استفاده از لجن تصفیه خانه فاضلاب در تولید مصالح نوین ساختمانی

با توجه به بالا رفتن سطح بهداشت در زندگی بشر، احداث تصفیه خانه های فاضلاب شهری و روستایی یکی از نیازمندیهای جوامع بشری امروز به حساب می آید.در کشور ما ایران سالانه بیش از 4 میلیارد مترمکعب فاضلاب شهری و روستایی تولید می شود که از این مقدار تنها 11 درصد آن وارد تصفیه خانه های کشور می شود و بقیه آن بدون تصفیه وارد چاههای جذبی، رودخانه ها و یا زمینهای کشاورزی می شود. در سالهای اخیرافزایش قابل توجه لجن که ناشی از توسعه تصفیه خانه هاست در ایران مشاهده شده است. روشهای مختلفی برای دفع لجن وجود دارد که با توجه به نوع منطقه، شرایط آب و هوایی و ملاحظات اقتصادی مورد استفاده قرار می گیرند. دفع لجن، خصوصا در مناطقی که باکمبود زمین و تراکم جمعیت مواجه هستند (مانند استانهای شمالی کشور) بعنوان مهمترین معضل مطرح می باشد. در این مناطق گزینه سوزاندن می تواند بعنوان یکی از راهکارهای دفع لجن به شمار آید، زیرا در مناطق ساحلی علاوه بر کمبود زمین برای دفن ، بالا بودن سطح آب زیرزمینی نیز دفع لجن تصفیه خانه ها را با مشکل مواجه می نماید. فرآیند سوزاندن لجن به تولید خاکستری معدنی می انجامد که می تواند در تولید مصالح ساختمانی متداول شهری به کار گرفته شود. هدف از انجام این تحقیق بررسی کاربرد خاکستر ناشی از سوزاندن لجن تصفیه خانه فاضلاب در تولید مصالح ساختمانی می باشد. در این راستا لجن جمع آوری شده از بسترهای خشک کن تصفیه خانه فاضلاب شهرک قدس به مدت یک ساعت در دمای 105 درجه سانتیگراد و سپس برای بدست آوردن خاکستر لجن طبق استاندارد نمونه ها در دو بخش و به مدت یک ساعت در کوره قرار گرفتند. بخش اول در دمای 550 درجه و بخش دوم در دمای 800 درجه سانتیگراد قرار گرفت. خاکستر بدست آمده از این روش درون آسیاب گلوله ای پودر شده و از الک نمره 100 # ( ذرات ریزتر از 150 میکرون) عبور داده شد. پودر خاکستر بدست آمده با نسبتهای خاکستر به سیمان 5 ، 10 ، 15 و 30 درصد بعنوان پوزولان و جایگزین سیمان طبق استاندارد astm c109 و astm c311 در تولید نمونه های بتنی بکار گرفته شد. کلیه نمونه ها در سنین 1 ، 3 ، 7 ، 14 ، 28 و 91 روزه مورد آزمایش مقاومت فشاری قرار گرفتند.نتایج بدست آمده نشان می دهد که با جایگزین نمودن خاکستر لجن تصفیه خانه فاضلاب مقاومت فشاری نمونه های بتنی نسبت به نمونه شاهد کاهش می یابد. لازم به ذکر است که نمونه حاوی 10% خاکستر تولیدی در دمای 800 درجه سانتی گراد، مقاومت بیشتری نسبت به نمونه شاهد از خود نشان داده است. نتایج ارایه شده موید این مطلب می باشد که خاکستر لجن فاضلاب شهری می تواند تا 30% جایگزین سیمان در تولید نمونه های بتنی گردد؛ این در حالی است که نمونه های حاوی 10% جایگزینی کمترین افت مقاومت را دارا می باشند.همچنین مشاهده می گردد که با افزایش میزان خاکستر لجن به دلیل بالا بودن میزان جذب آب خاکستر، به میزان آب بیشتری برای ساخت نمونه ها نیاز است که برای جلوگیری از بوجود آمدن کارآیی پایین نمونه ها، نسبت آب به سیمان در تمام نمونه ها ثابت و برابر 7/0 در نظر گرفته شد. در نهایت نتایج ناشی از این پژوهش موید این مطلب است که خاکستر لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری می تواند بعنوان پوزولان، جایگزینی مناسب برای سیمان باشد. بتن ساخته شده از این روش می تواند در مصارف غیر سازه ای بطور عمومی و در مصارف سازه ای با بررسی موردی مورد استفاده قرار گیرد. در هر حال بالا بودن میزان جذب آب خاکستر باید مورد توجه قرار گیرد.