Wykorzystanie przefermentowanych osadów ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków w procesie unieszkodliwiania odpadów wiertniczych

• Autorzy: Kujawska J. , Pawłowska M. , Czechowska-Kosacka A. , Cel W.

Warianty tytułu

EN

Application of anaerobically digested municipal sewage sludge in drill cuttings utilization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Osady ściekowe ze względu na wysokie stężenia pierwiastków biogennych oraz obecność substancji humusowych stanowią cenny substrat, który może znaleźć zastosowanie w rekultywacji składowisk odpadów wiertniczych lub tworzeniu materiałów, bazujących na tych odpadach, mogących znaleźć zastosowanie w rekultywacji terenów zdegradowanych. W trakcie wiercenia otworów poszukiwawczych złóż paliw kopalnych powstają duże ilości odpadów, składających się w głównej mierze z płuczek i urobku skalnego. Wynoszony na powierzchnię urobek zbudowany jest przede wszystkim z minerałów typowych dla fazy stałej gleb mineralnych, co wskazuje na jego przydatność do wykorzystania przyrodniczego. Jednak obecność niektórych składników płuczek lub wód złożowych może stanowić czynnik limitujący tego typu zastosowania fazy stałej, wydzielonej ze zużytych płuczek wiertniczych. W pracy przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości fizycznych i chemicznych mieszanin mineralno-organicznych, uzyskanych w efekcie połączenia, w różnych proporcjach, fazy stałej wydzielonej ze zużytych płuczek wiertniczych (zwiercin) z przefermentowanymi osadami ściekowymi z oczyszczalni ścieków komunalnych i piaskiem, stanowiącym materiał poprawiający strukturę. Analizie poddano parametry fizyczne oraz chemiczne uzyskanych mieszanin, istotne z punktu widzenia możliwości ich przyrodniczego wykorzystania, takie jak: wilgotność, porowatość, zawartość Corg. i Nog oraz wymywalność wybranych metali i chlorków z fazy stałej. Badano również ekotoksyczność wyciągów wodnych uzyskanych z wytworzonych mieszanin mineralno-organicznych za pomocą testu Daphtoxkit F magna.

EN

Due to the high concentration of nutrients and humic substances sewage sludge is a valuable substrate that can be used in a reclamation of drill cuttings landfills or in a formation of the soil-like materials, that are created on the base on this waste. Drill cuttings are the waste separated from the spent drilling fluids, generated during the processes of fossil fuels exploration. The main components of drill cuttings are minerals, typical for the solid phase of mineral soils. This argues for their use in land reclamation. However, the presence of some components derived from drilling fluids or formation water may be a limiting factors for this type of drill cuttings application. The results of the examination of selected physical and chemical properties of mineral-organic materials, obtained by the mixing the drill cuttings separated from spent polymer drilling fluids, digested sewage sludge from municipal wastewater treatment plant, and sand, are presented in the paper. The sand was use as a structural component for improving the water-air conditions of prepared materials. The parameters, such as moisture content, porosity, organic carbon and Kjeldahl nitrogen content, pH value, hydrolytic acidity, and cation exchange capacity, that are relevant to assess the possibility of the use of the materials in land applications, were analyzed. Additionaly, the elution of heavy metals and chlorides from the solid phase to water solution, and ecotoxicity of water extracts by the standard test Daphtoxkit F™ were examined.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; odpady wiertnicze; unieszkodliwianie odpadów; wykorzystanie przyrodnicze; metale ciężkie; chlorki; ekotoksyczność

EN

sewage sludge; drillings; waste utilization; ecotoxicity

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, nr 4
• Strony: 583--595
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Kujawska J.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

autor

Pawłowska M.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

autor

Czechowska-Kosacka A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

autor

Cel W.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Bień J., Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych metodami termicznymi, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, 15, 4, 439-450.
• [2] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 10.07.2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych, DzU z 2010, Nr 137, poz. 924.
• [3] Stańczyk-Mazanek E., Piątek M., Kępa U., Wpływ następczy osadów ściekowych stosowanych na glebach piaszczystych na właściwości kompleksu sorpcyjnego, Annual Set The Environment Protection, Rocznik Ochrona Środowiska 2013, 15, 2437-2451.
• [4] Méndez A., Gómez A., Paz-Ferreiro J., Gascó G., Effects of sewage sludge biochar on plant metal availability after application to a Mediterranean soil, Chemosphere 2012, 89, 1354-1359.
• [5] Singh R.P., Agrawal M., Potential benefits and risks of land application of sewage sludge, Waste Management 2008, 28, 347-358.
• [6] Siemek J., Nagy S., Siemek P., Challenges for sustainable development: The case of shale gas exploitation in Poland, Problemy Ekorozwoju - Problems of Sustainable Development 2013, 8, 1, 91-104.
• [7] Kronenberg J., Shale gas extraction in Poland in the context of sustainable development, Problemy Ekorozwoju - Problems of Sustainable Development 2014, 9, 2, 113-120.
• [8] Macuda J., Środowiskowe aspekty produkcji gazu ziemnego z niekonwencjonalnych złóż, Przegląd Geologiczny 2010, 58, 3, 266-270.
• [9] Abbe E.O., Grimes M.S., Fowler D.G., Boccaccini R.A., Novel sintered glass-ceramics from vertified oil well drill cuttings, Journal Material Science 2009, 60.
• [10] Montusiewicz A., Lebiocka M., Szaja A., Variability of nutrients in co-digestion of sewage sludge and old landfill leachate, [in:] Environmental Engineering IV, Pawłowski A., Dudzińska M.R. & Pawłowski L. (eds), CRS Press, Taylor & Francis Group, London 2013, 225-230.
• [11] LKSM Kopalnia w Gołębiu, oficjalna strona firmy Lubelskie Kopalnie Surowów Mineralnych Sp. z o.o. (http://www.lksm.pl/golab.htm).
• [12] Dobrzański H., Zawadzki S., Gleboznawstwo, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1995.
• [13] Sowiński P., Smólczynski S., Orzechowski M., Wpływ rolniczego użytkowania na właściwosci fizyczno-wodne gleb w katenie moreny dennej Pojezierza Mazurskiego, Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska Lublin-Polonia, 2004, vol. LIX, Nr 3 Sectio E 59, 3, 1057-1064.
• [14] Myślińska E., Laboratoryjne badania gruntów i gleb, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2010.
• [15] Becher M., Kalembasa D., Charakterystyka i zmiany jakościowe materii organicznej gleb w wyniku zalewu wodą w doświadczeniu lizymetrycznym, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 2008, 8, 2a(23), 5-12.
• [16] Siebielec G., Smreczak B., Klimkowicz-Pawlas A., Maliszewska-Kordybach B., Terelak H., Koza P., Hryńczuk B., Łysiak M., Miturski T., Gałązka R., Suszek B., Monitoring chemizmu gleb ornych w Polsce w latach 2010-2012, IUNG, Puławy 2012.
• [17] Joźwiak M., Kozłowski R., Sykała E., Przestrzenny rozkład węgla i azotu w poziomie mineralnym gleb (0-10 cm) w centralnej części Gór Świętokrzyskich, Rocznik Świętokrzyski, Ser. B - Nauki Przyrodnicze 2009, 30, 29-37.
• [18] Jezierska-Tys S., Frąc M., Badania nad wpływem osadu z oczyszczalni ścieków mleczarskich na aktywność mikrobiologiczną i biochemiczną gleby, Rozprawy i Monografie nr 160, Acta Agrophysica 2008.
• [19] Biernacka E., Małuszyńska I., Małuszyński M.J., Zawartość ołowiu w wierzchniej warstwie gleb z wybranych rejonów Polski o różnym stopniu antropopresji, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 2007, 38, 7-12.
• [20] Filipek T., Chwil S., Domańska J., Kaczor S., Kozłowska-Stawska J., Chemia rolna: podstawy teoretyczne i analityczne, Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Lublin 2006.
• [21] Ahnert B., Schultz J., The Ecozones of the World: The Ecological Divisions of the Geosphere, Springer Science & Business Media, 2005.
• [22] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r., w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, DzU Nr 137, poz. 984 z późniejszymi zmianami.