Zastosowanie metod pogłębionego utleniania do wstępnego oczyszczania ścieków zawierających kwasy żywiczne i ligninę

• Autorzy: Michniewicz M. , Stufka-Olczyk J. , Jagiełła A.

Warianty tytułu

EN

Application of advanced oxidation methods to preliminary treatment of wastewater containing resin acids and lignin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach projektu badawczego finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeprowadzono badania, których celem było określenie efektów zastosowania metod pogłębionego utleniania, w szczególności ozonolizy, do wstępnego oczyszczania silnie zanieczyszczonych ścieków celulozowo-papierniczych. Uzyskane wyniki badań wskazują, że poprzez zastosowanie metod AOP do wstępnej obróbki ścieków zanieczyszczonych kwasami żywicznymi i ligniną można uzyskać następujące efekty oczyszczania: - usunięcie ciemnej barwy ścieków, - prawie kompletny rozkład struktury chemicznej kwasów żywicznych, - obniżenie toksyczności pochodzącej od kwasów, przy wyższej dawce ozonu również toksyczności pochodzącej od ligniny. Dzięki temu można zlikwidować lub obniżyć niekorzystne zjawiska związane z zatruwaniem mikroorganizmów osadu czynnego i w rezultacie spadkiem efektywności sekwencyjnej oczyszczalni biologicznej, - wyraźną redukcję zawartości związków organicznych (jako ChZT) przed dalszymi etapami oczyszczania ścieków, - rozkład niebiodegradowalnej ligniny. Przy odpowiednio wysokiej dawce ozonu można uzyskać wzrost podatności na biodegradację produktów rozpadu ligniny. Wyniki badań prowadzą do wniosku, iż zastosowanie metod pogłębionego utleniania, a zwłaszcza działania ozonem, w celu wstępnego oczyszczania silnie zanieczyszczonych strumieni ścieków z przemysłu celulozowo-papierniczego, jest obiecującą technologią, która jednakże wymaga dalszych badań.

EN

The investigation was carried out in the frame of a research project financed by the Ministry of Science and Higher Education. The objective of the project was to study the effects of application of ozone and advanced oxidation methods to preliminary treatment of strongly polluted pulp & paper wastewaters. The results of the investigations have shown that thanks to application of AOP methods to preliminary treatment of effluents polluted with resin acids and lignin it is possible to gain the following purification effects: - removal of dark colour of the effluents, - nearly complete degradation of resin acids chemical structure, -decrease in toxicity coming from acids, and in the case of higher ozone dose also tonicity caused by lignin compounds. Thanks to this, it is possible to suppress or decrease disadvantageous phenomenon connected with poisoning of active sludge microorganisms and as a results leading to decrease in subsequent biological treatment effectiveness, - high reduction in the content of organic compounds (as COD) before further steps of effluent treatment, - degradation of unbiodegradable lignin. Using a high enough ozone dose, it is possible to obtain increase in biodegradability of lignin degradation products. Research findings prove that application of advanced oxidation methods (especially ozone) to preliminary treatment of heavily polluted wastewater streams from pulp and paper industry is a promising technology, which -however -requires further research

Słowa kluczowe

PL

kwasy żywiczne; lignina; ozon; pogłębione utlenianie; toksyczność; podatność na biodegradację

EN

resin acids; lignin; ozone; advanced oxidation; toxicity; biodegradability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 64, nr 11
• Strony: 677--683
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Michniewicz M.

autor

Stufka-Olczyk J.

autor

Jagiełła A.

• Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych, Łódź

Bibliografia

• 1. Cecen R: "Investigation of substrate degradation and nonbiodegradable portion in several pulp bleaching wastes", Wat. Sci. Tech. 40, 11-12, 305-312 (1999).
• 2. Nakamura Y, Sawada T. i in.: "Microbial treatment of kraft pulp wastewater pretreated with ozone", Wat. Sci. Tech. 35, 2-3, 277-282 (1997).
• 3. Ali M., Sreekrishnan T.R.: "Aquatic toxicity from pulp and paper mill effluents: a review", Adv. Environ. Res. 5, 175-196 (2001).
• 4. Wright G., Smith D.W., El-Din M.G.: "Advanced oxidation for the treatment of resin and fatty acids", Sustainable Forest Management Network, Final Project Report 2003-1, http//sfm-1.biology.ualberta.ca.
• 5. Fretheim K.: "Heavy metals and low molecular weight substances in wood: Consequences for certain properties of paper/board products and effluents/wastes from pulp making", a condensed review sponsored by the Confederation of European Paper Industries, Brussels 1994.
• 6. Roy-Arcand L., Archibald F.: "Selective removal of resin and fatty acids from mechanical pulp effluents by ozone", Wat. Res. 30, 5, 1269-1279 (1996).
• 7. Zhongtang Yu., Mohn W.W.: "Bioaugmentation with resin acid degrading bacteria enhances resin acid removal in sequencing batch reactors treating pulp mill effluents", Wat. Res. 35, 4, 883-890 (2001).
• 8. Michniewicz M., Nałęcz-Jawecki G., Stufka-Olczyk J., Sawicki J.: "Comparison of chemical composition and toxicity of wastewaters from pulp industry" [w]: Persoone G., Janssen C., De Coen Eds. New Microbiotests for Routine Toxicity Screening and Biomonitoring, 401 -411, Kluwer Academic/Plenum Publ. London 2000.
• 9. Makris S. R, Banerjee S.: "Fate of resin acids in pulp mill secondary treatment systems", Water Res. 36, 2878-2882 (2002).
• 10. O'Connor B.I., Kovacs T.G., Voss R.H., Van Lierop B.: "A laboratory assessment of the environmental quality of alternative pulp bleaching effluents", Pulp Paper Can. 95, 3, 47-56 (1994).
• 11. Stinchfield A.E., Woods M.G.: "Reducing chlorinated organic compounds from bleached kraft pulp mills through first stage substitution of chlorine dioxide for chlorine", Tappi J. 78, 6, 117-125 (1995).
• 12. Pryke D.C., Swanson S.M., Bourree G.R. i in.: "Environmental improvements at Grande Prairie and ecosystem response", Pulp Paper Can. 96, 11, 41-49 (1995).
• 13. Adams T.N.: "Impact on recovery of pulping and bleaching changes to meet the EPA Cluster Rule", Tappi J. 78, 12, 29-36 (1995).
• 14. Michniewicz M., Stufka-Olczyk J.: "Determination of toxic compounds generated in kraft pulp production processes", materiały III Międzynarodowej Konferencji CHEMICAL INDUSTRY AND ENVIRONMENT, s. 595-601, Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Środowiska, Polska Akademia Nauk, Zabrze 1999.
• 15. Stufka-Olczyk J.: "Wpływ sposobu wytwarzania masy celulozowej na zawartość toksycznych składników w ściekach przemysłu celulozowo-papierniczego", rozprawa doktorska, Politechnika Łódzka 1996.
• 16. Graves J., Jameel H., Joyce T.W.: "Removal of chlorophenolics from an aerated lagoon", Tappi J. 78, 5, 99-104 (1995).
• 17. Neilson A.M., Allard A.S. i in.: "The environmental fate of chlorophenolic constituents of bleachery effluents", Tappi J. 73, 3, 239-247 (1990).
• 18. Ledakowicz S., Michniewicz M., Jagiełła A., Stufka-Olczyk J., Martynelis M.: "Elimination of resin acids by advanced oxidation processes and their impact on subsequent biodegradation", Water Res. 40, 3439-3446 (2006).
• 19. Martynelis M.W., Michniewicz M., Jagiełła A.: "Wpływ wstępnego działania ozonem na mikrobiologiczną degradację ścieków modelowych zawierających kwasy żywiczne", Przegl. Papiern. 61, 9, 570-573 (2005).
• 20. Stufka-Olczyk J., Pszonka B.: "Determination of fatty and resin acids in biological treatment wastewater using the capillary gas chromatography", Chem. Anal. 37, 307 (1992).
• 21. Stufka-Olczyk J., Rynkowski J.: "Gas chromatographic method of determination of fatty and resin acids in wastewater from pulp and paper mills", Acta Chromatographica, 5, 113-119 (1995).
• 22. Jagiełła A., Michniewicz M., Ledakowicz S.: "Degradacja kwasów żywicznych za pomocą ozonu oraz innych czynników utleniających", Przegl. Papiern. 61, 10, 620-623 (2005).
• 23. Nałęcz-Jawecki G. i in.: "Zastosowanie mikrobiotestów Microtox i Spirotox do badań toksyczności ostrej wody", Materiały XV Sympozjum nt. "Badania toksykologiczne w ochronie wód", Warszawa 1995.
• 24. Łebkowska M. i in.: "Toksykologia środowiska", Wyd. PWN 1999.
• 25. Nałęcz-Jawecki G.: "Badanie toksyczności środowiska wodnego metodą bioindykacji", Biuletyn Wydziału Farmaceutycznego AM w Warszawie 2/2003.