Как вы можете перерабатывать мировые запасы очищенного осадка сточных вод и одновременно повышать устойчивость строительной отрасли? Превратите эти биологические вещества в кирпичи.
Твердые биологические вещества являются побочным продуктом процесса очистки сточных вод, который можно использовать в качестве удобрения, при восстановлении земель или в качестве строительного материала.
Около 30% твердых биологических веществ в мире накапливаются или отправляются на свалку, что приводит к использованию ценных земель и потенциальному выбросу парниковых газов, что создает проблему для окружающей среды.
Теперь команда из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, продемонстрировала, что кирпичи из обожженной глины, содержащие твердые биологические вещества, могут быть устойчивым решением как для очистки сточных вод, так и для производства кирпича.
Исследование, опубликованное в этом месяце в журнале Buildings, показало, что для изготовления кирпичей из биотвердых материалов требуется примерно вдвое меньше энергии, чем для обычных кирпичей.
Помимо того, что кирпичи из биотвердых материалов дешевле в производстве, они также обладают более низкой теплопроводностью, передают меньше тепла, что потенциально повышает экологические показатели зданий.
Соединенные Штаты производят около 7,1 миллиона тонн твердых биологических веществ в год, в то время как ЕС производит более 9 миллионов тонн. В Австралии ежегодно производится 327 000 тонн твердых биологических веществ.
Исследование показало, что существуют значительные возможности для создания нового выгодного рынка повторного использования - кирпичей.
Около 5 миллионов тонн твердых биологических веществ, производимых в Австралии, Новой Зеландии, ЕС, США и Канаде, ежегодно отправляются на свалки или складируются. При минимальном 15% содержании биологических твердых веществ в 15% производимого кирпича эти 5 миллионов тонн могут быть использованы.
Ведущий исследователь доцент Аббас Мохаджерани сказал, что исследование было направлено на решение двух экологических проблем - запасов твердых биологических веществ и выемки грунта, необходимого для производства кирпича.
"Более 3 миллиардов кубометров глинистой почвы ежегодно выкапывается для мировой кирпичной промышленности, чтобы произвести около 1,5 триллиона кирпичей", - сказал Мохаджерани, инженер-строитель из инженерной школы RMIT.
Использование твердых биологических материалов в кирпичах может стать решением этих серьезных экологических проблем.
"Это практичное и устойчивое предложение по переработке твердых биологических отходов, которые в настоящее время накапливаются или отправляются на свалки по всему миру."
В ходе исследования изучались физические, химические и механические свойства обожженных глиняных кирпичей, содержащих различные пропорции твердых биологических веществ, от 10 до 25%.
Кирпичи, усиленные биологическим твердым веществом, прошли испытания на прочность на сжатие, и анализ показал, что тяжелые металлы в значительной степени удерживаются внутри кирпича. Твердые биологические вещества могут иметь существенно различающиеся химические характеристики, поэтому исследователи рекомендуют проводить дополнительные испытания перед крупномасштабным производством.
Кирпичи из биомассы более пористые, чем стандартные кирпичи, что обеспечивает более низкую теплопроводность.
Исследование также показало, что потребление энергии при обжиге кирпичей сократилось на 48,6% для кирпичей, содержащих 25% биологических твердых веществ. Это связано с органическим содержанием твердых биологических веществ и может значительно снизить углеродный след компаний, производящих кирпич.
Результаты сравнительной оценки жизненного цикла и исследования выбросов, проведенного в рамках исследования, подтвердили, что кирпичи с твердыми биологическими веществами предлагают устойчивый альтернативный подход к решению проблемы воздействия на окружающую среду управления твердыми биологическими веществами и производства кирпича.