Rozproszone i zawieszone formy wybranych metali ciężkich (Pb, Cd, Zn i Cu) w ciągu technologicznym oczyszczalni w Gdańsku

• Autorzy: Butajło W. , Obarska-Pempkowiak H. , Walkusz J.

Warianty tytułu

EN

Dissolved and suspended forms of selected heavy metals (Pb, Cd, Zn and Cu) in the technological course of sewage treatment in WWTP in Gdańsk

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prowadzono pomiary podziału metali ciężkich (Zn, Cu, Pb i Cd) pomiędzy ścieki, osady ściekowe i wody odciekowe w mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków. Obiektem badań była oczyszczalnia "Wschód" w Gdańsku. Proces technologiczny oczyszczania ścieków realizowano w systemie MUCT (Modification University of Cape Town). Modyfikacja systemu UCT polegała m.in. na dodatkowym wyposażeniu reaktora biologicznego w komorę umożliwiającą odtlenienie ścieków recyrkulowanych z komory nitryfikacji do komory denitryfikacji. Część biologiczna umożliwia usuwanie zarówno substancji organicznej, jak i związków biogenicznych (azotu i fosforu). Powstające osady ściekowe (osad wstępny i nadmierny) są poddawane procesowi fermentacji mezofilowej. Ostatnim etapem przeróbki osadów jest ich mechaniczne odwadnianie. Próby ścieków były zbierane w następujących miejscach oczyszczalni (na początku -ścieki surowe oraz po mechanicznym i biologicznym stopniu oczyszczania). Próby wód odciekowych były również zbierane po zagęszczaniu osadów oraz po ich mechanicznym odwadnianiu. Były badane następujące osady ściekowe: wstępne, nadmierne, osady zagęszczone po prasach Kleina, po fermentacji, a także po wirówkach Noxon. Z wybranych punktów poboru próby były pobierane z częstotliwością dwa razy w miesiącu, w ciągu 6 miesięcy w latach 2000-2001. Dopływające ścieki charakteryzowały się następującymi ładunkami analizowanych metali ciężkich: Zn - 27,7 kg/d, Cu - 5,4 kg/d, Pb - 1,3 kg/d i Cd - 0,4 kg/d. Na podstawie bilansu ładunków metali ciężkich wykazano, że 87,0% Zn i 83,0% Cu ulegała zatrzymaniu w osadach ściekowych. Natomiast Pb i Cd były odprowadzane z oczyszczanymi ściekami do Zatoki Gdańskiej. Spośród analizowanych osadów - osady mechanicznie odwodnione stanowiące mieszaninę osadów wstępnych i nadmiernych charakteryzowały się najwyższą zawartością metali ciężkich wynoszącą: Zn - 780,4 mg/kg s.m., Cu -144,6 mg/kg s.m., Pb - 5,4 mg/kg s.m. i Cd - 2,4 mg/kg s.m. Porównując uzyskane wyniki z obowiązującymi w Polsce wartościami dopuszczalnymi stwierdzono, że mechaniczne odwodnione osady przefermentowane mogą być wykorzystywane rolniczo w odniesieniu do analizowanych pierwiastków.

EN

Measurements of heavy metals contents (Cu, Zn, Pb, Cd) were carried out in liquid and solid fractions of sewage and sewage sludge after stabilization as well as dewatering. Investigation was carried out in municipal WWTP ,,Wschód" in Gdańsk. The flow of sewage was equal to 88 000 m3/day. The treatment consists of two stages: the first stage - mechanical (4 screens, 2 sandtraps, 4 primary settling tanks) and the second stage - advanced biological MUCT system (6 reactors - each incorporating the following chambers: dephosphatation, pre-denitrification, denitrification and nitrification followed by 2 secondary settling tanks) modified by the introduction of an additional chamber which secures dioxidation of sewage recirculated between nitrification and denitrification chambers. Sewage sludge (primary and secondary) is stabilized by fermentation. The last step of sludge utilization is mechanical dewatering. Samples of sewage were collected at the following points of WWTP: at the beginning - raw sewage as well as sewage after mechanical and sewage after biological treatments. Samples of reject waters: after thickening processes and after mechanical dewatering were collected too. The following sewage sludges were tested: primary, secondary, thickened after the Klein press, after processes of fermentation and after centrifuges of Noxon. In the sampling points samples were collected with the frequency of twice per month for the period of 6 months during 2000-2001. Inflowing sewage carried the following loads of heavy metals: Zn - 27.7 kg/day, Cu -5.4 kg/day, Pb - 1.3 kg/day and Cd - 0.4 kg/day. Basing on balances of heavy metals loads it was proved, that 87.0% Zn and 83.0% Cu were kept in the sludge. Among analysed sewage sludge samples - sludge after mechanical dewatering and the mixture of primary and secondary sludge were characterized by the highest contents of heavy metals equal to: Zn - 780.4 mg/kg d.m., Cu - 144.6 mg/kg d.m., Pb - 5.4 mg/kg d.m. and Cd -2.4 mg/kg d.m. The contents of heavy metals in examined sludge were compared to the Polish admissible loads for sludge applied to soil fertilization. Basing on the findings, admissible loads of sewage sludge to agricultural land weren't exceeded.

Słowa kluczowe

PL

metale ciężkie; ścieki; osad ściekowy; woda odciekowa; dystrybucja

EN

heavy metals; distribution; sewage; sewage sludge; WWTP; MUCT technology

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 4, nr 2
• Strony: 207--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Butajło W.

• Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku, 80-837 Gdańsk, ul. Straganiarska 24-27

autor

Obarska-Pempkowiak H.

• Politechnika Gdańska, Wydział Budownictwa Wodnego i Inżynierii Środowiska, 80-952 Gdańsk, ul. Narutowicza 11/12

autor

Walkusz J.

• Instytut Oceanologii Polskiej Akademii Nauk 81-712 Sopot, ul. Powstańców Warszawy 55

Bibliografia

• [1] Bernacka J., Pawłowska L., Metale ciężkie w ściekach miejskich a możliwość wykorzystania osadów ściekowych, Seminarium nt. Eksploatacja oczyszczalni ścieków, Kielce maj 1995, 211- -224.
• [2] Kabata-Pendias A., Pierwiastki śladowe w środowisku biologicznym, Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa 1979.
• [3] Sommers L.E., Chemical composition of sewage sludge and analysis of their potential use as fertilizers, J. Environ. Quality 1976, 6(1), 225 -232.
• [4] Cebula J., Loska К., Kwapuliński J., Wiechula P., Zmiany form występowania wybranych metali ciężkich w trakcie napowietrzania osadu dennego, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1992, 4, 93-95.
• [5] Ryan J.A., Keeny D.R., Walsh L.M., Nitrogen transformations and availability in soil, J. Environ. Quality 1973 6(2), 489-492.
• [6] Scott D.S., Hovlings A.W., Removal of phosphates and metals from sewage sludges, Environ. Sei. Technol. 1975, 9, 849-855.
• [7] Hobson P., Bousfield N., Sommers R., Anaerobic digestion of organic matter, Crit. Ren. Environ. Control 1974, 4(3), 131-191.
• [8] Kempa E., Bień J., Ocena procesów i urządzeń do przeróbki osadów, Materiały Konferencji Naukowej nt. Transfer i ocena technologii oczyszczania ścieków, PZTiS Katedry Technologii Wody i Ścieków Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce marzec 1995.
• [9] Polskie Normy. Woda i Ścieki. 1/2. Wydawnictwo Normalizacyjne Alfa-Wero, Warszawa 1999.
• [10] Hermanowicz W., Dożańska W., Dojlido W., Koziorowski B., Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa 2000.
• [11] Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dn. 5 listopada 1991 w sprawie klasyfikacji wód oraz warunków, jakim powinny odpowiadać ścieki wprowadzane do wód lub do ziemi, DzU Nr 116, poz. 503.
• [12] Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dn. 11 sierpnia 1999 w sprawie warunków, jakie muszą być spełnione przy wykorzystaniu osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe, DzU Nr 72, poz. 813.
• [13] Obarska-Pempkowiak H., Butajło W., Podział fazowy zanieczyszczeń w systemie oczyszczalni mechaniczno-chemicznej, X Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Osady ściekowe - przepisy, rozporządzenia, Ustroń 28-29 czerwca 1999, 153-160.