Analysis of the possibilities of using sewage sludge for agricultural use

• Autorzy: Łomińska-Płatek Dominika , Figura Łucja

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.11.3

Warianty tytułu

PL

Analiza możliwości wykorzystania osadów ściekowych do celów rolniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The primary purpose of wastewater treatment plants (WWTPs) is to treat wastewater and prevent water pollution, and consequently to protect the health of their users. These facilities have been viewed in this way for decades. Currently, this approach is being transformed and WWTPs are beginning to be seen as bioenergy plants for water reclamation and resource recovery. The change in the classical wastewater treatment paradigm is the result of the transformation of a linear economic system into a circular one. Therefore, the goal is not only highly efficient wastewater treatment, but also resource production. The aim of this paper was to analyse the possibility of using sewage sludge for agricultural purposes. Samples were taken from two different WWTPs in Poland. As part of the research, basic physical and chemical parameters were examined. Then, the content of biogenic elements such as nitrogen (N) and phosphorus (P) was tested. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to identify and analyse the chemical structure of organic and inorganic compounds. An important part of the research was the analysis of the content of heavy metals and the analysis of the microbiological tests. The research showed that the sludge analysed has potential for agricultural use due to its nutrient and organic matter content and low levels of heavy metals, although further stabilisation may be required to ensure safe levels of pathogens. However, it should be remembered that before sewage sludge is used for agricultural purposes, regular laboratory testing of its composition should be carried out.

PL

Podstawowym celem oczyszczalni ścieków (OŚ) jest oczyszczanie ścieków i zapobieganie zanieczyszczeniu wody, a w konsekwencji ochrona zdrowia ich użytkowników. Obiekty te są postrzegane w ten sposób od dziesięcioleci. Obecnie, to podejście się zmienia, a oczyszczalnie ścieków zaczynają być postrzegane jako zakłady produkcji surowców. Zmiana klasycznego paradygmatu oczyszczania ścieków jest wynikiem transformacji w gospodarkę o obiegu zamkniętym, gdzie głównym zadaniem OŚ jest nie tylko oczyszczanie ścieków, ale także produkcja cennych zasobów. Celem niniejszego artykułu była analiza możliwości wykorzystania osadów ściekowych do celów rolniczych. Próbki pobrano z dwóch różnych oczyszczalni ścieków zlokalizowanych w południowej Polsce. W ramach badań przeprowadzono podstawowe analizy parametrów fizyczno-chemicznych. Następnie zbadano zawartość pierwiastków biogennych, takich jak azot (N) i fosfor (P). W celu identyfikacji i analizy struktury chemicznej związków organicznych i nieorganicznych. Zastosowano spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR). Istotną częścią badań była analiza zawartości metali ciężkich oraz testów mikrobiologicznych. Badania wykazały, że analizowane osady ściekowe mają potencjał do wykorzystania w rolnictwie ze względu na zawartość składników odżywczych i materii organicznej oraz niski poziom metali ciężkich, chociaż może być wymagana dalsza stabilizacja, aby zapewnić bezpieczny poziom patogenów. Należy jednak pamiętać, że przed wykorzystaniem osadów ściekowych do celów rolniczych należy przeprowadzać regularne badania laboratoryjne ich składu.

Słowa kluczowe

EN

inner coating; pipeline; isolation; pipeline diameter

PL

osady ściekowe; zastosowanie rolnicze; metale ciężkie; rekultywacja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 11
• Strony: 14--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łomińska-Płatek Dominika

• Cracow University of Technology, Faculty of Environmental Engineering and Energy, Department of Environmental Technologies

• https://orcid.org/0000-0001-9377-5590

autor

Figura Łucja

• Cracow University of Technology, Faculty of Environmental Engineering and Energy, Department of Environmental Technologies

Bibliografia

• [1] Arrobas Margarida, Ramily Meneses, Andressa Gribler Gusmão, Julieta Moreira da Silva, Carlos Manuel Correia, Manuel Ângelo Rodrigues, 2024. "Nitrogen-Rich Sewage Sludge Mineralized Quickly, Improving Lettuce Nutrition and Yield, with Reduced Risk of Heavy Metal Contamination of Soil and Plant Tissues". Agronomy, 14: 924.
• [2] Bochenek Dariusz., Jarosław Hejne, Elżbieta Kafara, Agata Kiełczykowska, Dorota Kruszewska, Marciniak K., Nowakowska B., Anna Wrzosek. "Ochrona środowiska 2023". Analizy statystyczne: 67-71.
• [3] Cardarelli Mariateresa, Antonio El Chami, Paola Iovieno, Youssef Rouphael, Paolo Bonini, Giuseppe Colla, 2023. "Organic Fertilizer Sources Distinctively Modulate Productivity, Quality, Mineral Composition, and Soil Enzyme Activity of Greenhouse Lettuce Grown in Degraded Soil". Agronomy, 13: 194.
• [4] Chen Yongshan, Marta Camps-Arbestain, Qinhua Shen, Balwant Singh, Maria Luz Cayuela, 2018. "The longterm role of organic amendments in building soil nutrient fertility: A meta-analysis and review. Nutr. Cycl". Agroecosyst, 111: 103-125.
• [5] Colón Joan, Manuel Alarcón, Mark Gerard Healy, Ayten Namlı, Dilek F. Sanin, Carlota Taya, Sergio Ponsá, 2017. "Producing sludge for agricultural applications". Innovative wastewater treatment and resource recovery technologies, 14: 294-320.
• [6] Mariusz Sebastian Golbiak, Beata Rutkowska, 2023. "Evaluating potential of municipal sewage sludge for agricultural use". Soil Science Annual, 74, 2.
• [7] Gulzar Shabana, Shafiga Gul, Abhik Patra, Kiran Kumar Mohapatra, Hanuman Singh Jatav, Vishnu D. Rajput, 2022. "Socio Economic Aspects of Sewage Sludge Use in Agriculture". Sustainable Management and Utilization of Sewage Sludge: 281-296.
• [8] Jama-Rodzeńska Anna, Bernard Gałka, 2022. "Wpływ nawozów fosforowych powstałych na bazie Osadów ściekowych na plonowanie, skład chemiczny roślin i gleby". Agronomy Science, 77, 3: 5-25.
• [9] Kominko Halyna, 2020. "Nawozy mineralno-organiczne na bazie osadów ściekowych". Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
• [10] Kowalewski Zbigniew, Elena Neverova-Dziopak, 2016. "Przebieg symulacji komputerowej procesu oczyszczania ścieków komunalnych w reaktorze osadu czynnego", Journal of Civil Engineering Environment and Architecture 33, (63): 241-254.
• [11] Marin, Eugen, Carmen Rusănescu, 2023. "Agricultural Use of Urban Sewage Sludge from the Wastewater Station in the Municipality of Alexandria in Romania". Water, 15: 458.
• [12] Milik Julita, Rafał Pasela, Marek Szymczak, Mariusz Chalamoński, 2016. "Ocena składu fizycznochemicznego osadów ściekowych pochodzących z komunalnej oczyszczalni ścieków". Rocznik Ochrona Środowiska, 18: 579-590.
• [13] Ministerstwo Środowiska, 2018. Strategia postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2019-2022.
• [14] Obwieszczenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 18 listopada 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie stosowania komunalnych osadów ściekowych, Dz. U. z 2023 r. poz. 23.
• [15] PN-ISO 8288:2002. Jakość wody - Oznaczanie kobaltu, niklu, miedzi, cynku, kadmu i ołowiu - Metody atomowej spektrometrii absorpcyjnej płomieniowej (AAS).
• [16] PB-W-38 edition 3 dated 04.01.2021. Metoda atomowej spektrometrii absorpcyjnej z techniką amalgamacji.
• [17] PN-EN 1233:2000. Jakość wody - Oznaczanie chromu - Metoda spektrometrii absorpcyjnej atomowej.
• [18] Poproch Dominika., Małgorzata Cimochowicz-Rybicka, Justyna Górka, Bartosz Łuszczek. 2022. "Gospodarka osadami ściekowymi w miejskiej oczyszczalni ścieków". Wodociągi i kanalizacja: 47-50.
• [19] Rajabi Khiabani Seda, Ahmet Esen Celen, 2020. "The effect of sewage sludge applications on yield and quality of vetch barley mixture". Turkish Journal of Field Crops, 25, (2): 190-196.
• [20] Rodrigues, Manuel Ângelo, Almeida Sawimbo, Julieta Moreira da Silva, Carlos Manuel Correia, Margarida Arrobas, 2024. "Sewage Sludge Increased Lettuce Yields by Releasing Valuable Nutrients While Keeping Heavy Metals in Soil and Plants at Levels Well below International Legislative Limits". Horticulturae, 10: 706.
• [21] The 2020 EU Critical Raw Materials List - Policies - IEA. https://www.iea.org/policies/15274-the-2020-eu-critical-raw-materials-list. (Accessed: Aug. 26, 2024).
• [22] Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Katedra Chemii Organicznej. Spektroskopia w podczerwieni. https://farmacja.cm.uj.edu.pl/cm/uploads/2019/02/ Spektroskopia-w-podczerwieni–IR.pdf. (Accessed: Aug. 26, 2024).