From waste to Resource: Sustainable Brick Manufacturing from Municipal Sewage Sludge before and after Phosphorous Recovery

Abstract

[ES] El proyecto se centra en la realización de diferentes experimentos, así como la comparación de las características de los diferentes ladrillos elaborados. Se fabricarán ladrillos con la materia prima de lodos de depuradora y con lodos de depuradora tratados con electrodiálisis a diferentes temperaturas (1020 °C, 1030 °C, 1050 °C) y diferentes proporciones de sustitución de arcilla (0%, 10%, 30%). La muestra inicial deberá caracterizarse en contenido de agua, pérdida por ignición, contenido de fósforo, así como contenido de metales pesados, entre otros experimentos. El experimento se llevará a cabo en dos fases, una con los lodos de depuradora sin tratar, cambiando las cantidades de sustitución de arcilla, y la otra, con los lodos de depuradora tras la recuperación del fósforo. Se medirán y analizarán diferentes parámetros, para obtener finalmente la composición óptima del ladrillo. Combinando herramientas de análisis estadístico con los resultados obtenidos experimentalmente en el laboratorio, será posible analizar la influencia de las diferentes características y de los diferentes parámetros medidos. De este modo, será más fácil determinar qué parámetros son significativos en el proceso de fabricación de ladrillos y cuáles no es necesario tener en cuenta.

El resultado esperado de este proyecto es la validación de un proceso innovador y sostenible para producir ladrillos a partir de lodos de depuradora, con las mejores características posibles para la construcción, cumpliendo todas las limitaciones y haciendo hincapié en la recuperación de fósforo. En la realización del proyecto se obtendrá un conocimiento profundo de la recuperación de recursos y la fabricación de ladrillos, así como habilidades prácticas en la aplicación y el funcionamiento de tecnologías para el proceso y en la caracterización de muestras, que incluirán la capacidad de realizar análisis detallados de las propiedades físicas, químicas y estructurales de los materiales obtenidos. También se ampliará la formación en diseño de experimentos, análisis de datos experimentales e interpretación de resultados. El objetivo previsto es contribuir a avanzar hacia una construcción más circular y sostenible, al tiempo que se abordan los retos medioambientales y se fomenta la innovación en la gestión de los recursos.

[EN] This master thesis falls within the framework of the project: ”Towards sustainable waste management and circular construction: Ecofriendly bricks derived from municipal sewage sludge after phosphorus recovery”, where three different projects have been developed. This document discusses the possibility of the development of bricks from sewage sludge before and after phosphorus recovery. The work on some characterization experiments has been done as a team as there were useful data for all three projects, as well as collaboration with Mireia Brisa to obtain the EDStreated SS. During the development of the project, different experiments have been carried out to try to reach a screening of the possibility of using sewage sludge bricks as a substitute for clay in certain construction materials. Different percentages of clay replacement have been tested (10% and 30%) using the SS collected from Lynetten’s WWTP in Copenhaguen, as well as different firing temperatures (1020ºC, 1030ºC and 1040ºC). Moreover, pellets before and after phosphorus recovery have been compared, to know whether both can be considered for construction materials from this initial approach. For this analysis different experiments have been carried out, such as, digestion, water content, leaching, porosity and density calculations, microscope analysis, among others. With the analysis and comparison of the results, it could be said that the results obtained are a good starting point for the use of SS as a partial substitute for the limited resource of clay for building materials, as they respect the standards and regulations existing to date