Impact of Municipal Wastewater Treatment and Processing Technologies on the Total Content of Trace Metals and Their Fractions in Sewage Sludge

• Autorzy: Rosik-Dulewska Cz.

Warianty tytułu

PL

Wpływ technologii oczyszczania ścieków komunalnych i przeróbki osadów na całkowitą zawartość metali śladowych i ich frakcje w osadach ściekowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sewage sludge from municipal wastewater treatment plants was chosen for the studies, in which 95% of the treated wastewater was household sewage and 5% was effluent from small businesses. The treatment plants varied mainly with respect to the applied sludge stabilization processes: methane digestion technology was used in Z-R treatment plant and oxygen stabilization method was operated in Z-M plant. Analysis of the data collected from both treatment plant showed that the content of total forms of heavy metals is higher in sewage sludge from the treatment plant with methane digestion technology. The observed relation bas also been confirmed in a number of communicates from U.S. scientists. A qualitative analysis of heavy metals (sequential chemical extraction) showed that despite differentiation in corrections among various heavy metals, their content in the exchangeable fraction (I) and carbonate fraction (II) is small and does not exceed 4% of the total metal content in all fraction. This means the regardless of the applied wastewater treatment process and sewage stabilization method, the content of trace elements is relatively small in the most mobile fraction of the investigated slugde samples. Expect of nickiel (in fraction III) and lead (in fraction IV), the content of any other of the investigated metals was higher in sewage sludge from the treatment plant in which methane digestion process was operated. Cd, Zn, Cu and Pb were to a large degree persistently bound with silicates (fraction V - metals regarded as unavailable to the environment) in the wastewater treatment plant with oxygen stabilization method while in the plant with methane digestion: Cr and Ni.

PL

Do badań wytypowano osady ściekowe z oczyszczalni ścieków komunalnych, w których w 95% oczyszczane były ścieki bytowo-gospodarcze, natomiast pozostała ilość przypadała na ścieki drobnego przemysłu. Oczyszczalnie różniły się głównie procesem stabilizacji osadów. I tak w przypadku oczyszczalni Z-R była to fermentacja metanowa, natomiast w Z-M stabilizacja tlenowa. Analiza wyników badań osadów ściekowych z ww. oczyszczalni ścieków wykazała, że zawartość form całkowitych metali ciężkich jest wyższa w osadach z oczyszczalni, gdzie zastosowano fermentację metanową. Obserwowaną zależność potwierdza część doniesień naukowców amerykańskich. Analiza jakościowa metali ciężkich (sekwencyjna ekstrakcja chemiczna) wykazała, że mimo zróżnicowania w powiązaniach poszczególnych metali ciężkich, we frakcji wymiennej (I) i węglanowej (II) zawartość ich jest niewielka i nie przekracza 4% sumarycznej wartości metali we wszystkich frakcjach. Oznacza to, że bez względu na zastosowany proces oczyszczania ścieków i stabilizacji stabilizacji, zawartość pierwiastków śladowych w najbardziej mobilnych frakcjach badanych osadów jest stosunkowo mała. W przypadku każdego analizowanego metalu, poza niklem (we frakcji III) oraz poza ołowiem (we frakcji IV) zawartość ich była wyższa w osadach z oczyszczalni gdzie prowadzony był proces fermentacji metanowej. W osadach z oczyszczalni ze stabilizacją tlenową, Cd, Zn, Cu i Pb w większym stopniu związane były na trwale z krzemianami (frakcja V - metale uznawane za niedostępne dla środowiska), natomiast w osadach z oczyszczalni z fermentacją metanową - Cr i Ni.

Słowa kluczowe

EN

treatment of sewage sludge; heavy metals; sequential chemical extraction

PL

przeróbka osadów; metale ciężkie; sekwencyjna ekstrakcja chemiczna

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, nr 5
• Strony: 427--436
• Opis fizyczny: 8 rys., 1 tabela, bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Rosik-Dulewska Cz.

• Department of Earth Surface Protection, Department of Nature and Technique, University of Opole, ul. Oleska 48, 45-052 Opole, tel./fax 0/.../77/454 58 77 ext. 321

• Department of Earth Surface Protection, Department of Nature and Technique, University of Opole, ul. Oleska 48, 45-052 Opole, tel./fax: 0/.../77/454 58 77 ext. 321,

Bibliografia

• [1] Lesz K. and Szpadt R.: Osady ściekowe w praktyce [Sewage sludge in practice], Wyd. Politechniki, Częstochowa 1998.
• [2] Bień J.B.: Problemy gospodarki osadowej w ochronie środowiska [Problems of sludge handling in environmental protection], Skrypt Politechniki, Częstochowa 1995.
• [3] Bień J.B., Bień J.D. and Matysiak B.: Gospodarka osadami w oczyszczalniach ścieków [Sewage sludge management in wastewater treatment plants], Wyd. Politechniki, Częstochowa 1999.
• [4] Bartoszewski K. and Oleszkiewicz J.A.: Tlenowa stabilizacja osadów [Aerobic stabilization of sludge], Wyd. LEM s.c., Kraków 1998.
• [5] Oleszkiewicz J.: Gospodarka osadami ściekowymi. Poradnik decydenta [Sewage sludge management. A guidebook for decision-makers], Wyd LEM s.c., Kraków 1998.
• [6] Oleszkiewicz J., Reimers R.S. and Bartoszewski K.: Beztlenowa stabilizacja osadów [Anaerobic stabilization of sludge], Wyd LEM s.c., Kraków 1998.
• [7] Rosik-Dulewska Cz.: Podstawy gospodarki odpadami [Principles of waste management], PWN, Warszawa 2000.
• [8] Siuta J. and Wasiak G.: Zasady gospodarki odpadami bytowymi środowisku przyrodniczym [Principles of municipal waste management in natural environment], Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1991.
• [9] Główny Urząd Statystyczny: Ochrona środowiska 2000 [Environmental Protection 2000], Zakład Wydawnictw Statystycznych, Warszawa 2000.
• [10] Półrolniczak I.: Skład jakościowy i ilościowy osadów ściekowych z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków bytowo-gospodarczych Zabrze-Mikulczyce [Qualitative and quantitative composition of sewage sludge from a mechanical and biological municipal wastewater treatment plant in Zabrze-Mikulczyce], Praca magisterska [M.Sc. Thesis], Uniwersytet, Opole 2000.
• [11] Wawrzynek M.: Skład ilościowy i jakościowy osadów ściekowych z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków bytowo-gospodarczych Zabrze-Rokitnica [Quantitative and qualitative composition of sewage sludge from a mechanical and biological municipal wastewater treatment plant in Zabrze-Rokitnica], Praca magisterska [M.Sc. Thesis], Uniwersytet, Opole 2000.
• [12] Tessier A., Campbell P.G.C. and Bisson M.: Anal. Chem., 1979, 51(7), 844-851.
• [13] Sommers L.E.: J. Environ. Qual., 1976, 6, 225-232.
• [14] Olivier R.G. and Gosgrove D.J.: Environ. Lett., 1975, 9, 75-90.
• [15] Sommers L.E., Nelson D.W. and Yost K.J.: J. Environ. Qual., 1976, 5, 303-306.
• [16] Piotrowska M. and Dudka S.: Arch. Ochr. Środow., 1987, (1-2), 65-72.
• [17] Jarosz M. and Mirzyńska B.: Chem. Inż. Ekol., 1999, 6(1), 9-65.
• [18] Rosik-Dulewska Cz.: Materiały konferencyjne nt. "Postęp techniczny w dziedzinie oczyszczania ścieków" [Conference materials on technical progress in the area of wastewater treatment], Katowice 1999.
• [19] Rosik-Dulewska Cz.: Materiały VI Ogólnopolskiego Sympozjum nt. "Biotechnologia środowiska" [Materials from the VI National Scientific and Technical Symposium on Environmental Biotechnology], Wrocław 1999.