Viet docens szennyvíziszapból és pernyéből származó betonanyagokat kutat

Dr. Huynh Trong Phuoc docens ( Can Tho Egyetem) részt vett a szennyvíziszapból és pernyéből készült, betonszerű anyagok kiegyenlítésre történő alkalmazásának kutatásában.

Huynh Trong Phuoc docens (35 éves) nemrégiben elnyerte a 2023-as Golden Globe-díjat a tudományos kutatás és képzés területén elért kiemelkedő eredményeiért, amelyek közül az egyik kiemelkedő projekt a hulladékiszapból anyagok létrehozása.

Phuoc docens elmondta, hogy a kutatást 7 évvel ezelőtt végezte, amikor a Tajvani Nemzeti Tudományos és Technológiai Egyetemen doktorált. Akkoriban egy tajpeji szennyvíztisztító vállalat rendelt meg egy tanulmányt, amelynek célja a gyárban rendelkezésre álló iszap felhasználása volt a kampuszon belüli belső hulladéklerakó anyagaként.

Dr. Phuoc és kutatócsoportja kifejlesztett egy formulát az üledék, a pernye, kis mennyiségű cement és más adalékanyagok összekeverésére, hogy szabályozott, alacsony szilárdságú anyagot (CLSM) hozzanak létre. A hozzáadott cement és adalékanyagok kedvező környezetet teremtenek a pernye és az üledék kémiai reakciókban való részvételéhez, így teherbírású CLSM anyagot hoznak létre.

Dr. Huynh Trong Phuoc docens (balról a második) tajvani tanulmányai és kutatásai során. Fotó: NVCC

Elmondta, hogy a szennyvíztisztító telepeken található iszap meglehetősen magas szilícium-dioxid (SiO2) és alumínium-oxid (Al2O3) tartalma hasonló a széntüzelésű hőerőművek pernyéjének összetételéhez. E két anyag sűrűsége és részecskeösszetétele nem különbözik sokat, így nagyon alkalmasak CLSM-anyagok előállításához való keverésre. „A megrendelő egység konkrét igényeitől függően az egyes anyagkomponensek tartalma beállítható, hogy a felhasználási követelményeknek megfelelő terméket kapjunk” – mondta.

A kutatócsoport kidolgozott egy eljárást CLSM-anyagok előállítására, amelyeket közvetlenül a kibocsátási forrásokból a laboratóriumba vittek iszap és hamu felhasználásával hoztak létre, és további feldolgozás nélkül közvetlenül felhasználtak.

Phuoc docens elmondta, hogy az adott körülményektől függően lehetőség van közvetlen nedvességgel való keverésre, vagy száraz keverésre (az anyagokat felhasználás előtt meg kell szárítani). A hulladéklerakókba szánt CLSM anyagok esetében a csoport a nedves keverési módszert választotta a feldolgozási költségek csökkentése érdekében.

Iszapgyűjtési folyamat a gyárban kutatási célokra. Fotó: NVCC

Számos laboratóriumi teszt után, a lépések kiértékelésével és módosításával a csapat optimalizálta a formulát, hogy a termék megfeleljen a felhasználási követelményeknek. Ez egyben a legnehezebb és legidőigényesebb lépés is, amely tervezési számításokat és keverést igényel. A csapatnak sokszor kellett próbálkoznia, mert minden alkalommal, amikor egy kis mennyiségű összetevőt módosítottak, a termék tulajdonságai sokat változtak. Ezenkívül a keverési módszer és folyamat, valamint a használt berendezés típusa is nagyban befolyásolta a kutatási eredményeket.

Phuoc docens elmondta, hogy a hagyományos homokos töltőanyagokkal összehasonlítva ez két teljesen különböző módszer. A hagyományos homokkal való töltés során a henger erejére támaszkodnak, hogy az anyagot a tervezett sűrűségre tömörítsék az elfogadás érdekében. Eközben a CLSM egy szabályozott, alacsony szilárdságú anyag, mint egy olyan betonfajta, amelyet különböző célokra terveztek, ami azt jelenti, hogy teljes mértékben a felhasználási követelményekhez igazítható. Minél magasabbak a minőségi követelmények, annál nagyobbak a termelési költségek.

Az anyag nagy potenciállal rendelkezik a hulladéklerakókban való gyakorlati alkalmazás terén, azonban Phuoc docens elmondta, hogy ahhoz, hogy tömegesen felhasználható legyen hulladéklerakói anyagként, elemezni kell a tényleges előállítási költségeket és fel kell mérni a hosszú távú környezeti hatásokat. „Szükség van a kivitelezésre és az elkülönített átvételre vonatkozó műszaki követelményekre vonatkozó szabványokra és előírásokra” – mondta. Ezenkívül az iszap- és pernyeanyagok forrásának minőségileg stabil gyűjtési forrással kell rendelkeznie, amely elegendő ahhoz, hogy nagy tartalékokat biztosítson az ipari termelési léptékhez, és így legyen alapja a gyakorlati alkalmazásnak.

A kutatócsoport CLSM anyagmikroszkópos képe. Fotó: NVCC

A csapat kutatását nagyra értékelték, és egy kísérleti hulladéklerakót telepítettek egy tajpeji víztisztító telephelyén. A telepítést követő előzetes felmérések igazolták a tervezett anyag magas szintű alkalmazhatóságát. A csapat rendszeresen figyelemmel kíséri és mintavételezi az anyag hosszú távú teljesítményét, hogy optimalizálhassa a CLSM anyag tervezési és kivitelezési módszereit.

Az országban készültek tanulmányok a pernye és az iszap kiegyenlítőanyagként való alkalmazásáról, de ezek közül nem sok jelent meg tudományos cikkekben. Vietnamban történő alkalmazásához ki kell dolgozni egy műszaki szabványrendszert, amely alapul szolgál az anyagnormák kiszámításához, és amelyet állami költségvetési tőkét felhasználva híd- és útépítési projektekben lehetne használni.

Ezenkívül a nyersanyagforrásnak biztosítania kell a stabilitást és a folytonosságot a nagyszabású projektek megvalósításához. A pernye kielégítheti az igényeket, de Phuoc docens szerint nehéz kielégíteni az iszap iránti igényt, mivel a víztisztító rendszerek csak 1-2 évente egyszer kotrnak. Elmondta, hogy ezt a problémát úgy lehet megoldani, hogy kutatják az iszap helyettesítésére szolgáló más erőforrások felhasználását, vagy megváltoztatják a képletet, hogy növeljék vagy csökkentsék a nyersanyagok arányát, de továbbra is megfeleljenek a követelményeknek. „Jelenleg vannak olyan közlekedésépítő cégek, amelyek felvetették a kis léptékű kísérleti projektek kérdését, majd javaslatot tettek a tömeges megvalósításhoz szükséges műszaki szabványok, környezeti hatásvizsgálatok és egyéb eljárások megállapítására” – mondta Phuoc docens.

Ha An

Forráslink: https://vnexpress.net/pho-giao-su-viet-nghien-cuu-vat-lieu-betong-tu-bun-thai-va-tro-bay-4662040.html