Sanitation of wastewater sludge with mineral wastes as metals speciation forms

• Autorzy: Rosik-Dulewska Cz.

Warianty tytułu

PL

Sanitacja osadów ściekowych mineralnymi surowcami odpadowymi a formy specjacyjne metali

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Despite many technological possibilities, proper sanitation of sludge creates problems to their natu-ral use. Thus, new solutions are still being looked for. Liming is one of the methods for sludge sanitation, however, rather expensive one. Seeking the substitute of high calcium content and non-toxic for environment has led to investiga-tions on the application of mineral wastes-ashes from semi-dry sulfur removal from flue gases in the "Opole" power plant for sludge sanitation purposes. Ash was mixed with sludge in various proportions. After 3 days, the microbiological exams of the mixtures were carried out. The investigation data proved the performed sanitation effective and con-firmed microbiological usability of the sludge for a natural use. The total contents of heavy metals and their distribution between particular fractions were deter-mined in the sludge mixtures with mineral waste and in reference samples (i.e. sludge and mineral waste). No significant changes of metals proportion bound with biogenic fractions after addition of the mineral wastes to sludge were observed. Cadmium, zinc and partially chrome are bound with the iron and manganese oxides fraction which is sensitive to the redox potential changes. No significant change of contents was observed with the increase in a contribution of sludge or mineral waste. In all samples of the organic fraction chrome and copper are bound in the highest amounts, and in the residue fraction cadmium, nickel and lead are bound, mainly. The investigation has showed that addition of optional proportions of sludge and mineral wastes mixtures into soil did not result in increase in heavy metals hazard. The investigation of the metals speciation in sludge and their mixtures with the mineral wastes showed similar metals distribution in individual fractions. The most hazardous elements for soil water and plants such as lead, chrome, nickel, cadmium and zinc are bound in slightly soluble fractions and thus are hardly available to the ecosystem.

PL

Właściwe przeprowadzenie higienizacji osadów ściekowych mimo wielu - głównie teoretycznych - możliwości ciągle stwarza p w kontekście ich przyrodniczego zastosowania. Dlatego tez poszukuje się coraz to nowych rozwiązań w tym zakresie. Jedna ze stosowanych dotychczas metod higienizacji osadów ściekowych jest wapnowanie, jest to jednak metoda dość droga. Poszukiwanie substytutu o dużej zawartości wapnia, a przy tym nietoksycznego dla środowiska doprowadziło do badań nad wykorzystaniem w tym celu mineralnych surowców odpadowych (MSO), tzn. popiołów energetycznych z półsuchego odsiarczania spalin w Elektrowni "Opole". Popiół mieszano z osadem ściekowym (po wirówce) w różnych proporcjach. Trzech dniach analizowane mieszanki poddano badaniom mikrobiologicznym. Wyniki badań wykazały skuteczność przeprowadzonej sanitacji, a tym samym wskazały na mikrobiologiczną przydatność osadów do przyrodniczego wykorzystania. Badania chemizmu mieszanek MSO z osadem oraz prób kontrolnych (tzn. osadu i MSO) ukierunkowano na określenie całkowitej zawartości metali ciężkich oraz na rozdział poszczególnych metali między wyodrębnione frakcje. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że, po dodaniu MSO do osadów ilość metali związanych we frakcjach biogennych nie uległa istotnym zmianom. Kadm, cynk i częściowo chrom związane są z frakcja tlenków żelaza i manganu, która wrażliwa jest na zmiany potencjału redox. We frakcji tej nie zauważa się zmiany zawartości wraz ze wzrostem udziału osadu czy MSO. We wszystkich analizowanych próbach z frakcją organiczną w największych ilościach związane są miedzi i chrom, natomiast w pozostałości związane są głównie kadm, nikiel i ołów. Reasumując stwierdzić należy, że wprowadzenie do gleby mieszanek osadu z MSO, w dowolnej proporcji, nie spowoduje zwiększenia zagrożenia metalami ciężkimi. Przeprowadzone badania spe-cjacji metali osadów ściekowych oraz ich mieszanek z MSO wskazują na podobny rozdział metali w poszczególnych frakcjach, a najbardziej niebezpieczne dla gleb, i roślin metale ciężkie, takie jak ołów, chrom, nikiel oraz kadm i cynk, związane są we frakcjach słabo rozpuszczalnych, a tym sa-mym słabo dostępnych dla ekosystemu.

Słowa kluczowe

EN

sludges sanitation; mineral wastes; metal spetiation from

PL

paliwo alternatywne; osady ściekowe; surowce odpadowe; specjacja metali

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 26, no. 3
• Strony: 29--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rosik-Dulewska Cz.

• Department of Natural Sciences and Technology, Chair of Earth Surface Protections, ul. Oleska 22, 45-052 Opole

Bibliografia

• [1] Biernacka J., J. Sałbut, M. Kazimierczuk: Tlenowo-beztlenowa stabilizacja osadów ście-kowych wraz z ich higienizacją (Aerobic-anaerobic stabilisation of wastewater sludge and its sanitation), IOŚ, maszynopis (typewrite), Warszawa 1990.
• [2] Marcinkowski T.: Procesy stabilizacji osadów a efektywność niszczenia organizmów patogennych (Sludge stabilisation processes and effectiveness of pathogenic organisms destruction), [w:] Materiały Krajowej Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Wykorzystanie osadów ściekowych - techniczne i prawne uwarunkowania, Częstochowa 1996, 29 - 34.
• [3] Piotrowska M., S. Dutka: Frakcje metali śladowych w osadach ściekowych jako kryterium ich przydatności w rolnictwie (Trace metals fractions is wastewater sludge as criterion of its applicability for agricultural purposes), Arch. Ochr. Śród., 1 - 2, 65 - 72 (1987).
• [4] Rosik-Dulewska C.: Ocena ilościowa i jakościowa metali ciężkich w osadach ściekowych w aspekcie ich przyrodniczego wykorzystania (Qualitative and quantitative analysis of heavy metals in wastewater sludge in the aspect of its natural use), [w:] Materiały Konferencji Naukowej nt. Bioremediacja gruntów, Gliwice - Wisła 1998, 213 - 222.
• [5] Rosik-DulewskaC., M. Mikszta: Dynamika ługowania metali ciężkich z gleb nawożonych osadami ściekowymi (Dynamics of heavy metals leaching from soils fertilized with was-tewater sludge), [w:] Materiały III Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych, Świnoujście 1999, 151 -160.
• [6] Rosik-Dulewska C.: Przydatność osadów ściekowych do przyrodniczego zagospodarowania w świetle jakościowej oceny metali ciężkich (Applicability of wastewater sludge for natural use in the light of qualitative assessment of heavy metals), [w:] Materiały Konferencyjne nt. Postęp techniczny w dziedzinie oczyszczania ścieków, Katowice 1999, 38 - 50.
• [7] Rosik-Dulewska C.: Podstawy gospodarki odpadami (Principles of waste management), Ekoinżynieria, Lublin 1999.
• [8] Sawa J.: Modyfikacja osadów ściekowych w Oczyszczalni Ścieków "Hajdów" w Lublinie (Modification of wastewater sludge in "Hajdów" Wastewater Treatment Plant in Lublin), [w:] Materiały III Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych, Świnoujście 1999, 143 - 150.
• [9] Siepak J. [red].: Analiza specjacyjna metali w próbkach wód i osadów dennych, Poznań UAM 1998.
• [10] Siuta J. [red].: Przyrodnicze zagospodarowanie osadów ściekowych (Natural utilization of wastewater sludge), PWN, Warszawa 1988.
• [11] Siuta J. [red.].: Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych (Natural Use of wastewater sludge), Materiały konferencyjne, Ekoinżynieria, Lublin, 1996.
• [12] Siuta J.: Rekultywacyjne użytkowanie osadów ściekowych (Application of wastewater sludge for reclamation purposes), [w:] Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Wykorzystanie osadów ściekowych - techniczne i prawne uwarunkowania, Częstochowa 1996, 85-92.
• [13] Tessier A., M. Bisson, P.B.C. Campbell: Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulate Trace Metals, Analytical Chemistry, 51, 7, 844 - 851 (1979).
• [14] Wytyczne IOŚ (Guidelines of the Institute of Environmental protection), Przyrodniczo-techniczne przetwarzanie osadów ściekowych na kompost, Ministerstwo Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa - IOŚ, Warszawa 1995.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).