Wpływ dezintegracji osadu nadmiernego suchym lodem na uwalnianie materii organicznej i nieorganicznej

• Autorzy: Nowicka E. , Machnicka A.

Warianty tytułu

EN

Effect of surplus sludge disintegration by dry ice on the release of organic and inorganic matter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedną z możliwości poprawy skuteczności oczyszczania ścieków jest wprowadzenie dezintegracji powstających osadów. Podstawą skutecznego procesu dezintegracji jest zastosowanie fizycznych, chemicznych lub biologicznych metod niszczenia ściany komórkowej, w wyniku czego ulega ona fragmentacji, a składniki wewnątrzkomórkowe zostają uwolnione do otaczającej cieczy. W pracy wykorzystano dezintegrację osadu nadmiernego suchym lodem oraz określono jego wpływ na uwalnianie materii organicznej i nieorganicznej. Zamrażanie/rozmrażanie osadu suchym lodem spowodowało wzrost wartości ChZT_Cr o 549 mg O₂ /dm³, a stopień dezintegracji SD_ChZT wyniósł 32%. Destrukcja osadu uwolniła do cieczy nadosadowej proteiny. Stężenie białek dla stosunku objętościowego osadu do suchego lodu 1:1 wzrosło o 191 mg/dm³. Niszczenie struktury kłaczków uwolniło także substancje nieorganiczne, wyrażone zmianami stężeń azotu amonowego i fosforanów. Dla stosunku objętościowego osadu do suchego lodu 1:1, stężenie azotu amonowego wzrosło z 1,3 mg N-NH₄⁺/dm3 do 21 mg N-NH₄⁺ /dm³, a stężenie fosforanów wzrosło 5,2 mg PO₄^3- /dm³do 120 mg PO₄^3- /dm³.

EN

One possibility to improve the efficiency of sewage treatment is the introduction of sludge disintegration. The basis for an effective process of disintegration is the use of physical, chemical and biological methods for the destruction of the cell wall, resulting in its fragmentation and release of intracellular components into the surrounding liquid. In this work, the surplus sludge disintegration by means of dry ice, as well as determination of its effect on the release of organic and inorganic matter, was presented. Sludge freezing/thawing by dry ice resulted in an increase of about 549 mg COD O²/dm³ and the degree of disintegration SD_COD was 32%. Destruction of sediment released protein into the liquid supernatant. Protein concentrations for the volume ratio of dry ice to precipitate amounting to 1:1 increased by 191 mg/dm3. The destruction of the flocs structure caused also a release of inorganic substances, expressed as changes in ammonium and phosphate concentrations. For the volume ratio of dry ice to precipitate 1:1, the concentration of ammonia nitrogen increased from 1.3 mg N-NH₄⁺ /dm³, to 21 mg of N-NH₄⁺ /dm³, and the phosphate concentration increased from 5.2 mg PO₄⁺ /dm^3-, to 120 mg PO₄^3- /dm³.

Słowa kluczowe

PL

suchy lód; osad nadmierny; ChZTCr; stopień dezintegracji

EN

dry ice; surplus sludge; CODCr; degree of disintegration

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 8
• Strony: 307--310
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., fot.

Twórcy

autor

Nowicka E.

• Zakład Mikrobiologii Środowiskowej, Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Akademia Techniczno-Humanistyczna, 43-309 Bielsko-Biała, ul Willowa 2

autor

Machnicka A.

• Zakład Mikrobiologii Środowiskowej, Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Akademia Techniczno-Humanistyczna, 43-309 Bielsko-Biała, ul Willowa 2

Bibliografia

• [1] Zarzycki R. Problemy zagospodarowania osadów ściekowych. Łódź: PAN; 2001.
• [2] Górski M. Zmiany w polskim prawodawstwie w kontekście integracji z Unią Europejską. Łódź: PAN; 2001.
• [3] Zielewicz E. Dezintegracja ultradźwiękowa osadu nadmiernego w pozyskiwaniu lotnych kwasów tłuszczowych. Gliwice: Politechnika Śląska. Zeszyty Naukowe; 2007.
• [4] Zhang G, Zhang P, Yang J, Chen Y. Journal of Hazardous Materials. 2007;145:515-519. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.01.133.
• [5] Grübel K, Machnicka A. Oddziaływanie dezintegracji mikrofalowej na osad czynny. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. 2011;5:217-222.
• [6] Bień JB, Malina G, Bień JD, Wolny L. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2004;39:939-949. DOI: 10.1081/ESE-120028404.
• [7] Vesilind PA, Erdinclerm A. Effect of cell disruption on compatibility of bio-logical sludge. Water Sci Technol. 2000;42:119-126.
• [8] Saktaywin W, Tsuno H, Nagare H, Soyama T, Weerapakkaroon J. Water Res. 2005;39:902-910. DOI: 10.1016/j.watres.2004.11.035.
• [9] Xue T, Huang X. Journal of Environmental Sci. 2007;19:1153-1158. DOI: 10.1016/S10010742(07)60188-0.
• [10] Jan TW, Adav SS, Lee DJ, Wu RM, Su A, Tay JH. Hydrogen fermentation and methane production from sludge with pretreatments. Energy Fuels. 2007;22:98-102.
• [11] Eigenbrod KD. Effects of cyclic freezing and thawing on volume changes and permeability's of soft fine-grained soils. Canadian geotechnical journal. 1996;33: 529-537.
• [12] Martel CJ. Dewaterability of freeze/thaw conditioned sludges. Journal Water Pollut. Control Fed. 1989;61: 237-241.
• [13] Chu CP, Feng WC, Chang BV, Chou C, Lee DJ. Reduction of microbial density level in wastewater activated sludge via freezing and thawing. Water Res. 1999;33:3532-3535.
• [14] Jean DS, Lee DJ, Chang CY. Advances Environmental Res. 2001 ;5:145-50. DOI: 10.1016/S 1093-0191(00)00052-6.
• [15] Vesilind PA, Wallinmaa S, Martel CJ. Canadian Journal of Civil Engineering. 1991;18:1078-1083. DOI: 10.1139/191-130.
• [16] Vesilind PA, Martel CJ. Journal of Environmental Engineering. 1990;116:854-862. DOI: 10.106l/(ASCE)0733-9372(1990)116:5(854).
• [17] Lee DJ, Hsu YH. Environmental Science Tech. 1994;28:1444-1449. DOI: 10.1021/es00057aO 11.
• [18] Hung WT, Chang IL, Lin WW, Lee DJ. Unidirectional freezing of waste activated sludge: effects of freezing speed. Environmental Science Tech. 1996;30:2391-2396.
• [19] Hung WT, Feng WH, Tsai IH, Lee DJ, Hong SG. Unidirectional freezing of waste activated sludge: radial freezing vs. vertical freezing. Water Res. 1997;31:2219-2228.
• [20] Chu CP, Feng WH, Tsai YH, Lee DJ. Environmental Science Tech. 1997;31:1512-1517. DOI: 35400006533971.0400.
• [21] Jean DS, Lee DJ. Colloids and Surfaces A. 1999;162:285-288. DOI: 10.1016/S0927-7757(99)00238-l.
• [22] Parker PJ, Collins AG. Water Res. 1999;33:2239-2246. DOI: 10.1016/S0043-1354(98)00449-7.
• [23] Kozłowski Z, Gutowski R. Chemia nieorganiczna dla techników chemicznych. Warszawa: Wyd Szkol i Pedag; 1996.
• [24] Cotton A, Wilkinson G, Gaus PL. Chemia nieorganiczna. Warszawa: PWN; 1995.
• [25] Bollag DH, Edelstein SJ. Protein Methods. New York: Wiley&Liss; 1992.
• [26] Libudzisz Z, Kowal K, Żakowska Z. Mikroorganizmy i środowiska ich występowania. Warszawa: PWN; 2007.
• [27] Clesceri LS, Eaton AD, Greenberg AE, Franson MA. Standard methods for the examination of water and wastewater : 19th edition supplement. Washington: American Public Health Association; 1996.
• [28] Wang Q, Kuninobu M, Kakimoto K, Ogawa H, Kato Y. Bioresource Technology. 1999;68:309-313. DOI: 10.1016/S0960-8524(98)00155-2.
• [29] Randall C. W., Ali Khan M. Z. and Stephens N. T. Waste activated sludge conditioning by direct slurry freezing. Water Res. 1975;9:917.
• [30] Hong S. G., Young J. D., Chen G. W., Chang I. L., Hung W. T. and Lee D. J. Freeze/thaw treatment on waste activated sludge: a FTIR spectroscopic study. J. Environ. Sci. Health A. 199530(8), 1717.
• [31] Zaia DAM, Verri JrAA, Zaia CTBV. Microchemical Journal. 2000;64:235-239. DOI: 10.1016/S0026-265X(00)00017-5.
• [32] Raunkjćr K, Hvitved-Jacobsen T, Nielsen PH. Measurement of pools of protein, carbohydrate and lipid in domestic wastewater. Water Res. 1994;2:251-262.
• [33] Muller J. Disintegration as key-stop in sewage sludge treatment. Water Sci Technol. 2000,41: 123-139.
• [34] Montusiewicz A, Lebiocka M, Rożej A, Zacharska E, Pawłowski L. Bioresource Technology. 2010,101:3466-3473. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.12.125.
• [35] Kai Hu, Jun-Qiu Jiang, Qing-Liang Zhao, Duu-Jong Lee, Kun Wang, Wei Qiu. Conditioning of wastewater sludge using freezing and thawing: Role of curing. Water Research. 2011;45:5969-597.