Water treatment sludge is an important by-product from water treatment plants (WTPs) in the drinking water industry. Because aluminium sulphate (Al2(SO4)3·18H2O) is the most widely used coagulant worldwide for source-water purification, aluminium-coagulated water treatment sludge (alum sludge) is the most widely generated by-product from water treatment processes. The sludge dry mass primarily contains minerals; sandy particles; some small quantities of organic substances, such as humus and the remains of organisms or algae; and aluminium sulphate residues and polymers from the sludge-conditioning stage. There are no specific standards for WTP residues, but the Solid Waste and Public Cleansing Management Act, 2007 (Act 672) [1], classifies sludge that contains one or more metals, including chromium, copper, nickel, lead, cadmium, aluminium, tin, vanadium and beryllium, as scheduled waste (SW204), and alum sludge is classified as SW2040 107 Sludge that primarily contains aluminium. Under this act, the alum sludge is prohibited from direct discharged into the water courses downstream of the water intake points. The alum sludge is dewatered and it is either disposed within the WTP site or disposed to landfill. The cost of treating and disposing the sludge comprises a significant portion of the operating costs of a water treatment plant. Studies have shown that the amounts of heavy metals composition generated by some water treatment plants in Malaysia were within safe limits [2], although the accumulation of heavy metals composition in landfills remains a concern. The growing concern of environmental organisations with regards to health and environmental risks has led to stringent standards and the restriction or prohibition of discharging this residue into the environment (such as streams, landfills and soil).
In addition to disposal issues, the increasing amounts of alum sludge produced daily are triggering considerable environmental and economic concerns. However, the options for recovering/recycling alum sludge are generally not well developed as economically viable options for worldwide application. The search for cost-effective, eco-friendly (green) disposal options and the possibility of recycling the sludge have become an urgent priority. Some recent literature reviews have shown that alum sludge was being considered for use as a construction material by incorporating it in concretes and ceramics [3], [4] and [5].
A reasonable number of pozzolanic materials have been proposed as cement replacement in concrete for decades. Recent studies have focused on thermally activated clays as potential sources of pozzolanic materials [6] and [7]. The use of pozzolanic materials from industrial by-products that can be utilised as replacements for cement has received considerable attention due to the benefits they bring to the engineering properties and durability of blended cement-based materials and because the use of these materials is environmentally and economically beneficial. According to the existing UNE-EN 197-1 standards [8], the pozzolanic materials that are generally incorporated in concrete are natural pozzolan from volcanic ashes, metakaolin (MK), and industrial by-products such as fly ash (FA), silica fume (SF), granulated ground blast furnace slag (GGBS) and palm oil fuel ash (POFA). Clay minerals that are mainly formed from siliceous and aluminous compounds become highly reactive when they are calcined at temperatures between 600 °C and 900 °C [7]. The loss of water due to thermal treatments destroys the crystalline structure of the compounds, thereby converting them into an unstable amorphous state. If they are then mixed with calcium hydroxide and water, they undergo a pozzolanic reaction and form compounds with enhanced strength and durability. Metakaolin, which acts as a highly reactive pozzolana, is one such material [9]. It is obtained through the thermal treatment of kaolin clays at temperatures from 600 to 800 °C [10] and then mixed with lime or cement. Additionally, the development of pozzolanic properties in fired clays depends mainly on the nature and abundance of clay minerals in the raw materials, the calcination conditions and the fineness of the final product [11].
Blended cements that incorporate these pozzolanic materials in either binary or ternary blends have been shown to possess improved fresh state and hardened properties. Extremely fine supplementary cementitious materials, such as MK, SF, and rice hush ash (RHA), are expected to significantly reduce the slump loss due to the increased water demand [12]. Li and Zhu [13] investigated the mechanical and physical properties of Portland cement (PC) in terms of the use of superplasticiser in the concrete by comparing a binary cement of PC/MK and a ternary blended cement of PC/MK/slag. Their findings indicated that a proportion of 20–30% ultra-fine slag and 10% MK and PC improved the fluidity of the ternary blended cements compared to the MK blended cement, which in turn improved the compressive strengths of the cements at 28 days. The strength properties of self-compacting concretes that incorporate multi-blended mineral admixtures containing FA, GGBFS, SF and MK were investigated by Guneyisi et al. [14]. The results indicated that there was a reduction in the compressive strengths of the concretes with increasing FA content, whereas the concretes containing GGBFS had comparable strength values to those of the control concrete. The SF and MK concretes, in contrast, had consistently higher compressive strengths than the control concrete.
The primary aim of this study is to propose the use of thermally activated alum sludge ash as an alternative cementing material in concrete. To date, there have been no detailed studies on the properties of concrete utilising binary and ternary blends of AASA and other pozzolanic materials (SF, GGBS and POFA). This study focuses on the engineering properties of AASA, not only as a binder but also as a replacement for Portland cement in multiple blended concretes. The investigated parameters include the physical, chemical and mechanical properties and leachates of AS and the physical and mechanical properties of multiple blended concretes. Comparisons with the parameters of the reference Portland cement concrete are performed. It is highly desirable to use AASA as a pozzolanic material to partly replace Portland cement to produce sustainable concretes as well as to reduce the negative environmental effects and the volume of waste disposed of in landfills.
ตะกอนบำบัดน้ำเป็นผลพลอยได้สำคัญจากโรงบำบัดน้ำ (WTPs) ในอุตสาหกรรมน้ำดื่ม เนื่องจากอลูมิเนียมซัลเฟต (Al2(SO4)3·18H2O) ได้ coagulant ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกพลอยได้สร้างขึ้นอย่างแพร่หลายจากกระบวนการบำบัดน้ำเป็นแหล่งน้ำฟอก ตะกอนบำบัดน้ำ coagulated อลูมิเนียม (ตะกอนสารส้ม) แห้งตะกอนจำนวนมากส่วนใหญ่ประกอบด้วยแร่ธาตุ อนุภาคทราย ปริมาณสารอินทรีย์ เช่นเกิดการเปลี่ยนแปลงกลายและของสิ่งมีชีวิตหรือสาหร่าย บางเล็กน้อย และอลูมิเนียมซัลเฟตตกและโพลิเมอร์จากตะกอนปรับระยะ มีมาตรฐานไม่เฉพาะ WTP ตก แต่เสียเป็นของแข็ง และตะกอนที่ประกอบด้วยโลหะ น้อย รวมโครเมียม ทองแดง นิกเกิล ลูกค้าเป้าหมาย แคดเมียม อลูมิเนียม ดีบุก วาเนเดียม และ เบริลเลียม เป็นการเสียเวลา (SW204), การแบ่งประเภทสาธารณะทำความสะอาดจัดการกระทำ 2007 (บัญญัติ 672) [1], และตะกอนสารส้มถูกจัดประเภทเป็น SW2040 107 ตะกอนที่ประกอบด้วยอะลูมิเนียมเป็นหลัก ตามพระราชบัญญัตินี้ ตะกอนสารส้มจะไปห้ามออกไปเรียนน้ำน้ำจุดบริโภคน้ำโดยตรง Dewatered ตะกอนสารส้ม และจะถูกตัดจำหน่ายภายในไซต์ WTP หรือขายทิ้งเพื่อนำ ต้นทุนของการรักษา และทิ้งตะกอนประกอบด้วยส่วนสำคัญของต้นทุนดำเนินงานของโรงงานบำบัดน้ำ การศึกษาได้แสดงที่จำนวนองค์ประกอบโลหะหนักที่สร้างขึ้น โดยรักษาน้ำบางพืชในมาเลเซียได้ภายในขีดจำกัดที่ปลอดภัย [2], แม้ว่าการสะสมของโลหะหนักองค์ประกอบใน landfills ยังคง กังวล กังวลเติบโตขององค์กรสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับสุขภาพและความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมได้นำไปสู่มาตรฐานที่เข้มงวด และข้อจำกัด หรือ prohibition ปล่อยสารนี้ตกค้างในสิ่งแวดล้อม (เช่นกระแส landfills และดิน)นอกจากกำจัดปัญหา เพิ่มจำนวนของตะกอนสารส้มผลิตทุกวันจะเรียกมากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกการกู้คืน/รีไซเคิลตะกอนสารส้มโดยทั่วไปไม่ดีพัฒนากาญจน์เป็นตัวทำงานสำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่ทั่วโลก ค้นหาตัวเลือกคุ้มค่า มิตรทิ้ง (สีเขียว) และของรีไซเคิลตะกอนได้กลายเป็น ความสำคัญเร่งด่วน รีวิววรรณคดีบางล่าสุดแสดงให้เห็นว่า ตะกอนสารส้มได้ถูกพิจารณาเพื่อใช้เป็นวัสดุก่อสร้างเพจ concretes และเซรามิกส์ [3], [4] [5]จำนวนวัสดุ pozzolanic เหมาะสมได้รับการเสนอเป็นแทนปูนซีเมนต์ในคอนกรีตสำหรับทศวรรษที่ผ่านมา การศึกษาล่าสุดได้เน้นใน clays แพเปิดเป็นแหล่งศักยภาพของวัสดุ pozzolanic [6] [7] การใช้วัสดุ pozzolanic จากสินค้าพลอยอุตสาหกรรมที่สามารถใช้แทนในปูนซีเมนต์ได้รับความสนใจมากเนื่องจากประโยชน์ที่จะนำคุณสมบัติและความทนทานของวัสดุที่ใช้ซีเมนต์ผสมวิศวกรรม และเนื่อง จากการใช้วัสดุเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม และทางเศรษฐกิจ ตามมาตรฐานที่มีอยู่น้ำ UNE 197-1 [8], วัสดุ pozzolanic ที่จะรวมอยู่ในคอนกรีตโดยทั่วไปเป็นอย่างไร pozzolan ธรรมชาติจากขี้เถ้าภูเขาไฟ metakaolin (MK), และสินค้าอุตสาหกรรมพลอยเช่นเถ้า (FA), slag เตาดินโตนด (SF), แต่ซิลิก้า (GGBS) และเถ้าปาล์มน้ำมันเชื้อเพลิง (POFA) แร่ดินที่ส่วนใหญ่จะเกิดจากสารประกอบ siliceous และ aluminous เป็นปฏิกิริยาสูงเมื่อพวกเขาจะเผาผลิตภัณฑ์ที่อุณหภูมิ 600 ° C และ 900 ° C [7] การสูญเสียน้ำจากความร้อนบำบัดทำลายโครงสร้างผลึกของสารประกอบ จึงแปลงเป็นสถานะไปเสถียร ถ้าพวกเขาแล้วผสมกับปูนขาวและน้ำ พวกเขารับปฏิกิริยา pozzolanic และแบบฟอร์มสารเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน Metakaolin ซึ่งทำหน้าที่เป็น pozzolana ปฏิกิริยาสูง เป็นหนึ่งเช่นวัสดุ [9] ได้ผ่านการรักษาความร้อนของ clays kaolin ที่อุณหภูมิจาก 600 ถึง 800 ° C [10] แล้ว ผสมกับปูนซีเมนต์ นอกจากนี้ การพัฒนาคุณสมบัติ pozzolanic ใน clays ใช้เผาไหม้ขึ้นอยู่กับธรรมชาติและความอุดมสมบูรณ์ของแร่ดินเหนียว ในดิบ เงื่อนไขเผาของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย [11] ส่วนใหญ่ซีเมนต์ผสมวัสดุ pozzolanic เหล่านี้ในฐานสอง หรือสามผสมที่ ได้รับการแสดงจะมีสถานะดีขึ้นสดและเสริมคุณสมบัติ วัสดุเสริมซีเมนต์ดีมาก เช่น MK, SF และข้าวปิดเถ้า (RHA), คาดว่าจะลดการสูญเสียตกต่ำเนื่องจากความต้องการน้ำเพิ่มขึ้น [12] หลี่และซู [13] ตรวจสอบคุณสมบัติทางกล และทางกายภาพของซีเมนต์พอร์ตแลนด์ (พีซี) ในแง่ของการใช้ superplasticiser ในคอนกรีต โดยการเปรียบเทียบปูนซีเมนต์แบบไบนารีของ PC/MK และปูนซีเมนต์ผสมสามของ PC/MK/slag ค้นพบระบุว่า สัดส่วน ของ slag ทันดี 20-30% และ 10% เอ็มและพีซีปรับปรุงการไหลของสามผสมซีเมนต์เมื่อเทียบกับปูนซีเมนต์ผสม MK ซึ่งในการเปิดปรับปรุงจุดแข็ง compressive ของซีเมนต์ที่ที่ 28 วัน คุณสมบัติความแข็งแรงของตนเองกระชับ concretes incorporate หลายผสมแร่ผลิต FA เถ้า SF และ MK ถูกสอบสวนโดย Guneyisi et al. [14] ผลลัพธ์แสดงว่า มีการลดกำลังอัด compressive ของ concretes เพิ่มเนื้อหา FA ขณะ concretes ประกอบด้วยเถ้ามีค่าความแข็งแรงเทียบเท่ากับคอนกรีตควบคุม Concretes SF และ MK คมชัด มีจุดแข็ง compressive อย่างสม่ำเสมอสูงกว่าคอนกรีตควบคุมจุดมุ่งหมายหลักของการศึกษานี้จะนำเสนอการใช้เถ้าตะกอนสารส้มแพเปิดอีก cementing วัสดุในคอนกรีต วันที่ มีการไม่ศึกษารายละเอียดในคุณสมบัติของไบนารีโดยคอนกรีต และผสมสาม AASA และอื่น ๆ วัสดุ pozzolanic (SF, GGBS และ POFA) การศึกษานี้เน้นในคุณสมบัติทางวิศวกรรมของ AASA ไม่เพียงแต่ เป็นสารยึดเกาะที่ แต่ยังแทนปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์ใน concretes หลายแบบผสมผสาน พารามิเตอร์การ investigated รวมคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และเครื่องจักรกล และ leachates ของ AS และคุณสมบัติทางกายภาพ และทางกลของ concretes หลายแบบผสมผสาน ดำเนินการเปรียบเทียบกับพารามิเตอร์ของปูนคอนกรีตอ้างอิง จึงต้องการอย่างมากเพื่อใช้ AASA เป็นวัสดุ pozzolanic บางส่วนแทนปูนผลิต concretes อย่างยั่งยืนรวมทั้งเป็นลดผลกระทบสิ่งแวดล้อมเชิงลบ และปริมาณของเสียขายทิ้งใน landfills
การแปล กรุณารอสักครู่..

กากตะกอนบำบัดน้ำเสียเป็นผลพลอยได้ที่สำคัญจากพืชบำบัดน้ำเสีย ( wtps ) ในน้ำดื่มอุตสาหกรรม เพราะ มซัลเฟตอะลูมิเนียม ( al2 ( ปา ) 3 ด้วย 18h2o ) เป็นส่วนใหญ่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกสำหรับแหล่งบำบัดน้ำเสียสารอะลูมิเนียมกันในการบำบัดกากตะกอนน้ำ ( ตะกอนสารส้ม ) กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดที่สร้างขึ้น ผลพลอยได้จากกระบวนการบำบัดน้ำ .กากตะกอนแห้ง มวลสารหลักประกอบด้วยแร่ธาตุ ; อนุภาคทราย บางขนาดเล็กปริมาณของอินทรีย์วัตถุ เช่น ซากพืชและซากสิ่งมีชีวิต หรือ สาหร่าย และสารตกค้าง ซัลเฟตอลูมิเนียมและเม็ดตะกอนจากปรับระยะ ไม่มีมาตรฐานเฉพาะสำหรับเราที่ตกค้าง แต่ขยะ และพระราชบัญญัติจัดการล้างหน้า , 2007 ( พระราชบัญญัติ 672 ) [ 1 ]คือตะกอนที่ประกอบด้วยหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งของโลหะ ได้แก่ โครเมียม ทองแดง นิกเกิล ตะกั่ว , แคดเมียม , อลูมิเนียม , ดีบุก , วานาเดียมและ Beryllium ตามกำหนดเสีย ( sw204 ) และตะกอนสารส้มแบ่งเป็น sw2040 107 ตะกอนที่เป็นหลักประกอบด้วยอลูมิเนียม ตามพระราชบัญญัตินี้ ห้ามมิให้ปล่อยน้ำตะกอนในน้ำโดยตรง หลักสูตรต่อเนื่องของน้ำบริโภคจุดกากตะกอนสารส้ม dewatered และจะให้เราทิ้งภายในเว็บไซต์หรือทิ้งเพื่อฝังกลบ ค่าใช้จ่ายของการรักษา และการทิ้งตะกอนประกอบด้วยส่วนที่สำคัญของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของโรงบำบัดน้ำเสีย . มีการศึกษาแสดงให้เห็นว่าปริมาณของโลหะหนักในองค์ประกอบที่สร้างขึ้นโดยน้ำบำบัดพืชในประเทศมาเลเซียได้ภายในขอบเขตที่ปลอดภัย [ 2 ]ถึงแม้ว่าการสะสมขององค์ประกอบของโลหะหนักในหลุมฝังกลบ ยังคงให้ความสนใจ ปัญหาการเติบโตขององค์กรด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม จึงได้นำมาตรฐานที่เข้มงวดและจำกัดหรือห้ามปล่อยกากนี้ในสภาพแวดล้อม ( เช่น กระแส และกลบดิน )
นอกจากปัญหาทิ้งการเพิ่มปริมาณของตะกอนสารส้มที่ผลิตทุกวัน จะทำให้ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจมาก อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกการกู้คืน / รีไซเคิลตะกอนสารส้มมักจะไม่ได้ดีเป็นทางเลือกสำหรับการพัฒนาศักยภาพทางเศรษฐกิจทั่วโลก ค้นหาประหยัดเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ( สีเขียว ) ตัวเลือกการกำจัดและความเป็นไปได้ของการรีไซเคิลกากตะกอนได้กลายเป็นความสำคัญเร่งด่วน บางบทวิจารณ์วรรณกรรมที่ผ่านมาได้แสดงให้เห็นว่าตะกอนสารส้มถูกพิจารณาเพื่อใช้เป็นวัสดุในการก่อสร้าง โดยผสมผสานในคอนกรีต และเครื่องเคลือบ [ 3 ] , [ 4 ] และ [ 5 ] .
จำนวนที่เหมาะสมของวัสดุปอซโซลานได้ถูกเสนอเมื่อแทนที่ปูนซีเมนต์ในงานคอนกรีตมานานหลายทศวรรษ การศึกษาได้มุ่งเน้นในการให้ใช้ดินเหนียวเป็นวัสดุปอซโซลาน แหล่ง [ 6 ] [ 7 ]การใช้วัสดุปอซโซลานจากผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมที่สามารถใช้เป็นแทนปูนซีเมนต์ ได้รับความสนใจมาก เนื่องจากผลประโยชน์ที่พวกเขานำมาให้คุณสมบัติทางวิศวกรรมและความทนทานของวัสดุซีเมนต์ผสม และ เพราะการใช้วัสดุเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม และประหยัด ตามไป une-en ที่มีอยู่ 197-1 มาตรฐาน [ 8 ]โดยน้ำหนักวัสดุที่มักจะรวมอยู่ในคอนกรีตปอซโซลานธรรมชาติจากภูเขาไฟขี้เถ้า ดินขาว ( MK ) และผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม เช่น เถ้าลอย ( FA ) , ซิลิกาฟูม ( SF ) , ตะกรันเตาหลอมระเบิดพื้นดินทราย ( ggbs ) และเถ้าปาล์มน้ำมัน ( เถ้าปาล์มน้ำมัน )แร่ดินเหนียวที่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการทดลองและสารประกอบและเป็นปฏิกิริยาตอบโต้เมื่อพวกเขาถูกเผาที่อุณหภูมิ 600 องศา C และระหว่าง 900 ° C [ 7 ] การสูญเสียน้ำเนื่องจากการรักษาความร้อนจะทำลายโครงสร้างของผลึกของสารประกอบโดยการแปลงสภาพไปไม่เสถียร ถ้าพวกเขาจะผสมกับโซดาไฟ แคลเซียมน้ำพวกเขาผ่านปฏิกิริยาปอซโซลานและรูปแบบสารที่มีความแข็งแกร่งและความทนทาน ดินขาว ซึ่งทำหน้าที่เป็นปฏิกิริยาตอบโต้ปอซโซลาน่า เป็นอีกหนึ่งวัสดุเช่น [ 9 ] มันได้ผ่านการรักษาความร้อนของดินเหนียวดินขาวที่อุณหภูมิ 600 - 800 ° C [ 10 ] และก็ผสมกับปูนขาวหรือปูนซีเมนต์ นอกจากนี้
การแปล กรุณารอสักครู่..
