Możliwości bioługowania Cr, Cu, Ni, Zn ze ścieków z instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów

• Autorzy: Kamizela Tomasz , Kowalczyk Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2022.10.10

Warianty tytułu

EN

Possibilities of Cr, Cu, Ni, Zn bioleaching from wastewater from mechanical and biological waste treatment installations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie możliwości zastosowania bakterii bioługujących w solubilizacji metali ciężkich ze ścieków powstających w instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów. Ocenę efektywności bioługowania oparto na podstawie monitoringu pH, potencjału redox oraz stężeń chromu, miedzi, niklu oraz cynku. Proces uwalniania metali do formy rozpuszczonej był procesem selektywnym zależnym od charakterystyki pobranych ścieków oraz czasu procesu. Ponadto, w kolejności, zakwaszenie ścieków, zaszczepienie mikroorganizmami oraz dodatek siarki jako substratu energetycznego były czynnikami wpływającymi na efektywność bioługowania. Zastosowanie najkorzystniejszych warunków procesowych umożliwiło solubilizację metali w zakresie 70 - 95%. Zastosowanie procesu bioługowania w przetwarzaniu ścieków jest ograniczone z uwagi na zmienne efekty procesowe. Problematyka przetwarzania tego typu ścieków przez bioługowanie wydaje się nadal perspektywiczna, tym bardziej, że uzyskana biomasa może stanowić wartość dodaną technologii przetwarzania jako produkt nawozowy.

EN

The aim of the research was to determine the possibility of using bioleaching bacteria in the solubilization of heavy metals from wastewater generated in the installation of mechanical and biological waste treatment. The evaluation of the effectiveness of bioleaching was based on the monitoring of pH, redox potential and the concentrations of chromium, copper, nickel and zinc. The process of metal release to a dissolved form was a selective process depending on the characteristics of the collected wastewater and the process time. Moreover, in order, acidification of the wastewater, inoculation with microorganisms and the addition of sulfur as an energy substrate were the factors influencing the efficiency of bioleaching. The use of the most favorable process conditions enabled the solubilization of metals in the range of 70 - 95%. The use of the bioleaching process in wastewater treatment was limited due to variable process effects. The issue of processing this type of wastewater by bioleaching still seems to be prospective, the more so that the obtained biomass may constitute an added value of the processing technology as a fertilizer product.

Słowa kluczowe

PL

bioługowanie; ścieki; mechaniczno–biologiczne przetwarzanie odpadów

EN

bioleaching; wastewater; mechanical–biological treatment of waste

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 10
• Strony: 68--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kamizela Tomasz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0001-8756-0382

autor

Kowalczyk Mariusz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0003-0766-0151

Bibliografia

• [1] Jędrczak A., Suchowska-Kisielewicz M.: A Comparison of Waste Stability Indices for Mechanical-Biological Waste Treatment and Composting Plants. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2018, 15, 2585. doi.org/10.3390/ijerph15112585
• [2] Keyikoglu R., Karatas O., Rezania H., Kobya M., Vatanpour V., Khataee A.: A review on treatment of membrane concentrates generated from landfill leachate treatment processes. Separation and Purification Technology, 2021, 259, 118182. doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118182
• [3] Vaverková M.D., Elbl J., Koda E., Adamcová D., Bilgin A., Lukas V., Podlasek A., Kintl A., Wdowska M., Brtnický M., Zloch J.: Chemical Composition and Hazardous Effects of Leachate from the Active Municipal Solid Waste Landfill Surrounded by Farmlands. Sustainability, 2020, 12, 4531. doi.org/10.3390/su12114531
• [4] Wdowczyk A., Szymańska-Pulikowska A.: Differences in the Composition of Leachate from Active and Non-Operational Municipal Waste Landfills in Poland. Water, 2020, 12, 3129. doi.org/10.3390/w12113129
• [5] Robinson H.D., Knox K., Bone B.D., Picken A.: Leachate quality from landfilled MBT waste. Waste Management, 2005, 25, 383-391, doi.org/10.1016/j.wasman.2005.02.003
• [6] Smol M., Włodarczyk-Makuła M., Skowron-Grabowska B.: PAHs removal from municipal landfill leachate using an integrated membrane system in aspect of legal regulations. Desalination and Water Treatment, 2017, 69, 335-343, doi.org/10.5004/dwt.2017.20241
• [7] Mahtab M.S., Islam D.T., Farooqi I. H.: Optimization of the process variables for landfill leachate treatment using Fenton based advanced oxidation technique. Engineering Science and Technology, an International Journal, 2021, 24, 2, 428-435, doi.org/10.1016/j.jestch.2020.08.013
• [8] Mojiri A.: Review on Membrane Bioreactor, Ion Exchange and adsorption Methods for Landfill Leachate Treatment. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2011, 5(12), 1365-1370.
• [9] Grosser A., Jelonek P., Neczaj E.: Trendy w oczyszczaniu odcieków składowiskowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska 5, 2015, 95-124.
• [10] Torretta V., Ferronato N., Katsoyiannis I.A., Tolkou A.K., Airoldi M.: Novel and Conventional Technologies for Landfill Leachates Treatment: A Review. Sustainability, 2017, 9, 9; doi.org/10.3390/su9010009.
• [11] Molleda A., Lopez A., Cuartas M., Lobo A.: Release of pollutants in MBT landfills: Laboratory versus field. Chemosphere, 2020, 249, 126145, doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126145
• [12] SpinaF., Tigini V., Romagnolo A., Varese G.C.: Bioremediation of Landfill Leachate with Fungi: Autochthonous vs. Allochthonous Strains. Life 2018, 8, 27. doi.org/10.3390/life8030027.
• [13] Banch T.J.H., Hanafiah M.M., Alkarkhi A.F.M., Amr S.S.A., Nizam N.U.M.: Evaluation of Different Treatment Processes for Landfill Leachate Using Low-Cost Agro-Industrial Materials. Processes, 2020, 8, 111. doi.org/10.3390/pr8010111.
• [14] Jagaba A.H., S.R.M. Kutty, Lawal I.M., Abu-bakar S., Hassan I., Zubairu I., Umaru I., Abdurrasheed A.S., Adam A.A., Ghaleb A.A.S., Almahbashi N.M.Y., Al-dhawi B.N.S., Noor A.: Sequencing batch reactor technology for landfill leachate treatment: A state-of-the-art review. Journal of Environmental Management, 2021, 282, 111946. doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.111946.
• [15] Silva A.L.P., Prata J.C., Duarte A.C., Soares A.M.V.M., Barcelo D., Rocha-Santos T.: Micro-plastics in landfill leachates: The need for reconnaissance studies and remediation technologies. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 2021, 3, 100072. doi.org/10.1016/j.cscee.2020.100072.
• [16] Q. Li, C. Wang, B. Li, C. Sun, F. Deng, C. Song, S. Wang, Isolation of Thiobacillus spp. and its application in the removal of heavy metals from activated sludge, Afr. J. Biotechnol., 2012, 11 (97), 16336-16341.
• [17] Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 12 lipca 2019 r. w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych, Dz.U. 2019 poz. 1311
• [18] Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 28 września 2016 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Budownictwa w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych, Dz.U. 2016 poz. 1757
• [19] Liu, H.H., Sang, SX.: Study on the law of heavy metal leaching in municipal solid waste landfill. Environmental Monitoring and Assesssment, 2010, 165, 349-363. doi.org/10.1007/s10661-009-0951-4.
• [20] Pacholewska M.: Microbial leaching of blende flotation concentrate using Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 2003, 37, 57-68.
• [21] Ojumu T.V., Geoffrey J.P., Hansford S.: The effect of dissolved cation on microbial ferrous-iron oxidation by Leptospirillum ferriphilium in continuous culture. Hydrometallurgy 2008, 94, 1-4, 69-76. doi.org/10.1016/j.hydromet.2008.05.047
• [22] He P.J., Xiao Z., Shao L.M., Yu J.Y., Lee D.J.: In situ distribution and charactersistics of heavy metals in full-scale landfill layers. Journal of Hazardous Materials, 2006, 137, 3, 1385-1394. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.04.033
• [23] Kurniwian T.A., Lo W.H., Chan G.Y.S.: Physico-chemical treatments for removal of recalcitrant contaminants from landfill leachate. Journal of Hazardous Materials, 2006, 129, 80-100. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.08.010
• [24] Rastegar S.O., Mousavi S.M., Shojaosadati S.A.,. Mamoory R.S.: Bioleaching of V, Ni, and Cu from residual produced in oil fired furnaces using Acidithiobacillus Ferrooxidans. Hydrometallurgy, 2015, 157, 50-59. doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.07.006

Uwagi

1. Badania naukowe zostały sfinansowane z subwencji statutowej Wydziału Infrastruktury i Środowiska Politechniki Częstochowskiej. BS/PB-400-301/22.

2. Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)