Is Sludge Water Diluate Stream from Electrodialysis Suitable for Agricultural Purposes?

• Autorzy: Cervenkova Michaela , Calabkova Katrin

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-01-14

Warianty tytułu

PL

Czy strumień rozrzedzonej cieczy znad elektrodializy nadaje się do celów rolniczych?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sludge water, a product of drainage of primary and activated sludge from the municipal wastewater treatment process, is rich in nutrients, particularly nitrogen and phosphorus. Nitrogen and phosphorus are inorganic biogenic substances suitable for plant nutrition. Sludge water can be treated via electrodialysis. This process leads to two products, one is a diluate stream (solution less concentrated than the input, contains some nutrients) and the other is concentrate stream (solution in which nutrients are concentrated against the input). There is abundant research in nitrogen and phosphorus recovery from the concentrate stream, for example in the form of struvite used for fertilizing. However, little attention has been paid to the huge volumes of diluate stream. The diluate stream can be used in agriculture as water suitable for irrigation, where the bonus of this product is a partial fertilizing capacity. This way, wastewater can be used for irrigation and fertilizing having subjected the wastewater to agrochemical analyses. An important condition for the use of sludge water or diluate stream for irrigation is the absence of heavy metals and toxic substances. Still, if the water contains heavy metals, they can be removed with a relatively high success, for example by precipitation. Using wastewaster as water for agricultural purposes for irrigation is one of the new options to find new secondary sources of water. This theme is highly topical as it is important to reduce the consumption of quality water resources. These must primarily serve for drinking purposes, and therefore it is necessary to search for alternative water resources.

PL

Woda ze szlamów, produkt drenażu osadu pierwotnego i aktywnego z procesu oczyszczania ścieków komunalnych, jest bogata w składniki odżywcze, w szczególności azot i fosfor. Azot i fosfor to nieorganiczne substancje biogenne nadające się do żywienia roślin. Woda szlamowa może być oczyszczana przez elektrodializę. Proces ten prowadzi do powstania dwóch produktów, jeden to strumień rozcieńczony (roztwór mniej skoncentrowany niż wsad, zawiera pewne składniki odżywcze), a drugi to strumień skoncentrowany (roztwór, w którym składniki odżywcze są skoncentrowane). Istnieje wiele badań nad odzyskiwaniem azotu i fosforu ze strumienia koncentratu, na przykład w postaci struwitu (fosforan magnezowo-amonowy) używanego do nawożenia. Jednak niewiele uwagi poświęcono ogromnym ilościom strumienia rozcieńczalnika. Strumień rozcieńczony może być wykorzystywany w rolnictwie jako woda do nawadniania, gdzie wartością dodaną tego produktu jest częściowa zdolność nawożenia. W ten sposób ścieki można wykorzystać do nawadniania i nawożenia, poddając ścieki analizom agrochemicznym. Ważnym warunkiem stosowania wody z szlamu lub strumienia rozcieńczonego do nawadniania jest brak metali ciężkich i substancji toksycznych. Jeśli woda zawiera metale ciężkie, można je usunąć ze stosunkowo dobrym powodzeniem, na przykład przez strącanie. Wykorzystanie wody odpadowej do celów rolniczych do nawadniania jest jedną z nowych opcji w poszukiwaniu nowych wtórnych źródeł wody. Temat ten jest bardzo aktualny, ponieważ ważne jest zmniejszenie zużycia wysokiej jakości zasobów wodnych. Woda czysta musi służyć do picia, dlatego konieczne jest poszukiwanie alternatywnych zasobów wody do celów rolnych.

Słowa kluczowe

EN

sludge water; wastewater treatment; electrodialysis; irrigation water

PL

woda nadosadowa; oczyszczanie ścieków; elektrodializa; woda do nawadniania

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1
• Strony: 79--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab.

Twórcy

autor

Cervenkova Michaela

• VSB-Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Calabkova Katrin

• VSB-Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. listopadu Str. 15, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. AKOTO, Osei, Divine ADDO, Elvis BAIDOO, Eric A. AGYAPONG, Joseph APAU a Bernard FEI-BAFFOE. Heavy metal accumulation in untreated wastewater-irrigated soil and lettuce (Lactuca sativa). Environmental Earth Sciences [online]. 2015, vol. 74, 6193-6198 [cit. 2018-05-10]. Available at: <https://link.springer.com/article/10.1007% 2Fs12665-015-4640-z>.
• 2. BALKHAIR, Khaled S., Muhammad Aqeel ASHRAF a Robbin Cole GOODMAN. Field accumulation risks of heavy metals in soil and vegetable crop irrigated with sewage water in western region of Saudi Arabia. Saudi Journal of Biological Sciences [online]. 2016, vol. 23, S32-S44 [cit. 2018-05-10]. Available at: <https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S1319562X15002181?via%3Dihub>.
• 3. BARLA, Anil, Anamika SHRIVASTAVA, Arnab MAJUMDAR, Munish Kumar UPADHYAY a Sutapa BOSE. Heavy metal dispersion in water saturated and water unsaturated soil of Bengal delta region, India. Chemisphere [online]. 2017, vol. 168, 807-816 [cit. 2018-05-10]. [online]. [cit. 2018-05-23]. Available at: <https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0045653516315235?via%3Dihub>.
• 4. ČSN 75 7143. Jakost vod. Jakost vody pro závlahu. [Water quality. Water quality for irrigation]. Praha, Vydavatelství norem, 1991.; Změna Z1, 2009.
• 5. GOODMAN, Nigel B., Russell J. TAYLOR, Zongli XIE, Yesim GOZUKARA a Allan CLEMENTS. A feasibility study of municipal wastewater desalination using electrodialysis reversal to provide recycled water for horticultural irrigation. Desalination [online]. 2013, vol. 317, 77-83 [cit. 2018-05-10]. Available at: <https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0011916413000738?via%3Dihub>.
• 6. MemBrain. Electrodialysis. [online]. Stráž pod Ralskem: MemBrain s.r.o. [cit. 2018-05-10]. Available at: < https:// www.membrain.cz/en/electrodialysis.html>.
• 7. MENG, Weiqing, Zuwei WANG, Beibei HU, Hongyuan LI a Robbin Cole GOODMAN. Heavy metals in soil and plants after long-term sewage irrigation at Tianjin China: A case study assessment. Agricultural Water Management [online]. 2016, vol. 171, 153-161 [cit. 2018-05-10]. Available at: <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S037837741630097X?via%3Dihub>.
• 8. NUNES, Suzana Pereira a Klaus-Viktor PEINEMANN, ed. Membrane technology in the chemical industry. 2nd ed., rev. and extended ed. Weinheim: Wiley-VCH, c2006. ISBN 3-527-31316-8.
• 9. PALATÝ, Zdeněk, ed. Membránové procesy. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2012. ISBN 978- 80-7080-808-5.
• 10. RAY, Prasenjit, Siba Prasad DATTA a Brahma S. DWIVEDI. Long-term irrigation with zinc smelter effluent affects important soil properties and heavy metal content in food crops and soil in Rajasthan, India. Soil science and plant nutrition [online], 2017, vol. 63, 628-637 [cit. 2018-05-10]. Available at: <https://www.tandfonline.com/doi/ abs/10.1080/00380768.2017.1404424?journalCode=tssp20>.
• 11. Výživa rostlin. Mendelova univerzita v Brně [online]. Brno, 2009 [cit. 2018-05-10]. Available at: <http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/vyziva_rostlin/html/>.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).