerzita v Praze, Kamýcká 129, Praha 6 – Suchdol, e-mail: michalp@af.czu.cz

Jednou z možností úpravy čistírenského kalu před jeho aplikací na zemědělskou půdu je vermikompostování. Výsledky zahraničních studií naznačují, že žížaly mají schopnost akumulovat, resp. degradovat, různé mikropolutanty, například těžké kovy, endokrinní disruptory či zbytky léčiv. Využití vermikompostování pro zpracování kalu však může bránit citlivost žížal vůči jiným látkám, zejména amoniakálnímu dusíku. Příspěvek shrnuje prvotní poznatky výzkumu zaměřeného na hodnocení aktivity žížal v prostředí kalu. V rámci experimentu popsaného v tomto příspěvku bylo zjištěno, že amoniakální dusík, resp. nedisociovaný amoniak, může v prostředí čistírenského kalu způsobovat masívní úhyn žížal. Na druhou stranu se zdá, že v případě realizace dvoustupňového kompostování kalu, při kterém žížaly přicházejí do kontaktu s kalem až v pozdější fázi biologického procesu při podstatně nižší koncentraci amoniakálního dusíku, resp. nedisociovaného amoniaku, je možno udržet aktivitu žížal v systému i v případě, že čistírenský kal je prakticky jediným zdrojem substrátu pro žížaly. Na základě těchto zjištění se tedy jeví jako smysluplné realizovat výzkum zaměřený na studium možnosti eliminace mikropolutantů z kalu s využitím procesu vermikompostování.

Klíčová slova: čistírenský kal, vermikompostování, mikropolutanty, inhibiční vlivy, amoniak

Určení nákladů negativní externality tvorby odpadů a emisí CO₂ nově vyrobené tonerové kazety a jejich transformace na poměr hodnotících vah veřejné zakázky

Pavel HRDLIČKA
Česká zemědělská univerzita v Praze, Provozně ekonomická fakulta, Kamýcká 129, 165  21 Praha 6, e-mail: hrdlicka@pef.czu.cz

Příspěvek určuje hodnotu nákladů negativních externalit tvorby odpadů a emisí CO₂ každé nově vyrobené tonerové kazety. Dále určuje průměrné množství úspory odpadů a emisí CO₂ renovací tonerové kazety v gramech.

Výsledky výzkumu budou sloužit jako vstupní data tvorby metodického pokynu nákupu tonerových kazet zpracovávaným Ministerstvem pro místní rozvoj České republiky. Tyto metodické pokyny umožňují veřejnému sektoru nákup konkrétních produktů se zohledněním jejich životního cyklu včetně nákladů negativních externalit životního prostředí. Tvorba metodického pokynu je možná pouze v případě přesného určení nákladů negativních externalit průměrné tonerové kazety. Tyto náklady nejsou v současné době známé, vypracování metodického pokynu zohledňujícího náklady negativních externalit tvorby odpadů a emisí CO₂ není v současné době možné z důvodu neexistence určení přesných nákladů.

Dopadem aplikace zjištěných dat v rámci metodického pokynu Ministerstva pro místní rozvoj ČR a následném uplatnění pokynu v praxi výběrových řízení, bude snížení množství skládkování a spalování odpadu z nově vyrobených tonerových kazet a dále snížení tvorby emisí CO₂ z výroby nových tonerových kazet.

Klíčová slova: cirkulární ekonomika, ekonomická výhodnost, emise CO₂, předcházení odpadu, odpad, oxid uhličitý, negativní externality, renovace, tonerová kazeta, veřejná zakázka.

Využití popela z energetické plodiny Miscanthus Giganteus jako aktivní minerální příměs do kompozitních materiálů pro konstrukční využití

Michal LOJKA^{a, *}, Vilém BARTŮNĚK^a, Anna-Marie LAUERMANNOVÁ^a, Milena PAVLÍKOVÁ^b, Martina ZÁLESKÁ^b, Zbyšek PAVLÍK^b a Ondřej JANKOVSKÝ^a
a Ústav anorganické chemie, Fakulta chemické technologie, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Praha 6, Česká republika
^b Katedra materiálového inženýrství a chemie, Fakulta stavební, ČVUT v Praze, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, Česká republika
* Korespondenční autor: Michal.Lojka@vscht.cz

V této práci bylo demonstrováno využití popela z biomasy energetické plodiny Miscanthus Giganteus pro přípravu konstrukčních materiálů. Bylo ukázáno, že popely z biomasy obsahují dvě odlišné komponenty: černý krystalický popel a šedé vysoce amorfní spečené aglomeráty. Obě složky byly odděleny a jejich chemické složení bylo analyzováno pomocí rentgenové fluorescence a energiově disperzní spektroskopie. Fázové složení bylo analyzováno rentgenovou difrakcí. Tepelná stabilita byla studována simultánní termickou analýzou. Pucolánová aktivita byla stanovena pomocí Chapelleovy metody. Protože obě složky popela jsou vysoce pucolánově aktivní, mohou být klasifikovány jako aktivní minerální příměsi představující ekonomické i ekologické alternativy k tradičním materiálům, které jsou běžně používané ve stavebnictví pro výrobu cementu, vápna a alkalicky aktivovaných
alumino-silikátových kompozitů.

Klíčová slova: Spalování biomasy, pucolánová aktivita, Miscanthus Giganteus, cement, alkalické kompozity

Autorská práva:

WASTE FORUM, jejímž autorem je CEMC - České ekologické manažerské centrum, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně 3.0 Česko. V případě převzetí článku vždy uvádějte WASTE FORUM jako zdroj s prolinkem, děkujeme.

WASTE FORUM, authored by CEMC - Czech Environmental Management Center, is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial 3.0 Czechia license. When taking over the article, always mention WASTE FORUM as a source with a link, thank you.

ISSN: 1804-0195