Technological and toxicological aspects of the coagulation of leachates from municipal solid waste landfill

• Autorzy: Wąsowski J. , Słomczyńska B. , Słomczyński T.

Warianty tytułu

PL

Technologiczne i toksykologiczne aspekty koagulacji odcieków z wysypiska odpadów komunalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Leachates from municipal solid waste landfills should be included in the group of strongly contaminated industrial wastewaters. This results form the presence of highly concentrated various organic and inorganic compounds, which frequently have toxic properties. Therefore, the proper purification of the leachates prior to their discharging to the environment is of great importance. One of the chemical methods that can be used for the purification of leachates is coagulation. The main objective of the experiments presented in the current study was to determine the effect of coagulation, combined with sedimentation, on the physico-chemical and toxicological characteristics of leachates from one of a municipal solid waste landfill in Poland. Standard ,jar-test" experiments were employed for coagulation. Polyaluminum chloride and ferric chloride were used as coagulants. Raw leachatcs as well as those after coagulation were tested for toxicity using a battery of tests embracing algal growth inhibition test, microbiotests and IQ Toxicity Tests with crustaceans and bacterial luminescence inhibition test (LUMIStox). The studies carried out demonstrated that ferric chloride (0.92 g Fe3*/CODCr removed) is more effective technologically in the removal of organic compounds from leachates than polyaluminum chloride (1.22 g AP7CODCr removed). For optimal doses of coagulants the most advantageous coagulation effects were achieved at pH 6.5-6.6, adjusted with the use of NaOH. Coagulation conducted under optimal conditions allows for reducing the content of organic compounds, as expressed by CODCr values, from 40 to 84%. This effect of organic compound removal from leachatcs in the process of coagulation did not result in significant decrease of their toxicity. For the above reasons the coagulation process can be useful only as one of the elements of a technological setup for the purification of leachates from municipal solid waste landfills. The battery of tests used in the studies proved usefulness for the evaluation of the toxicity of leachates with varied degree of contamination as well as at various stages of their purification.

PL

Odcieki ze składowisk odpadów komunalnych należy zaliczać do grupy silnie zanieczyszczonych ścieków przemysłowych. Wynika to z obecności w ich składzie różnych związków organicznych i nieorganicznych o wysokim stężeniu oraz toksycznych właściwościach. Istotne więc jest prawidłowe oczyszczanie odcieków przed odprowadzeniem do środowiska. Jedną z metod chemicznych wykorzystywanych do oczyszczania odcieków jest koagulacja. Podstawowym celem badań zaprezentowanych w niniejszej pracy było określenie wpływu koagulacji w połączeniu z sedymentacją na charakterystykę fizyczno-chemiczną i toksykologiczną odcieków pochodzących z jednego z wysypisk odpadów w Polsce. Badania koagulacji prowadzono w warunkach laboratoryjnych metodą ,jar-test" używając w procesie chlorku poliglinu oraz chlorku żelazowego. Odcieki "surowe", jak również odcieki po koagulacji poddawano testom toksyczności z uwzględnieniem testu inhibicji wzrostu z glonami, trzech mikrobiotestów typu Toxkit z larwami skorupiaków, testu typu IQ Toxicity Test ze skorupiakami oraz testu LUMIStox z bakteriami luminescencyjnymi. W przeprowadzonych badaniach ustalono, iż większą sprawnością technologiczną w usuwaniu związków organicznych z odcieków odznaczał się chlorek żelazowy (0,92 g Fe3*/ChZT usunięte) niż chlorek poliglinu (1,22 g APł/ChZT usunięte). Dla optymalnych dawek koagulantów najkorzystniejsze efekty koagulacji osiągnięto przy pH = 6,5-6,8 dopasowywanym za pomocą NaOH. Koagulacja prowadzona w optymalnych warunkach pozwalała uzyskać zmniejszenie zawartości związków organicznych wyrażonych wartościami ChZT w granicach 40-84%. Ten efekt usunięcia związków organicznych z badanych odcieków nie wpłynął w znaczący sposób na zmniejszenie ich toksyczności. Z powyższych powodów proces koagulacji może być użyteczny jedynie jako jeden z elementów układu technologicznego oczyszczania odcieków z wysypisk odpadów komunalnych. Zastosowana w badaniach bateria testów wykazała swoją przydatność do oceny toksyczności odcieków o różnym stopniu ich zanieczyszczenia i na różnym etapie ich oczyszczania

Słowa kluczowe

EN

MSW landfil leachates; coagulation; toxicity; battery of tests

PL

odciek wysypiskowy; odpady komunalne; bateria testów; koagulacja; toksyczność

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 32, no. 2
• Strony: 41--54
• Opis fizyczny: tab., wykr., bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Wąsowski J.

autor

Słomczyńska B.

autor

Słomczyński T.

• Institute of Water Supply and Hydraulic Engineering, Warsaw University of Technology ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Amokrane A., C. Comel, J. Vcron: Landfill leachates pre-treatment by coagulation-flucculation,Water Res., 31 (11), 2775-2782 (1997).
• [2] Artoxkit M, Artemia Toxicity Screening Test for Estuarine and Marine Waters, Standard Operational Procedure, University of Ghent, Belgium 1990.
• [3] Baumgarten G., C. Scyfried: Experiences and new developments in biological pretreatmenl and physical post-treatment of landfill leachates, Water Sci. Technol., 34 (7-8), 445-453 (1996).
• [4] Beaman M.S. S.D. Lambert, N.J.D. Graham, R. Anderson: Role of ozone and recirculation in the stabilization of landfills and leachates, Ozone Sci. & Eng., 20 (2), 121-132 (1998).
• [5] Bilstad T, M.V. Madland: Leachate minimalization by reverse osmosis, Wat. Sci. Technol., 25, 1 17-120 (1992).
• [6] Crawford J., P.G. Smith: Landfill technology, Buttcrworths, London 1985.
• [7] Daphtoxkit F Magna, Crustacean Toxicity Screening Test for Freshwater, Standard Operational Procedure, University of Ghent, Belgium 1993.
• [8] Gierlich H., J. Kolibach: Treating landfill leachate in European Countries, Pollut. Eng. Int., 3, 10-1 1 (1998).
• [9] ISO 8692 1994: Water quality, Fresh water algal growth inhibition test with Scenedesmus subspicatus and Selenastrum capricornulum (1994).
• [10] Janssen C.R., E. Espiritu, G. Persoone: Evaluation of the new "enzymatic inhibition" criterion for rapid toxicity testing with Daphnia magna, [in:] A.M.V.M. Soarcs and P. Calow cds., Progress in Standardization of Aquatic Toxicity Tests, Lewi Publishers, New York NY 1993, 71-81.
• [11] Kang K.H., H.S. Shin, H. Park: Characterization of humic substances present in landfill leachates with different landfill ages and its implications, Water Res., 36 (16), 4023-4032 (2002).
• [12] Keenan J.D., R.L. Steiner, A.A. Fugaroli: Chemical-physical leachate treatment, J. Environ. Eng., 109, 1371-1384 (1983).
• [13] Kuligowska D., E. Klimiuk, A. Drzewicki: The leachate influence on nutrients and organics removal efficiency, structure and composition of the microfauna in activated sludge treating municipal wastewater, Arch. Env. Protec, 31 (1), 43-60 (2005).
• [14] Lema J.M., R. Mcndcz, R. Blazquez: Characteristics of landfill leachates and alternatives for their treatment: a review. Water Air Soil Poll., 40, 223-250 (1988).
• [15] Lisk D.J.: Environmental effects of landfill, Sci. Total Environ., 100, 415-468 (1991).
• [16] LUMIStox-Bedienungsanleitung Manual, Dr Lange Corporation, Dusseldorf 1994.
• [17] Marttinen S.K., RH. Kettunen, K.M. Sormunen, R.M. Soimasuo, J.A. Rintala: Screening of physical-chemical methods for removal of organic material, nitrogen, and toxicity from low strength landfill leachates, Chcmosphcre, 46, 851-858 (2002).
• [18] Mott H.V., K.E. Hartz, D.R. Yonge: Landfill leachates, J Environ. Eng., 113(3), 476-485 (1987).
• [19] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 r., w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, (Dz. U. 2004, nr 168, poz.1763).
• [20] Slater C.S., G. Uchrin, R.C. Ahlcrt: Physico-chemical pretreatment of landfill using coagulation, J. Environ. Sci. Hlth., 18, 125-134 (1983a).
• [21] Słomczyńska B., T. Słomczyński: Physico-chemical and toxicological characteristics of leachates from MSW landfills, Polish J. Env. Stud., 3 (6), 627-637 (2004).
• [22] Spraquc J.B., B.A. Ramsay: Lethal levels of mixed copper - zinc solutions for juvenile salmon, J. Fish. Res. Board Can., 22, 425-435 (1965).
• [23] Surmacz-Górska J., K. Miksch, T. Kita: Possibilities of biological partial landfill leachates treatment. Arch. Env. Protcc., 26 (3), 43-54 (2000).
• [24] Tatsi A.A., A.I. Zouboulis, K.A. Matis, P. Samaras: Coagulation-flocculation pretreatment of sanitary landfill leachates, Chemosphere, 53, 737-744 (2003).
• [25] Thamnotoxkit F, Crustacean Toxicity Screening Test for Freshwater, Standard Operational Procedure, University of Ghent, Belgium 1995.
• [26] Thornton R.J., F.C. Blanc: Leachates treatment by coagulation and precipitation, J. Environ. Eng. Div., 99, 535-544 (1973).
• [27] Trebouet D., J.P. Schlumpf, P. Jaouen, F. Quemencur: Stabilized landfill leachate treatment by combined physico-chemical-nanofillration processes, Water Res., 35 (12), 2935-2942 (2001).
• [28] Wang Z.P., Z. Zhang, Y.J. Lin, N.S. Deng, T. Tao, K. Zhuo: Landfill leachate treatment by coagulation-photooxidation process, J. Hazardous Mater., 95 (1/2), 153-159 (2002).