Specjacja metali ciężkich w zawiesinie w ściekach i wodach odciekowych podczas oczyszczania ścieków w reaktorach systemu MUCT

• Autorzy: Obarska-Pempkowiak H. , Gajewska M. , Butajło W.

Warianty tytułu

EN

Speciation of heavy metals in suspended solids of wastewater and reject waters from multistage bioreactors MUCT

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prowadzonych badań była analiza występowania i dostępności wybranych metali ciężkich po kolejnych stopniach oczyszczania w wysoko efektywnej oczyszczalni z biologicznym usuwaniem azotu i fosforu. Przeprowadzono analizę rozdziału fazowego wybranych metali pomiędzy fazą ciekłą i stałą dla ścieków oraz wód odciekowych. Zastosowanie ekstrakcji sekwencyjnej pozwoliło na określenie stężeń wybranych metali ciężkich: Cd, Zn, Pb, Hg w poszczególnych frakcjach. Uzyskane wyniki umożliwiły ocenę wpływu procesu oczyszczania ścieków na specjację metali ciężkich oraz potencjalne zagrożenie wód odbiornika (Zatoki Gdańskiej), wynikające z jakości odprowadzanych ścieków. Ciąg technologiczny oczyszczalni stanowi część mechaniczna oraz biologiczna, w której zastosowano sześć bioreaktorów pracujących w zmodyfikowanej technologii UCT (zwanej MUCT). Wody odciekowe powstające w trakcie mechanicznego zagęszczania osadów na prasach oraz mechanicznego odwadniania w wirówkach są zawracane na początek procesu oczyszczania przed piaskownik. Skuteczność usuwania metali ciężkich podczas oczyszczania ścieków z zastosowaniem technologii MUCT wynosiła ponad 80,0% (z wyjątkiem Cd). Analizowane metale występowały w ściekach głównie w zawiesinie. Zaobserwowano liniową zależność pomiędzy skutecznością usuwania zawiesiny ogólnej i metali ciężkich. Usuwanie zawiesiny ze skutecznością na poziomie 95% powodowało usuwanie metali ciężkich ze skutecznością wynoszącą 85%. W odprowadzanych ściekach analizowane metale występowały głównie we frakcjach stabilnych: organicznej III i rezydualnej IV. Stężenia metali ciężkich w obu rodzajach wód odciekowych były kilkakrotnie wyższe w porównaniu z ich stężeniem w ściekach, co wskazuje na ich akumulowanie w osadach. Proces mechanicznego odwadniania powodował uwalnianie metali ciężkich do wód odciekowych. Zawracanie wód odciekowych do ciągu technologicznego oczyszczalni powodowało wzrost stężenia metali we frakcjach mobilnych.

EN

The objective of the study is to investigate the occurrence and availability of selected heavy metals after subsequent stages of treatment in WWTP with activated sludge (enhanced biological N and P removal). Important task was the recognition of selected heavy metals distributions between aqueous and solid phase in wastewater and reject waters. Application of sequential extraction (speciation) of selected heavy metals as Cd, Zn, Pb, Hg enables for qualitative and quantitative estimation of each metals fraction. The achieved results enable for estimation potential hazards of treated wastewater and the influence of treatment processes on heavy metals speciation. The investigation was carried out in the municipal wastewater treatment plant "Wschód" in Gdańsk. The wastewater treatment plant consists of mechanical and enhanced biological stage. The biological treatment takes place in six biological reactors working according modified UCT technology (MUCT). The reject waters generated during mechanical thickening and dewatering of sewage sludge are directed to the technological line of sewage treatment (after the screens). It was established that the total removal of each metals was over 80.0% (except for Cd). The predominant form of heavy metals present in wastewater in WWTP is in Suspension. A strong linear regression between total suspended solids and heavy metals removal was observed. The removal of suspended solids over 95.0% caused over 85.0% removal of heavy metals. Speciation of analysed heavy metals in inflowing sewage indicated their presence mainly in stable fraction: organic III and residual IV. Several limes higher concentration of heavy metals in both types of reject waters in comparison to wastewater could indicate that metals were accumulated in sludge and that some part of them were released to reject waters during thickening and dewatering processes. The recirculation of reject waters to the technological line caused increased partition of heavy metals in direction to labile fraction.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie ścieków; MUCT system; metale ciężkie; wody odciekowe; specjacja

EN

wastewater treatment; MUCT system; reject waters; heavy metals; speciation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 10, nr 4
• Strony: 269--279
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Obarska-Pempkowiak H.

autor

Gajewska M.

autor

Butajło W.

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

Bibliografia

• [1] Wang Ch., Hu X., Chen M-L., Wu Y-H., Total concentrations and fractions of Cd, Cr, Pb, Cu, Ni and Zn in sewage sludge from municipal and industrial wastewater treatment plants, J. Hazard. Mater. B119, 2005, 245-249.
• [2] Obarska-Pempkowiak H., Butajło W., Pempkowiak J., Heavy metals partition between leachate and solids in course of municipal sewage treatment, Kalmar Eco-Tech'03 Bioremediation and Leachate Treatment, Kalmar, Sweden, 25-27 November, 2003, 367-376.
• [3] Alvarez E.A., Mochon M.C., Sanchez J.C.J., Rodriguez M.T., Heavy metals extractable forms in sludge from wastewater treatment plants, Chemosphere 2002, 47, 765-775.
• [4] Fuentes, M. Lloréns, J. Sáez, A. Soler, M.I. Aguilar, J.F. Ortuno, V.F. Meseguer, Simple and sequential extraction of heavy metals from different sewage sludges, Chemosphere 2004, 25, 1039-1047.
• [5] Karvelas M, Katsoyiannis A., Samara C, Occurrence and fate of heavy metals in the wastewater treatment process, Chemosphere 2003, 53, 1201-1210.
• [6] Patrick W.H., Verloo M., Distribution of soluble heavy metals between ionic and complexed form in a saturated sediments as a affected by pH and redox conditions, Wat. Sci. Tech. 1998, 37(6-7), 65-172.
• [7] Alonso E., Callejon M., Jimenez J.C., Terenero M., Determination of heavy metals in sewage sludge by microve acid digestion and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, Toxicol. Environ. Chem. 2000, 75, 207-214.
• [8] Zufiaurre R., Olivar A., Chamorro P., Nerin C, Callizo A., Speciation of metals in sewage sludge for agricultural uses, Analyst 1998, 123, 255-259.
• [9] Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M., Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals, Anal. Chem. 1979, 51, 844-851.
• [10] Regulation of The Environment Department from 8 VII 2004 r. regarding the conditions of sewage discharge to water and soil and substances toxic for aquatic environment, DzU Nr 168, poz. 1763.
• [11] Chipasa B.K., Accumulation and fate of selected heavy metals in a biological wastewater system, Waste Management 2003, 23(2), 135-14.
• [12] Bernacka J., Pawłowska L., Substancje potencjalnie toksyczne w osadach z komunalnych oczyszczalni ścieków, Monografia Wydawnictwa IOŚ, Warszawa 2000.
• [13] Santarsiero A., Veschetti E., Donati M., Ottaviani M., Heavy metals distribution in wastewater from a treatment plant, Microchem. J. 1998, 59, 219-227.