Objavljeno: 14.12.2020.
Članak uredila i objavila: Andrea Božić
KALIFORNIJA - Znanstvenici su izvijestili o potpuno novom načinu popravljanja cesta koje su ujedno i ekološki prihvatljive pomoću ostatka pročišćavanja otpadnih voda zvanog pijesak koji se obično odlaže na odlagališta otpada. Istraživači su predstavili svoje rezultate na Virtualnom sastanku i izložbi Američkog kemijskog društva (ACS) jesen 2020.
"Imali smo ideju preusmjeriti pijesak otpadnih voda sa odlagališta i pretvoriti ga u tržišni proizvod", kaže dr. Zhongzhe Liu, koji predstavlja rad. "Formulirali smo ga u keramički mort koji bi se mogao koristiti kao flaster za popravak rupa." Tvar, poznata kao flaster potpomognut granulacijom (GAP), u konačnici je sigurnija za okoliš od asfalta na bazi ugljikovodika.
No nije mali put za dobiti takvo što. Nusproizvod pročišćavanja u obliku zrna, teška je i nerazgradiva krutina, te zahtijeva preradu da postane GAP.
Prvo se otpadne vode koje sadrže kanalizaciju, ostatke hrane i ostali otpad obrađuju na uređajima za pročišćavanje. Rezultat je čista voda koja se ispušta u vodene putove, dok nakon prvog stupnja mehanike ostaju krutine koje su uglavnom pijesak i šljunak, a to se naziva pijeskom. Budući da pijesak sadrži patogene i nečistoće zbog kojih je neprikladan za izravnu reciklažu, obično se odvozi na odlagalište i zakopava.
Liu i njegovi suradnici s Kalifornijskog državnog sveučilišta - Bakersfield, tražili su načine kako zrno pijeska, šodera, učiniti korisnim. Odlučili su ga ugraditi u kemijski vezanu fosfatnu keramiku (CBPC). CBPC se rutinski koriste za obradu opasnog ili radioaktivnog otpada radi odlaganja, ali još ih nitko nije koristio na proizvodima za otpadne vode.
Budući da CBPC sadrži sastojke koji bi inaktivirali mikrobe, istraživači su smatrali da bi ovo mogao biti dobar način za ubijanje patogena i na kraju s materijalom koji se može sigurno primijeniti na ceste. "U prvom koraku izrade CBPC-a miješamo vlažni griz s kalcijevim oksidom i magnezijevim oksidom, koji tvore alkalni kašasti mulj koji sprječava širenje patogena", kaže Liu. "Drugi je korak dodavanje slabe kiseline, kalij dihidrogen fosfata, u alkalnu kašu minimiziranu patogenom kako bi se dobio mljevenje-CBPC mort."
Uobičajeni asfaltni dio sadrži bitumen, ljepljivi crni talog koji ostaje nakon destilacije nafte. Konvencionalni flaster sadrži policikličke aromatske ugljikovodike (poznate kao PAH) koji predstavljaju rizik za ljudsko zdravlje. Flaster u obliku granula uklanja ovu zabrinutost za okoliš jer se njegova matrica sastoji od kalcijevih i magnezijevih oksida koji nisu toksični za ljude.
Do sada su istraživači analizirali performanse GAP-a u laboratoriju, pokazujući da ima tlačnu čvrstoću usporedivu s asfaltnim kolnikom, i vjeruju da će njegova dugovječnost biti bolja od trasa na asfaltnim pločama. Skupina je prijavila patent za GAP na temelju ovih početnih nalaza. U međuvremenu rade na daljnjem poboljšanju tlačne čvrstoće GAP-a, tako da bi se potencijalno mogao koristiti za druge primjene, poput gradnje zaustavljanja kotača na kraju parkirnih mjesta.
Sljedeći korak za stavljanje GAP-a na tržište je procjena njegove čvrstoće veze u kontaktu sa postojećim pločnikom i njegove trajnosti kada je izložen ekstremnim okolišima. Tim trenutno radi na demonstracijskim eksperimentima za terensko testiranje GAP-a na operativnoj cesti s redovnim prometom. Ako je potrebno, istražit će aditive za daljnje poboljšanje mehaničkih svojstava i trajnosti novog materijala. Uz to, planiraju provesti usporednu usporedbu GAP-a i konvencionalne zakrpe kako bi stekli temeljito razumijevanje prednosti koje pruža u pogledu ugljičnog otiska i ekonomske koristi.
Pripremila: Astrid Werbolle
