WASTE FORUM 2/2019

  DOW NLOAD

INDEX

SOUHRNY
ABSTRACTS

 

Úvodní slovo šéfredaktora / Editorial

 6 2 

Pro autory / For authors

63

Degradation of hazardous waste containing polychlorinated benzenes and biphenyls (PCBs) using hydrodechlorination at room temperature and ambient pressure
Využití hydrodechlorace pro reduktivní rozklad polychlorovaných benzenů a bifenylů (PCBs) za laboratorní teploty a atmosférického tlaku
Tomáš WEIDLICH, Petr LACINA
6 4
Risks of investing in alternative diesel biofuel production
Rizika investic do výroby alternativních motorových biopaliv
Dana STRACHOTOVA, Jakub DYNTAR, Ivan SOUČEK

71

Použitelnost teplárenské strusky jako náhrady drobného kameniva do betonu
Applicability of the heating plant slag as a substitution for fine aggregate in concrete
Ivana CHROMKOVÁ, René ČECHMÁNEK, Lubomír ZAVŘEL, Jindřich SEDLÁK, Michal ŠEVČÍK
84
Vliv příměsí na smrštění a vývoj mikrotrhlin v cementových pastách s betonovým recyklátem
Effect of additives on shrinkage and cracking of cementitious pastes containing recycled concrete
Radim HLŮŽEK, Václav NEŽERKA
96
Hodnotenie rádioaktivity cementových kompozitov s vysokopecnou troskou
Evaluation of Radioactivity of Cement Composites with blast furnace slag
Eva SINGOVSZKÁ, Adriana EŠTOKOVÁ
109
Využití výmětu pro přípravu polymerbetonu
The utilization of plastic residues from separation for polymer concrete preparation
Eva KULOVANÁ, Miroslav ČERNÝ, Tomáš ONDRAČKA, Jiří KOIŠ, Jakub KRESA, Jakub JOHN, Josef JANČÁŘ
116
Metodológia výskumu pre získanie úplného matematického modelu lisovania biomasy závislého od geometrie lisovacej komory
Research methodology to obtain the complete mathematical model of biomass densification dependent on the geometry of the pressing chamber
Miloš MATÚŠ, Peter KRIŽAN, Ľubomír ŠOOŠ, Juraj BENIAK
123
Výskum vlastností kompozitných peliet zo slnečnicových šupiek pre energetické využitie
Research of properties of composite pellets from sunflower husks for energy utilization
Miloš MATÚŠ, Jozef BÁBICS, Peter KRIŽAN
136
Inhibiční vliv amoniakálního dusíku při vermikompostování čistírenského kalu a možnosti jeho potlačení
Inhibiting Effect of Ammonia during Vermicomposting of Sewage Sludge and the Possibilities of its Elimination
Pavel MÍCHAL, Aleš HANČ, Pavel ŠVEHLA
144
Určení nákladů negativní externality tvorby odpadů a emisí CO2 nově vyrobené tonerové kazety a jejich transformace na poměr hodnotících vah veřejné zakázky
The determination of weights derived from the value of negative externalities generated during the production of new toners and their use in the evaluation of public procurement bids
Pavel HRDLIČKA
153
Possible Use of Miscanthus Ash as an Active Mineral Admixture in Composite Materials for Construction Use
Využití popela z energetické plodiny Miscanthus Giganteus jako aktivní minerální příměs do kompozitních materiálů pro konstrukční využití
Michal LOJKA, Vilém BARTŮNĚK, Anna-Marie LAUERMANNOVÁ, Milena PAVLÍKOVÁ, Martina ZÁLESKÁ, Zbyšek PAVLÍK and Ondřej JANKOVSKÝ
162
Nerecenzované a komerční příspěvky / Not-peer-reviewed and commercial papers
 
VIA-ALTA, a.s. – partner čísla 172
Institute of Manufacturing Systems, Environmental Technology and Quality Management, Faculty of Mechanical Engineering, Slovak university of Technology in Bratislava, Slovakia 173

 

WASTE FORUM 2/2019

DOWNLOAD

INDEX

SOUHRNY

ABSTRACTS

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

Tomáš WEIDLICHa, Petr LACINAb
a
Skupina 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 CHROMKOVÁa, René ČECHMÁNEKa, Lubomír ZAVŘELa, Jindřich SEDLÁKb, Michal ŠEVČÍKb
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 KULOVANÁa, b, Miroslav ČERNÝa, Tomáš ONDRAČKAb, Jiří KOIŠb, Jakub KRESAb, Jakub JOHNb, Josef JANČÁŘa, c
aVysoké 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 LOJKAa, *, Vilém BARTŮNĚKa, Anna-Marie LAUERMANNOVÁa, Milena PAVLÍKOVÁb, Martina ZÁLESKÁb, Zbyšek PAVLÍKb a Ondřej JANKOVSKÝa
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

WASTE FORUM 2/2019

DOWNLOAD

INDEX

SOUHRNY

ABSTRACTS

 
Degradation of hazardous waste containing polychlorinated benzenes and biphenyls (PCBs) using hydrodechlorination at room temperature and ambient pressure

Tomas WEIDLICHa, Petr LACINAb
a
Chemical Technology Group, Institute of Environmental and Chemical Engineering, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentska 573, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: tomas.weidlich@upce.cz
bGEOtest, a.s., Smahova 1244/112, 627 00 Brno, Czech Republic, e-mail: lacina@geotest.cz

The aim of this work is to prove degradation efficiency of Raney Al-Ni alloy for hydrodechlorination of polychlorinated aromatic compounds in alkaline aqueous solution and to compare its efficiency with nanoparticles of zero-valent iron. Using Al-Ni alloy in aqueous NaOH solution less chlorinated or dechlorinated and easily biodegradable benzenes (biphenyls) together with NaCl were produced. The waste nickel slurry (spent alloy) is potentially recyclable in the described process using hydrometallurgical technique.

Keywords: reduction, dechlorination, Al-Ni alloy, nano zero-valent iron.

 

Risks of investing in alternative diesel biofuel production

Dana STRACHOTOVA, Jakub DYNTAR, Ivan SOUČEK
University of Chemistry and Technology Prague, Technicka 5, 166 28 Prague, Czech Republic, e-mail: dana.strachotova@vscht.cz

Emissions of greenhouse gases are still a burning social problem and the objectives aimed at reducing the environmental burden are in line with the “binding targets” set by the EU for this sphere. The largest contributor to such emissions is transport industry. One of the ways of reducing emissions in transportation is the use of non-fossil, preferably renewable, fuels (biofuels). However, this is linked with many economic issues.

The objective of this paper is to verify the efficiency of investments in biofuel production using various models. Its authors have analysed factors influencing the calculation of return on investment including impacts on the discount factor for calculation of the net present value (NPV) of such investments. Not only the NPV evaluation was performed but also the sensitivity analysis. Three models have been defined for this purpose.. The purpose of model calculations was not to define precisely the attractiveness of various fuels, but rather to point out risks of higher investments in expensive technologies and productions where raw material resources are not ensured.

Keywords: environment, biofuels, renewable resources, return on investment, discount rate

 

Applicability of the heating plant slag as a substitution for fine aggregate in concrete

Ivana CHROMKOVÁa, René ČECHMÁNEKa, Lubomír ZAVŘELa, Jindřich SEDLÁKb, Michal ŠEVČÍKb
a Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s., Hněvkovského 65, 617 00 Brno, Czech Republic, e-mail: chromkova@vustah.cz
b Prefa Brno a.s., Kulkova 10, 615 00 Brno, Czech Republic

Heating plant slag is a material from the group of energetic by-products, which has a potential of applicability within building material production. The most suitable application of this material is a partial substitution of aggregate size 0-4 mm in the concrete production. The effort of the producer of concrete precast elements is to use the heating plant slag (deposited in a dump close to a manufacturing plant) into several product types from the common production assortment.

The aim of the solved project was to determine an optimal amount of the heating plant slag and design optimized formulas of several types of produced concrete elements to avoid undesirable changes of fresh concrete properties as well as the final concrete elements by means of the heating plant slag addition. In the paper there are stated results of the heating plant slag analyses, results of laboratory testing of concretes with the slag content as well as evaluation of working test results.

Keywords: Heating plant slag, coal combustion residue, energetic by-product, waste, waste application, aggregate, concrete, concrete products.

 

Effect of additives on shrinkage and cracking of cementitious pastes containing recycled concrete

Radim HLŮŽEK, Václav NEŽERKA
Czech Technical Univerzity in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thákurova 7, 166 29 Prague 6, Czech Republic
e-mail: radim.hluzek@fsv.cvut.cz

Concrete recycling is becoming an increasingly topical issue for economic and environmental reasons. According to the legislation in preparation, demolition debris will not be simply landfilled but will be recycled. Nowadays it is already common to use recycled aggregate in concrete, but the incorporation of fine sub-sieve fractions has been an unresolved issue. Cement pastes containing these fine fractions have a negative impact on compressive strength and stiffness. On the other hand, tensile strength of cementitious pastes with recycled concrete, which can form a concrete matrix, is usually higher than that of pure cement paste. This phenomenon is caused by increased fracture energy and reduced susceptibility to cracking due to presence of inhomogeneities and defects. However, it has also been found, as presented in this article, that cement pastes with finely ground recycled concrete exhibit less shrinkage and more creep, resulting in, in combination with increased tensile strength and reduced stiffness, a reduction in microcracks around the solid inclusions such as aggregate in concrete. In this study, we employed digital image correlation to monitor the development of these cracks and evaluate their opening. Increased resistance of recycled pastes to pure cement paste, especially when fly ash or slag have been added to the mixtures, can lead to a reduction in the formation of microcracks in the vicinity of aggregate, thereby increasing their resistance to mechanical stress and durability.

Keywords: Concrete recycling, Grinding, Shrinkage, Creep, Microcracks, Cement paste, Slag, Fly Ash

 

Evaluation of Radioactivity of Cement Composites with blast furnace slag

Eva SINGOVSZKÁ, Adriana EŠTOKOVÁ
Technical University of Kosice, Faculty of Civil Engineering, Institute of Environmnetal Engineering, Kosice, Slovakia, e-mail: eva.singovszka@tuke.sk

Nowadays, people spent more than 90 % of their times indoor. The knowledge about the radionuclides activities in building materials is thus essential due to indoor air quality control. The aim is to regulate the exposition in indoor environment and thus eliminate the health risk as a result of exposure to radon. The paper presents the results of mass activities of 226Ra, 232Th and 40K radionuclides in cement composites with cupola furnace slag and gamma index and Raeq as well. Gamma index of measured cement composites with cupola furnace slag as cement replacement ranged from 0.05 to 0.37 for concrete and the clear cupola furnace slag, respectively. No exceeding of regulatory limits in terms of Raeq or gamma index was detected. The tendency in the increase of mass activities of radionuclides with the increase of fly ash content was confirmed. Consequently, cement replacement by the blast furnace slag can be considered acceptable for compliance with the limits for the protection of health from radioactive radiation. However, compliance with the limits does not mean that building materials do not adversely affect human health. Information on the quality and quantity of radiation can serve to assess and evaluate the environmental parameters of building materials and the selection of those that have the negative impacts as low as possible.

Keywords: radioactivity, blast furnance slag, cement composite

 

The utilization of plastic residues from separation for polymer concrete preparation

Eva KULOVANÁa,b, Miroslav ČERNÝb, Tomáš ONDRAČKAb, Jiří KOIŠb, Jakub KRESAb, Jakub JOHNb, Josef JANČÁŘa,c
Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Purkyňova 464/118, 612 00 Brno, Czech Republic
VIA ALTA a.s., Okružní 963/5, 674 01 Třebíč, Czech Republic
CEITEC, Brno University of Technology, Purkyňova 123, 612 00 Brno, Czech Republic

The processing of waste thermoplastics into polymer concrete represents an alternative method of recycling. The plastic residues from separation, which are mostly landfilled, have been studied as a potential binder. This waste material included LDPE, LLDPE and PP, however the presence of PET and PVC was proved as well according to structural and thermal analysis The processing temperature value (190°C) was adjusted for pure polymer waste and polymer concrete containg 50 wt.% of sand by thermal stability and composition of polymer waste. Studied mixture of waste thermoplastics is suitable for preparation of polymer concrete with mentioned composition because of the observed morphology and low requirements for its utility properties.

Keywords: recycling, plastic waste, polymer concrete, composites.

 

Research methodology to obtain the complete mathematical model of biomass densification dependent on the geometry of the pressing chamber

Miloš MATÚŠ, Peter KRIŽAN, Ľubomír ŠOOŠ, Juraj BENIAK
Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Mechanical Engineering, Námestie slobody 17, 81231 Bratislava, Slovakia. E-mail: milos.matus@stuba.sk

The production of high-grade solid biofuel from different types of materials is rising worldwide. But successful and efficient production process depends on a quantity of mutual influencing parameters. The main objective of research in this work is to design a mathematical-physical model of biomass densification taking into account the geometry of the pressing chamber, which allows the direct optimization of the parameters of densification in order to obtain high quality production at minimum energy demand of the production process. The exact and comprehensive mathematical description of the densification process of the biomass, namely spruce sawdust, was obtained by designing and evaluating systematically implemented experiments, and it is described in this paper. Application of these models into the practice allows to manage and optimize the whole densification process of wood into the form of solid biofuel. These models are especially important primarily for their possibility to optimize directly the particular design parameters of the pressing chamber already at the time of its construction design.

Keywords: biomass, densification, compressibility, mathematical model, solid biofuel, pressing chamber.

 

Research of properties of composite pellets from sunflower husks for energy utilization

Miloš MATÚŠ, Jozef BÁBICS, Peter KRIŽAN
Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Mechanical Engineering, Námestie slobody 17, 81231 Bratislava, Slovakia. E-mail: milos.matus@stuba.sk

Waste from agricultural production and post-processing represents a huge untapped energy potential whose use limit many technical problems. The paper is focused on research of high-grade composite pellets production from sunflower husks and spruce sawdust. Wood is an additive to increase physical, mechanical and other parameters of this composite fuel. Tested mixtures varied by increasing the weight proportion of wood sawdust from 0% up to 40% in sunflower husks. The quality of the composite biofuel is controlled according the standards for solid biofuel. Evaluated parameters are particular density, bulk density, pellet moisture, mechanical durability, pellet hardness, calorific value etc.. Research has shown that sunflower husks and other types of phytomass can be transformed into solid biofuels with significantly higher quality and improved properties by blending wood components. From the results of the experiment it can be stated that the optimal weight ratio of sunflower husks and spruce sawdust is 70:30. The results show that an increasing proportion of wood will continue to grow qualitative indicators of biofuels, however, account must be taken also to minimize the proportion of wood, because wood raw material is significantly more expensive than the waste material from phytomass, which would not otherwise be possible to use energy efficiently.

Keywords: biomass, sunflower husks, composite fuel, solid biofuel.

 

Inhibiting Effect of Ammonia during Vermicomposting of Sewage Sludge and the Possibilities of its Elimination

Pavel MÍCHAL, Aleš HANČ, Pavel ŠVEHLA
Department of agroenvironmental chemistry and plant nutrition, Czech University of Life Sciences Prague, Kamýcká 129, Prague 6 – Suchdol

Vermicomposting represents one of the possibilities of sewage sludge treatment before its application onto soil. The results presented in literature indicate that the earthworms are able to accumulate and/or degrade different micro-pollutants, for example heavy metals, endocrine disruptors or pharmaceutical residues. However, the application of vermicomposting for sludge treatment may be complicated by earthworm’s sensitivity towards other chemical substances, especially towards ammonia. This paper aims to summarize primary knowledge resulting from the research oriented on the evaluation of earthworm’s activity in the environment of sewage sludge. It was found that ammonia, or more precisely un-dissociated ammonia, may cause massive death of the earthworms in the environment of sludge. On the other hand, the results indicate that two-stages composting consisting from pre-composting using microorganisms activity and subsequent phase of vermicomposting under significantly lower ammonia (or rather un-dissociated ammonia) concentration represents suitable variant. Under such conditions, it was possible to keep earthworms alive and active even in the case that the sludge represents the only substrate for earthworms. Based on these finding, it seems to be reasonable to start more intensive research on the topics related to the elimination of micro-pollutants from sludge using vermicomposting.

Keywords: sewage sludge, vermicomposting, micro-pollutants, inhibiting factors, ammonia

 

The determination of weights derived from the value of negative externalities generated during the production of new toners and their use in the evaluation of public procurement bids

Pavel HRDIČKA
Czech University of Life Sciences Prague, Faculty of Economics and Management, Czech Republic

In the paper, I calculate the environmental costs incurred during the manufacturing of new toners. I use the calculated cost to determine a set of weights for multi-criteria evaluation of public procurement bids. Furthermore, I calculate the decline in the environmental cost when used toners are refurbished.

Keywords: carbon dioxide, circular economy, CO2 emissions, economic advantage, negative externalities, public procurement, refurbishment, toner cartridge, waste, waste prevention.

 

Possible Use of Miscanthus Ash as an Active Mineral Admixture in Composite Materials for Construction Use

Michal LOJKAa, *, Vilém BARTŮNĚKa, Anna-Marie LAUERMANNOVÁa, Milena PAVLÍKOVÁb, Martina ZÁLESKÁb, Zbyšek PAVLÍKb and Ondřej JANKOVSKÝa
a Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Chemical Technology, University of Chemistry and Technology, Technická 5, 166 28 Praha 6, Czech Republic
b Department of Materials Engineering and Chemistry, Faculty of Civil Engineering, Czech Technical University in Prague, Thákurova 7, 166 29 Prague, Czech Republic
* Corresponding author: Michal.Lojka@vscht.cz

We would like to demonstrate that biomass ashes from potential energy crop Miscanthus can be used for fabrication of construction composites. It was shown, that biomass-based ashes contained two different components: black crystalline ash and grey highly-amorphous sintered agglomerates. Both components were separated, and their chemical composition was analysed using X-ray fluorescence and energy dispersive spectroscopy. The phase composition was analysed by X-ray diffraction. Moreover, the thermal stability was analysed using simultaneous thermal analysis. The pozzolanic activity of the examined ashes was analysed using Chapelle test. As both analysed ashes exhibited high pozzolanic activity, they can be classified as active mineral admixtures representing economically and environmentally interesting alternative to traditional pozzolans used in construction industry for manufacturing cement, lime and alkali activated alumino-silicate composites.

Keywords: Biomass ash, pozzolanic activity, Miscanthus Giganteus, cement, alkali components