Zmiany zawartości metali ciężkich podczas fermentacji metanowej kondycjonowanych osadów ściekowych

• Autorzy: Janosz-Rajczyk M. , Dąbrowska L. , Płoszaj J.

Warianty tytułu

EN

The changes of heavy metals content during methane fermentation of conditioned sewage sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania przeprowadzono z wykorzystaniem osadów ściekowych surowych, pobranych z osadników wstępnych, oraz osadów przefermentowanych miejskiej oczyszczalni ścieków. Zastosowano trzy różne sposoby kondycjonowania: termiczne, polem ultradźwiękowym i elektromagnetycznym. Intensyfikację procesu fermentacji oceniono w oparciu o pomiar ilości powstającego biogazu i zmiany zawartości substancji organicznych. Stwierdzono przechodzenie jonów cynku, miedzi i niklu do cieczy nadosadowej podczas termicznego kondycjonowania osadu w stężeniu nieprzekraczającym 1 mg/dm³. Eksponowanie osadu surowego w polu ultradźwiękowym przyczyniło się do zmiany w wodzie nadosadowej tylko stężenia cynku, natomiast w polu elektromagnetycznym - niklu. Stwierdzono korzystny wpływ termicznego kondycjonowania osadów na fermentację metanową. Kondycjonowanie pozwoliło na uzyskanie w procesie większej sumarycznej ilości biogazu o ok. 6,2% oraz otrzymanie osadu o niższej zawartości substancji organicznych (53,5%) w porównaniu do osadu z fermentacji kontrolnej (62,6%). Nie stwierdzono po procesie fermentacji wzrostu stężenia metali ciężkich w wodach nadosadowych. Brak przechodzenia metali do cieczy spowodował ich kumulowanie się w suchej masie osadów. Największy wzrost zawartości metali po fermentacji stwierdzono w mieszaninie z osadem kondycjonowanym termicznie.

EN

The raw sludge from a primary settler and the digested sludge from a fermentation chamber of the municipal wastewater treatment plant were used in presented experiments. Thermal conditioning, as well as conditioning in ultrasonic and electromagnetic fields were applied. A different degradation degree of organic substrate (hydrolysis) was observed for each type of conditioning applied. The highest contents of TOC were found in supernatants of sludge conditioned thermally. During thermal conditioning of sludge the transition of zinc, copper and nickel ions from sludge to supernatant (in concentration below 1 mg/dm³) was observed. Conditioning in ultrasonic field caused only the transition of zinc, whereas in electromagnetic field the transition of nickel was observed. The intensification of a fermentation process was estimated based on the measurement of biogas production and changes of organic substances contents. The profitable influence of 6-hour thermal conditioning on methane fermentation was observed. During a fermentation process the total biogas production increased about 6,2%. The contribution of organic substances decreased in comparison to the control sample from 53,5 to 62,6%. No increase of biogas generation was observed during fermentation of sludge conditioned in ultrasonic and electromagnetic fields. During fermentation heavy metals were present below inhibitory levels. After fermentation an increase of heavy metals concentrations in supernatant was not stated, because heavy metals were accumulated in a dry mass of sludge. The highest increase of heavy metals contents was observed after anaerobic digestion of a mixture with thermally conditioned sludge.

Słowa kluczowe

PL

fermentacja metanowa; osady ściekowe; kondycjonowanie termiczne; ultradźwięki; pole elektromagnetyczne

EN

anaerobic digestion; sewage sludge; thermal conditioning; ultrasounds; electromagnetic field

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 6, nr 2
• Strony: 157--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Janosz-Rajczyk M.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

autor

Dąbrowska L.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

autor

Płoszaj J.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Sądecka Z., Toksyczność i biodegradacja insektycydów w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych, Uniwersytet Zielonogórski, Zielona Góra 2002.
• [2] Heidrich Z., Nieścier A., Stabilizacja beztlenowa osadów ściekowych, Wydawnictwo Wodociągi i Kanalizacja 4, Warszawa 1999.
• [3] Zielewicz-Madej E., Fukas-Plonka Ł., Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej osadu na efekty fermentacji metanowej, Mat. Konf. Nauk.-Techn. nt. Osady ściekowe - problem aktualny, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa-Ustroń 2001, 149-154.
• [4] Onyeche T.I., Schläfer O., Bormann H., Schröder C., Sievers M., Ultrasonic cell disruption of stabilized sludge with subsequent anaerobic digestion, Ultrasonics 2002, 40, 31-35.
• [5] Zheng J., Graff R.A., Fillos J., Rinard I., Incorporation of rapid thermal conditioning into a wastewater treatment plant, Fuel Processing Technology 1998, 56, 183-200.
• [6] Bień J., Matysiak В., Wystalska К., Stabilizacja i odwadnianie osadów ściekowych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
• [7] Bartoszewski K., Kontrola przebiegu procesu fermentacji osadów w komorach fermentacyjnych, Mat. I Międzynarod. Konf. Nauk.-Techn. nt. Problemy gospodarki osadowej w oczyszczalniach ścieków, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1995, 107-116.
• [8] Hermanowicz W., Dojlido J., Dożańska W., Koziorowski B., Zerbe J., Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.