Co-digestion of Sewage Sludge and Organic Fraction of Municipal Solid Waste in the Aspect of Heavy Metals Content

• Autorzy: Lebiocka M. , Montusiewicz A. , Depta M.

Warianty tytułu

PL

Współfermentacja osadów ściekowych i organicznej frakcji odpadów komunalnych w zakresie stężeń metali ciężkich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań była analiza wpływu zanieczyszczeń pochodzących z organicznej frakcji odpadów komunalnych dodawanych jako kosubstrat do procesu biometanizacji mieszanych osadów ściekowych na stężenia metali ciężkich w osadzie przefermentowanym. Eksperyment obejmował badania modelowe fermentacji mezofilowej (w temperaturze 35ºC) osadów pochodzących z systemu gospodarki osadowej miejskiej oczyszczalni ścieków w Puławach, mieszanych objętościowo w odpowiednich proporcjach z frakcją organiczną odpadów komunalnych przygotowanych i rozpulpionych w odcieku zgodnie z niemiecką technologią BTA. Osad poddawany fermentacji w reaktorze kontrolnym stanowił mieszaninę zagęszczonego grawitacyjnie osadu wstępnego oraz zagęszczonego mechanicznie osadu nadmiernego, przy czym udziały objętościowe poszczególnych osadów wynosiły odpowiednio 60:40. Badania prowadzono w dwóch etapach, z zastosowaniem dwóch różnych dawek frakcji organicznej (osad:frakcja 75:25 i 70:30 obj.). Stężenia metali określano w mieszaninie zasilającej reaktor oraz w osadzie przefermentowanym. Badano stężenia następujących metali: Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn. W celu określenia wpływu środowiskowego osadów przefermentowanych określano zmienność ich zawartości przed i po procesie współfermentacji. Otrzymane wyniki wskazują, że zawartość metali w mieszaninie zasilającej reaktor w fazach współfermentacji były na podobnym poziomie lub nieznacznie niższe niż w przypadku fermentacji samych osadów ściekowych. Wzrost zawartości metali ciężkich w przeliczeniu na suchą masę w pofermencie wynikał z mniejszej zawartości materii organicznej w fazach, gdy prowadzono proces współfermentacji. Wzrost zawartości metali w pofermencie nie był proporcjonalny do ich zawartości w mieszaninie zasilającej reaktor. Proces współfermentacji powodował, iż zawartość metali ciężkich w osadzie przefermentowanym była wyższa, oznaczać to może, że dodatek organicznej frakcji odpadów komunalnych może mieć wpływ na jakość pofermentu. Dodatkowo, w przyszłości powinny zostać wykonane badania uwzględniające specjację metali.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; organic fraction of municipal solid waste; co-digestion; heavy metals

PL

osad ściekowy; organiczna frakcja odpadów komunalnych; współfermentacja; metale

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 2
• Strony: 555--566
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Lebiocka M.

• Lublin University of Technology

autor

Montusiewicz A.

• Lublin University of Technology

autor

Depta M.

• Lublin University of Technology

Bibliografia

• 1. Abdel-Shafy, H.I., Mansour, MS. (2014). Biogas production as affected by heavy metals in the anaerobic digestion of sludge. Egyptian Journal of Petroleum, 23(4), 409-417.
• 2. Alvarez, E.A., Mochón, M.C., Jiménez Sánchez, J.C., & Terner Rodrígez, M. (2002). Heavy metal extractable forms in sludge from wastewater treatment plants. Chemosphere, 47(7), 765-775.
• 3. Bożym, M., Florczak, I., Zdanowska, P., Wojdalski, J., Klimkiewicz, M., (2015). An analysis of metal concentrations in food wastes for biogas production. Renewable Energy, 77, 467-472.
• 4. Chen, Y., Cheng, J. J., & Creamer, K. S. (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology, 99, 4044-4064.
• 5. Chipasa, B.K. (2003). Accumulation and fate of selected heavy metals in a biological wastewater systems. Waste Management, 23, 135-143.
• 6. Czechowska-Kosacka, A., Cao, Y., Pawłowski, A. (2015). Criteria for sustainable disposal of sewage sludge. Annual Set the Environment Protection, 17, 337-350.
• 7. Czekala, J., Jakubus, M., Mocek, A. (2002). Selected properties of sewage sludge from sewage treatment plants in Wielkopolska. Part III. Heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons. Acta Agrophysica 70, 91-98.
• 8. Dong, B., Liu, X., Dai, L. & Dai, X. (2013). Changes of heavy metal speciationduring high-solid digestion of sewage sludge. Bioresource Technology, 131, 152-158.
• 9. Grasmung, M., Roch, A., Braun, R., Wellacher, M. (2003). Anaerobic codigestion of pretreated organic fraction of municipal solid waste with municipal sewage under mesophilic and thermophilic conditions. Engineering and Protection of Environment, 6(3-4), 267-273.
• 10. Hartmann, H., Ahring, B. (2005). Anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste: Influence of co-digestion with manure. Water Research, 39, 1543-1552.
• 11. Karvelas, M., Katsoyiannis, A., Samara, C. (2003). Occurrence and fate of heavy metals in the wastewater treatment process. Chemosphere 53, 1201-1210.
• 12. Krupp, M., Schubert, J., Widmann, R. (2005). Feasibility study for co-digestion of sewage sludge with OFMSW on two wastewater treatment plants in Germany. Waste Management, 25(4), 393-399.
• 13. Lebiocka, M., Piotrowicz, A. (2012). Co-digestion of sewage sludge and organic fraction of municipal solid waste. A comparison between laboratory and technical scales. Environment Protection Engineering, 38(4), 157-162.
• 14. Mudhoo, A., Kumar, S. (2013). Effects of heavy metals as stress factors on anaerobic digestion processes and biogas production from biomass. International Journal of Environmental Science Technology, 10, 1383-1398.
• 15. Obarska-Pempkowiak, H., & Gajewska, M. (2008). Influence of sludge treatment process on heavy metal speciation. Management of Pollutant Emission from Landfills and Sludge Pawłowska & Pawłowski (eds), 141-148. London: Taylor & Francis Group.
• 16. Sosnowski, P. and Wieczorek, A. et al. (2003). Anaerobic co-digestion of sewage sludge and organic fraction of municipal solid wastes. Advances in Environmental Research, 7(3), 609-616.
• 17. Yue, Z.-B., Yu, A.-Q., Wang, Z.-L., (2007). Anaerobic digestion of cattail with rumen culture in the presence of heavy metals. Bioresource Technology, 98, 781-786.
• 18. Zupančič, G.D., Uranjek-Ževart, N., Roš, M., (2008). Full-scale anaerobic codigestion of organic waste and municipal sludge. Biomass and Bioenergy, 32(2), 162-167.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.