Ocena stopnia zanieczyszczenia wysuszonych osadów ściekowych oraz stałych produktów ich zgazowania metodą spektroskopii podczerwieni

• Autorzy: Dudziak M. , Werle S. , Grübel K.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/65500

Warianty tytułu

EN

Evaluation of contamination of dried sewage sludge and solid by-products of dried sewage sludge gasification by infrared spectroscopy method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bezpieczne i ekologiczne wykorzystanie osadów ściekowych np. jako nawozu wymaga informacji o ich zanieczyszczeniu. Dotyczy to również ubocznych produktów powstających podczas zgazowania wysuszonych osadów ściekowych tj. popiołów. Celem niniejszej pracy było przedstawienie spektroskopii podczerwieni (IR) jako sposobu oceny obecności zanieczyszczeń w wysuszonych osadach ściekowych oraz w popiołach. Do badań wykorzystane zostały dwa rodzaje wysuszonego osadu ściekowego tj. osad ściekowy pochodzący z czyszczalni ścieków działającej w systemie mechaniczno-biologicznym oraz osad ściekowy pobrany z mechaniczno-biologiczno-chemicznej oczyszczalni ścieków. Analizom poddano również popioły powstałe w trakcie zgazowania przedmiotowych osadów ściekowych, które było realizowane w reaktorze ze złożem stałym. Uzyskane wyniki analiz porównano do otrzymanych z wykorzystaniem najbardziej popularnej metody analitycznej tj. chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Analiza IR wykazała istotne różnice w stopniu zanieczyszczenia badanych wysuszonych osadów ściekowych jak i popiołów. Odnotowano wyraźne różnice w stopniu zanieczyszczenia pomiędzy porównywanymi wysuszonymi osadami ściekowymi. Określono również, że popioły ze zgazowania nie były zanieczyszczone przez wszystkie substancje organiczne zidentyfikowane pierwotnie w wysuszonych osadach ściekowych. Podobne wnioski wyciągnięto na podstawie analiz GC-MS. Uzyskane rezultaty prowadzą do stwierdzenia, że metodę spektroskopii podczerwieni można zastosować do wstępnej oceny stopnia zanieczyszczenia próbek przed analizą chromatograficzną np. w badaniach przesiewowych.

EN

Safe and ecological treatment of sewage sludge eg. as a fertilizer, requires information about their contamination. This also applies to by-products (ashes) formed during the gasification of the dried sewage sludge. The aim of this study was to present infrared spectroscopy (IR) as a way of assessing the presence of contaminants in the dried sewage sludge and ashes. Two types of sewage sludge were used in the study. The sludge came from a wastewater treatment plant operating in mechanical-biological system and sewage sludge taken from the mechanical-biological-chemical wastewater treatment plant. Ash formed during the fixed bed gasification process of sewage sludge was also analyzed. The results of the analysis were compared to the results obtained using the most popular method of analysis – gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). IR analysis showed significant differences in the degree of contamination of analyzed dried sewage sludge and ashes. There Significant differences in the degree of contamination between compared dried sewage have also been noted. It was also determined that the ashes from gasification were not contaminated with all of the organic substances originally identified in the dried sewage sludge. Similar conclusions were drawn based on the GC-MS analysis. The results lead to a conclusion that the infrared spectroscopy method can be used as a preliminary assessment of the degree of contamination of the samples prior to chromatographic analysis, eg. in screening studies.

Słowa kluczowe

PL

wysuszone osady ściekowe; popioły ze zgazowania; analiza spektroskopii w podczerwieni

EN

dried sewage sludge; ash; infrared spectroscopic analysis

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 50
• Strony: 195--200
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Dudziak M.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Werle S.

• Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska w Gliwicach, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Grübel K.

• Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii Materiałów, Budownictwa i Środowiska, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

Bibliografia

• 1. Berset J.D., Holzer R. 1999. Quantitative determination of polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in sewage sludges using supercritical fluid extraction and mass spectrometric detection. Journal of Chromatography A, 852(2), 545–558.
• 2. Dichtl N., Rogge S., Bauerfeld K. 2007. Novel strategies in sewage sludge treatment. Clean-Soil, Air, Water, 35(5), 473–479.
• 3. Dudziak M., Werle S. 2016. Studies on the adsorption of phenol on dried sewage sludge and solid gasification by-products, Desalination and Water Treatment, 57(3), 1067–1074.
• 4. Leonard A. 2011. Management of wastewater sludge’s: a hot topic at the European level, Journal Residues Science Technology, 8(2), 38–43.
• 5. Morris M.D. (ed.) 1993. Microscopic and spectroscopic imaging of the chemical state, Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, Hong-Kong.
• 6. Werle S. 2014. Impact of feedstock properties and operating conditions on sewage sludge gasification in a fixed bed gasifier, Waste Management Research, 32(10), 954–960.
• 7. Werle S., Dudziak M. 2014a. Analysis of organic and inorganic contaminants in dried sewage sludge and by-products of dried sewage sludge gasification. Energies, 7(1), 462–476.
• 8. Werle S., Dudziak M. 2014b. Chemical analysis of quality of the dried sewage sludge and solid waste-products after gasification process, Ecological Chemistry and Engineering A, 21(1), 99–108.
• 9. Zieliński W., Rajca A. (ed.) 2000. Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, WNT, Warszawa.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)