BazTech - Yadda

1

Wpływ chemicznego kondycjonowania na własności grawitacyjne osadu czynnego nadmiernego

Grübel Klaudiusz, Duda Marta

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2023

|

Vol. 5 (25)

23--31

EN

The formation of sludge is an inevitable consequence of wastewater treatment processes and their disposal and utilization requires knowledge, technology and engineering. Sulfate radical-based advanced oxidation processes (SR-AOPs) are gaining popularity as a fea-sible alternative for sludge conditioning and removing recalcitrant pollutants in an aqueous environment. Application of the pretreatment processes/conditioning allows to obtain better mechanical properties of sludge. In the last decade can be noticed a lot of research from around the world focused on new methods of conditioning of sludge, i.e. the processes of disin-tegration, of which the destruction of the mechanical, chemical and biological. Nowadays, advanced oxidation processes (AOPs) has been proposed as one of the most promising technology over conventional water treatment processes to destroy persistent or-ganic contaminants, as well as better sludge conditioning. Persulfate-based AOPs have attracted significant interest in the AOPs due to the following merits: 1) lower costs of storage and trans-portation; 2) easy availability of persulfate salts; 3) high yield of sulfate radicals formation and their longer half-life compared to other reactive oxygen species in AOPs. Persulfates, namely peroxydisulfate (PDS), are the most common sulfate radical donors. In order to generate them the peroxide bonds of persulfates can be cleaved homolytically or heterolyt-ically by various activation methods. SR-AOPs activation by heat is considered feasible due to the high concentration of radicals produced as well as the lack of catalysts leaching. The research focuses on determining the impact of activated PDS on the gravitational surplus activated sludge properties. Characteristic parameters were determined in sludge sedimenta-tion processes, i.e. the rate of descent and compaction, sludge density index and sludge volume index, and changes in the supernatant liquid. Conditioned sewage sludge with PDS activated by microwaves changes its sedimentation parameters: the sludge volume index de-creased with the dose of PDS and was dependent on it, the settling of the conditioned sludge occurred with the highest intensity in the first minutes of gravitational thickening, the oxidation efficiency of the formed radicals caused a decrease in the turbidity and color of the supernatant liquid.

2

Alkalizacja jako metoda wstępnej hydrolizy osadu czynnego przed procesem fermentacji beztlenowej

Grübel Klaudiusz, Wacławek Stanisław

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 1 (21)

16--25

EN

The aim of the research work was to determine the possibility of initial hydrolysis of the waste activated sludge with the use of the alkalization process. On the basis of the tests performed, it was found that the obtained pH value drops quite quickly after adding NaOH. In practice, after a period of 30 minutes, a further decrease in the pH value takes place, but at a lower rate. Therefore, 30 minutes was considered as a technically valid reaction time. After this reaction time, the COD (soluble COD; S-COD) values were recorded. They represented the release of organic matter into the liquid phase. In addition, a second disintegration method was carried out, on the alkalized earlier waste activated sludge, based on the phenomenon of hydrodynamic cavitation. Carrying out such a hybrid method of destroying activated sludge flocs and microorganisms contributed to the achievement of much greater hydrolysis effects. On the basis of the conducted research, it can be concluded that the use of such hydrolysis processes lead to good results in relation to further sludge processing, e.g. anaerobic digestion, which may result in a significant improve- ment in biogas production and an increase in biogas yield.

3

Stabilizacja osadu nadmiernego z układów uproszczonych (bez sedymentacji wstępnej) w procesie stabilizacji beztlenowej

Iskra K., Miodoński S.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 5

184--188

PL

Głównym wyzwaniem w gospodarce osadowej jest przede wszystkim redukcja dużych ilości osadów ściekowych i ich minimalizacja negatywnego oddziaływania na środowisko. Cele te są realizowane w procesach stabilizacji, głównie w warunkach tlenowych i beztlenowych. Szczególnie interesującym kierunkiem wydaje się mezofilna fermentacja metanowa z uwagi na odzysk energetycznie użytecznego gazu fermentacyjnego. W niniejszym artykule przedstawiono możliwość stabilizacji nadwyżek osadu czynnego z układów uproszczonych (bez sedymentacji wstępnej) w procesie stabilizacji beztlenowej. Przeprowadzone badania laboratoryjne pokazały obniżony potencjał substratu o wydłużonym wieku osadu do produkcji biogazu, zachowując jednak konkurencyjność do metod tlenowych stabilizacji w postaci ubytku materii organicznej.

EN

The main challenge in sludge management is primarily to reduce large amounts of sewage sludge and minimize its negative impact on the environment. These objectives are reached in the stabilization process, mostly under aerobic and anaerobic conditions. Especially interesting direction is became the mesophilic anaerobic digestion due to recovery of useful energy-rich biogas. This article presents the opportunity to stabilize the surplus activated sludge from the simplified system (without pre-sedimentation) during anaerobic digestion process. Laboratory tests showed low potential of sludge working with high solid retention time (SRT) to produce biogas, while being competitive in relation to aerobic stabilization in the form of loss of organic matter.

4

Wpływ nadsiarczanu i mononadsiarczanu na własności fizykochemiczne osadu czynnego

Chłąd Z., Grübel K., Wacławek S., Przywara L.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

561--570

PL

Ze względu na wzrastającą ilość osadów ściekowych wymagających zagospodarowania nieustannie poszukuje się nowych metod pozwalających na ich lepsze kondycjonowanie. Do takich metod należy zaliczyć różnego rodzaju sposoby dezintegracji osadów. W podjętych badaniach starano się określić wpływ chemicznej dezintegracji przy pomocy termicznie aktywowanego nadsiarczanu sodu (PDS) i mononadsiarczanu potasu (MPS) na wybrane własności sedymentacyjne i fizykochemiczne osadu ściekowego. W badaniach użyto dawek reagentów PDS i MPS: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 i 1% objętościowych, które aktywowano termicznie w temperaturze 60 i 80ºC przez 30 minut. Wpływ analizowanych substancji na osad czynny starano się wykazać na podstawie zmian wybranych parametrów, takich jak: mętność, uwolniona/rozpuszczona materia organiczna (wyrażone jako rChZT), indeks objętościowy osadu (I.O.O.) i indeks gęstości osadu (I.G.O.). Pod wpływem działania PDS i MPS mętność cieczy nadosadowej zmalała odpowiednio o 90 i 85%. Wraz ze wzrostem dawki reagentów zaobserwowano wzrost wartości rChZT, będącego wskaźnikiem uwolnionej w trakcie dezintegracji materii organicznej. Wartość rChZT w cieczy nadosadowej przy zastosowaniu PDS i MPS wzrosła odpowiednio o 41 i 77%. Zaobserwowano również zmniejszenie indeksu objętościowego osadu (I.O.O.) przy zastosowaniu temperatury aktywowania substancji dezintegrujących równej 80ºC oraz dawce tych substancji równej 1%. W przypadku MPS wartość indeksu objętościowego zmniejszyła się z 37,80 do 16,29 cm3/g po 30 minutach sedymentacji. Natomiast dla PDS nastąpił spadek wartości z 39,49 do 24,66 cm3/g w tym samym czasie.

EN

Due to the increasing amount of sewage sludge requiring management new methods which allow improving sludge conditioning are being sought incessantly. Such methods include different types of sludge disintegration processes. In the present study an attempt was made to determine the influence of thermally activated persulfate (PDS) and monopersulfate (MPS) on the sedimentation and physico-chemical properties of the waste activated sludge (WAS). In this study 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1% doses of PDS and MPS were used, and they were activated at the temperature of 60 and 80ºC for 30 minutes. The impact of the analyzed substances on WAS was investigated on basis of changes of the selected parameters such as: turbidity, soluble chemical oxygen demand (rCOD), sludge volume index (SVI). Addition of PDS and MPS to the WAS caused decrease of turbidity of supernatant by 90 and 85%, respectively. When the doses of the reactants increased there was also an increase in the SCOD value, being an indicator of the organic matter released during the disintegration. The SCOD value in the supernatant increased with using PDS and MPS by 41 and 77%, respectively. There was also observed decrease of sludge volume index (SVI) after addition of temperature activated (80ºC) PDS and MPS. For highest dose of MPS, SVI decrease from 37.80 to 16.29 cm3/g after 30 min sedimentation. In contrast, for the PDS there was a decrease from 39.49 to 24.66 cm3/g at the same time.

5

Alkaline solubilisation of waste activated sludge (WAS) for soluble organic substrate – (SCOD) production

Suschka J., Kowalski E., Mazierski J., Grübel K.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 1

29--38

EN

Improving the effects of hydrolysis on waste activated sludge (WAS) prior to anaerobic digestion is of primary importance. Several technologies have been developed and partially implemented in practice. In this paper, perhaps the simplest of these methods, alkaline solubilization, has been investigated and the results of hydrolysis are presented. An increase to only pH 8 can distinctively increase the soluble chemical oxygen demand (SCOD), and produce an anaerobic condition effect favorable to volatile fatty acids (VFA) production. Further increases of pH, up to pH 10, leads to further improvements in hydrolysis effects. It is suggested that an increase to pH 9 is sufficient and feasible for technical operations, given the use of moderate anti-corrosive construction material. This recommendation is also made having taken in consideration the option of using hydrodynamic disintegration after the initial WAS hydrolysis process. This paper presents the effects of following alkaline solubilization with hydrodynamic disintegration on SCOD.

PL

Zastosowanie wstępnej hydrolizy osadu czynnego wpływa w znaczący sposób na poprawę efektów fermentacji beztlenowej. W pracy przedstawiono wyniki wstępnej alkalizacji osadu. Stwierdzono, że w wyniku wzrostu pH do 8 nastąpiło wyraźne zwiększenie ChZT w cieczy nadosadowej i intensyfikacja produkcji LKT, a zmiana odczynu do pH 10 powoduje zwiększenie efektów hydrolizy. Wykazano, że wstępna hydroliza osadu do pH 9 jest możliwa do zastosowania w praktyce, z uwagi na wykorzystanie materiałów konstrukcyjnych o umiarkowanej odporności na korozję. Po wstępnej alkalizacji możliwe jest stosowanie innych metod dezintegracji osadu. W pracy przedstawiono wyniki kondycjonowania osadu poprzez alkalizacje w połączeniu z dezintegracją hydrodynamiczną.

6

Zastosowanie wstępnej hybrydowej hydrolizy osadu czynnego dla zwiększenia efektywności dwustopniowej fermentacji metanowej

Grubel K., Kuglarz M., Mrowiec B., Suschka J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 2

255--268

PL

Celem przeprowadzonych badań w skali laboratoryjnej było określenie wpływu wstępnej hydrolizy osadu czynnego - na drodze hybrydowego procesu dezintegracji - na zwiększenie produkcji biogazu. Zastosowany proces hybrydowy polegał na połączeniu alkalizacji osadu czynnego z procesem mechanicznym, wykorzystującym zjawisko kawitacji hydrodynamicznej. Proces alkalizacji osadu prowadzi do zniszczenia struktury kłaczków osadu czynnego, a następnie zachodzi destrukcja ściany komórkowej mikroorganizmów. Wstępne „zmiękczenie” osadu przed kolejnym mechanicznym procesem dezintegracji przyczynia się do uwolnienia materii organicznej z fazy stałej do fazy ciekłej. Wynikiem procesu hybrydowego jest synergistyczny wzrost wartości rozpuszczonego (uwolnionego) uChZT z 105 do 2330 mg O 2 /l. Uwolnienie tak dużej ilości uChZT jest znaczące w odniesieniu do efektywności zastosowania tych procesów dezintegracji oddzielnie. Zaprezentowana metoda synergistyczna jest łatwa w zastosowaniu, tania i cechująca się dużą elastycznością, pozwalającą uzyskać różny stopień dezintegracji. W pracy zaprezentowano ponadto znaczenie i potencjał prowadzenia dwuetapowej fermentacji metanowej osadu wraz z dodatkiem osadu dezintegrowanego. Pierwszy etap procesu fermentacji prowadzono w warunkach mezofilowych w czasie 12 dni, a drugi etap - po zmianie warunków termicznych - prowadzono w warunkach termofilowych w czasie 13 dni. Oceny wpływu dawki osadu dezintegrowanego hybrydowo na proces fermentacji dwustopniowej dokonano w aspekcie zwiększenia ilości produkowanego biogazu oraz minimalizacji ilości osadów pozostających do zagospodarowania. Na podstawie badań stwierdzono, że udział objętościowy osadu dezintegrowanego: 10, 20 i 30% objętościowych przyczynia się do intensyfikacji produkcji biogazu średnio o około 39, 48 i 57%.

EN

The aim of lab-scale investigation was combined effective process of waste activated sludge (WAS) pre-hydrolysis. It was based on soft alkaline sludge conditioning before partial hydrodynamic disintegration, as the pre-treatment procedure. The alkaline sludge pretreatment leads to the partial dissolution or destruction of flock structure, swelling, and subsequent solubilisation of cell walls. Alkalization and hydrodynamic disintegration of WAS result in organic matter release and polymer transfer from the solid phase to the liquid phase. These pre-treatments caused an increase of COD value from 105 to 2330 mg/l. This release of COD was significantly higher compared to the use of each method alone. Disruption of bacterial cells by the combination of alkaline and hydrodynamic cavitation pre-treatment has a positive effect and upgrades the effectiveness of anaerobic sludge digestion in terms of biogas production and sludge quantity minimization. Anaerobic digestion of WAS with addition of Waste Activated Sludge after Disintegration (WASD) by hybrid method - chemically and mechanically - was conducted under two stages - mesophilic/ thermophilic conditions. The mesophilic reactor was operated during solids retention time 12 days, while the thermophilic process was operated during 13 days. Evaluation of performance was in terms of biogas (methane) generation. Production of methane and the yield of biogas was observed after the addition of different volume of WASD. The addition of WASD (10, 20 and 30% of volume) to fermentation processes resulted in an improvement of biogas production about 39, 48 and 57%, respectively.

7

Post-Digestion Liquor Treatment in the Method Combining Chemical Precipitation with Reverse Osmosis

Kuglarz M., Grübel K., Bohdziewicz J.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 3

29--42

EN

The aim of the study was to develop an effective treatment of post-digestion liquors highly-loaded with biogenic and organic substances. The scope of the research project encompassed: mesophilic anaerobic digestion of waste activated sludge (WAS) as well as the treatment of post-digestion liquors, coming from the most appropriate HRT value of 25 days, in the process of ammonium magnesium phosphate (struvite) precipitation targeted at ammonia nitrogen binding and a subsequent reverse osmosis (RO) process. It was established that the method combining chemical precipitation and high-pressure ﬁltration ensures a high degree of contaminants removal allowing for a direct release of treated liquors into the natural reservoir. However, in order to decrease the residual NH4+ concentration (6.1 mg NH4+/dm3) in the puriﬁed post-digestion liquors below the level allowing for a direct release to the natural reservoir, it turned out to be necessary to apply increased molar ratio of magnesium and phosphates (Mg:NH4+: PO43- = 1.5:1:1.5).

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było opracowanie efektywnej metody oczyszczania wysoko obciążonych wód pofermentacyjnych, związkami biogennymi oraz organicznymi. Zakres przeprowadzonych badań obejmował mezofilową fermentację nadmiernych osadów czynnych oraz oczyszczanie powstałych wód pofermentacyjnych. Wody pochodzące z fermentacji osadów prowadzonej w warunkach uznanych za najkorzystniejsze (HRT = 25 dni) poddano oczyszczeniu z zastosowaniem procesu strącania fosforanu amonowo-magnezowego (struwitu) oraz wysokociśnieniowej filtracji membranowej (RO). Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że oczyszczanie wód pofermentacyjnych w procesie łączącym strącanie fosforanu amonowo- magnezowego z membranową filtracją wysokociśnieniową jest metodą efektywną, zapewniającą wysoki stopień usunięcia ładunku zanieczyszczeń. Jakkolwiek, zastosowanie 50% nadmiaru jonów magnezowych i fosforanowych (Mg:NH4+PO43-- =1.5:1:1.5) podczas strącania struwitu okazało się niezbędne w celu obniżenia stężenia azotu amonowego (6.1 mg NH4+/dm3) poniżej poziomu pozwalającego na bezpośrednie odprowadzenie oczyszczonych wód do odbiornika naturalnego.

8

Nitrogen in the Process of Waste Activated Sludge Anaerobic Digestion

Suschka J., Grübel K.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 2

123--136

EN

Primary or secondary sewage sludge in medium and large WWTP are most often processed by anaerobic digestion, as a method of conditioning, sludge quantity minimization and biogas production. With the aim to achieve the best results of sludge processing several modifications of technologies were suggested, investigated and introduced in the full technical scale. Various sludge pretreatment technologies before anaerobic treatment have been widely investigated and partially introduced. Obviously, there are always some limitations and some negative side effects. Selected aspects have been presented and discussed. The problem of nitrogen has been highlighted on the basis of the carried out investigations. The single and two step - mesophilic and thermophilic - anaerobic waste activated sludge digestion processes, preceded by preliminary hydrolysis were investigated. The aim of lab-scale experiments was pre-treatment of the sludge by means of low intensive alkaline and hydrodynamic disintegration. Depending on the pretreatment technologies and the digestion temperature large ammonia concentrations, up to 1800 mg NH4/dm3 have been measured. Return of the sludge liquor to the main sewage treatment line means additional nitrogen removal costs. Possible solutions are discussed.

PL

Wstępne lub wtórne osady ściekowe powstające w średnich i dużych oczyszczalniach ścieków są najczęściej przetwarzane i kondycjonowane w procesie beztlenowej fermentacji, czego skutkiem jest zmniejszenie ilości osadów oraz produkcja biogazu. W celu osiągnięcia lepszych rezultatów beztlenowej fermentacji osadów wprowadza się metody wstępnej hydrolizy osadów przed właściwym procesem fermentacji. Niektóre z tych metod znalazły zastosowanie w pełnej skali technicznej, a inne są badane i wprowadzane w sposób częściowy. Oczywiście, zawsze są pewne ograniczenia stosowania określonych metod i mogą występować pewne negatywne skutki uboczne. W artykule przedstawiono wybrane aspekty związane ze stosowaniem wstępnych procesów hydrolizy przed jedno- i dwustopniowym procesem fermentacji w warunkach mezofi lowych i termofi lowych. Jako wstępny proces hydrolizy zastosowano proces chemicznej i hydrodynamicznej dezintegracji. W zależności od zastosowanego procesu wstępnego oraz temperatury prowadzenia procesu fermentacji beztlenowej odnotowano znaczne stężenia amoniaku w cieczy osadowej dochodzące do 1800 mg NH4/dm3. Zawracanie cieczy osadowej do głównego strumienia oczyszczanych ścieków oznacza istotne zwiększenie kosztów oczyszczania ścieków. Recyrkulacja odcieków wymagałaby poniesienia dodatkowych kosztów związanych z usuwaniem azotu. W pracy, wskazano na możliwe do zastosowania procesy minimalizacji azotu amonowego w odciekach z procesu fermentacji osadów.

9

Zmiana ilości wprowadzonej energii ultradźwięków do osadów ściekowych w zależności od zawartości w nich suchej masy

Parkitna K., Kowalczyk M., Krzemińska D.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2039--2053

EN

Despite of many studies on the use of ultrasonic disintegration for sewage sludge conditioning, have not yet been generally accepted indicators to choose the best parameters of used ultrasound to assist in the process of dewatering sludge. Still the most important issue is to adjust proper quantities of introduced energy depending on the characteristic parameters of sewage sludge. The publication presents the results of studies which purpose was to determine the relation of ultrasound energy introduced during sonification of sewage sludge with variable contents of their dry mass. Based on the survey and after analysis of the results, we can conclude that the amount of ultrasound energy introduced into the sewage sludge depends strictly on the content of their dry mass. Together with the increase of dry matter content, grows the amount of energy introduced into sludge. Regardless of the used disintegrator’s power for sonification, for each analyzed amplitude, together with increasing exposure time, density of energy increased nonlinearly. For sludge treated sonification at a specific time, value of this parameter was also changing nonlinearly to the size of used amplitude. The greater the value of the amplitude, the quantity of energy introduced had higher values.

10

Influence of Organic and Mineral Waste on Yield, Content of Nitrogen in Tested Plants

Kalembasa S., Godlewska A., Becher M., Pakuła K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 3

303--314

EN

The research aimed the evaluating of the influence of sewage sludge, hard coal and their ash mixture on yielding, nitrogen content, and its utilization coefficient by cocksfoot and maize. Sewage sludge as mixture of sewage sludge with hard coal ash were applicated as fresh and after three months of composting process in two series: without and with liming. The largest yields of test plants biomass were achieved on objects treated with raw sewage sludge. Nitrogen contents at test plants was significantly higher due to sewage sludge, sludge-ash mixture, as well as mineral nutrition application, while liming considerably decreased the nitrogen contents in the biomass of tested plants. Mineral fertilization significantly enhanced the nitrogen uptake by both test plant species, and applying the waste materials – only at cocksfoot. The coefficient of nitrogen utilization from raw and composted sewage sludge was at similar levels amounting to 26.2 %, on average; addition of hard coal ash into the sludge caused the decrease of this coefficient.

PL

Celem badań było określenie wpływu zróżnicowanego nawożenia osadami ściekowymi oraz mieszaniną osadowo-popiołową na plonowanie oraz zawartość, pobranie i współczynnik wykorzystania azotu przez kupkówkę pospolitą i kukurydzę. Osady i ich mieszaniny stosowano świeże i po 3-miesięcznej fermentacji w serii bez i z wapnowaniem. Największe plony roślin uzyskano na obiektach nawożonych osadami świeżymi. Zawartość azotu w roślinach testowych była istotnie większa pod wpływem stosowania osadów ściekowych i mieszanin osadowo-popiołowych oraz nawożenia mineralnego, natomiast wapnowanie istotnie obniżyło koncentrację azotu w roślinach. Nawożenie mineralne istotnie zwiększyło pobranie azotu przez obie rośliny testowe, a stosowanie materiałów odpadowych jedynie pod kupkówkę pospolitą. Wykorzystanie azotu z osadów ściekowych i kompostowanych było na tym samym poziomie i wynosiło średnio 26,2 %, a dodatek popiołu do osadów spowodował spadek wartości tego współczynnika.

11

Content of Selected Elements in Miscanthus sacchariflorus (Maxim.) Hack Biomass under the Influence of Sewage Sludge Fertilization

Malinowska E., Kalembasa D.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 2

203--211

EN

The field experiment consisted in the examination of the sewage sludge and mineral fertilization application on contents of some elements: Fe, Mn, Mo, Li, Ti, Ba and Sr in stalks and leaves of Miscanthus sacchariflorus grass cultivated in the first year as well as in the whole biomass harvested in the second year. Total elements concentrations were analyzed by means of ICP-AES technique after combustion in a muffle furnance at 450 oC. Much higher concentrations of analyzed elements in leaves of amur silvergrass than in its stalks was found. More molybdenum, and less iron and titanium was recorded in the second year than in the first year of the experiment. Contents of other elements determinated in biomass were at similar levels in both years of cultivation. Uptake and accumulation of selected elements in yields of amur silvergrass was higher in the first as compared with the second experimental year. Leaves showed higher uptake of Fe, Mn, Li, and Ti due to sewage sludge fertilization, while stalks uptake more Mo and Sr.

PL

W doświadczeniu polowym badano wpływ nawożenia osadem ściekowym i nawozami mineralnymi (dla porównania) na zawartość wybranych pierwiastków: Fe, Mn, Mo, Li, Ti, Ba i Sr w łodygach i liściach trawy Miscanthus sacchariflorus, uprawianej w I roku oraz w całej biomasie, zebranej w II roku. Zawartość ogólną wymienionych pierwiastków oznaczono metodą ICP-AES, po mineralizacji na sucho w piecu muflowym, w temperaturze 450 oC. Stwierdzono kilkakrotnie większą zawartość analizowanych pierwiastków w liściach miskanta cukrowego niż w łodygach. W II roku zanotowano więcej molibdenu, mniej żelaza i tytanu niż w I roku eksperymentu. Zawartość pozostałych pierwiastków była na zbliżonym poziomie w obu terminach badań. Pobranie i wyniesienie badanych pierwiastków z plonem miskanta cukrowego było większe w I roku uprawy, w stosunku do II roku. Liście pobierały więcej Fe, Mn, B, Li i Ti pod wpływem nawożenia osadem ściekowym, łodygi Mo i Sr.

12

Pobranie pierwiastków śladowych przez miskanta cukrowego nawożonego osadem ściekowym

Malinowska E., Kalembasa D.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 2

749--753

PL

W doświadczeniu polowym badano wpływ nawożenia osadem ściekowym i nawozami mineralnymi (dla porównania) na zawartość wybranych pierwiastków: Fe, Mn, Mo, Li, Ti, Ba i Sr w biomasie trawy Miscanthus sacchariflorus w I i II roku uprawy. Doświadczenie założono w układzie całkowicie losowym, w trzech powtórzeniach. Zawartość ogólną wymienionych pierwiastków w suchej masie trawy oznaczono metodą ICP-AES po mineralizacji „na sucho”. W I roku doświadczenia zastosowany osad ściekowy w dawkach 20 i 30 Mg ha–1 spowodował znacznie większą bioakumulację wszystkich badanych pierwiastków w porównaniu z obiektem kontrolnym. W II roku uprawy zanotowano więcej molibdenu, a mniej żelaza i tytanu niż w I roku; zawartość pozostałych pierwiastków była na zbliżonym poziomie w obydwu latach badań.

EN

In a field experiment investigated the effect of fertilization with sewage sludge and mineral fertilizers (for comparison) on the content of selected elements: Fe, Mn, Mo, Li, Ti, Ba and Sr in the biomass of the grass Miscanthus sacchariflorus first and second year of cultivation. The experiment was a completely randomized, in triplicate. Total content of these elements in dry matter of grass was determined by ICP-AES after “dry” mineralization. In the first year of the experiment used sludge doses (20 and 30 Mg ha–1) resulted in significantly higher bioaccumulation of all analyzed elements, compared with the control, in the first year of the experiment. In the second year of cultivation there was more of molybdenum, and less iron and titanium than in the first year, the contents of other elements were at a similar level in both years of study.

13

Wpływ dawek osadu ściekowego na zawartość i pobranie Zn, Cu i Cr przez biomasę życicy wielokwiatowej oraz na akumulację tych metali w glebie

Wiśniewska B., Kalembasa S.

Inżynieria Ekologiczna

|

2011

|

Nr 27

229-239

PL

Badano wpływ nawożenia zróżnicowanymi dawkami osadu ściekowego i obornikiem na zawartość i pobranie Zn, Cu i Cr przez życicę wielokwiatową, a także akumulację tych metali ciężkich w utworze glebowym po trzech latach doświadczenia wazonowego. Zawartość cynku w biomasie życicy wielokwiatowej była istotnie zróżnicowana pod wpływem stosowanego nawożenia w każdym roku prowadzenia badań, natomiast zawartość miedzi wykazała istotne zróżnicowanie tylko w roku pierwszym i drugim. Zawartości badanych metali ciężkich w testowanej trawie zwiększała się wraz ze zwiększeniem dawki osadu ściekowego i była większa niż w roślinach nawożonych obornikiem. Średnia z trzech lat zawartość cynku w glebie wskazuje na zwiększenie kumulacji tego metalu pod wpływem zwiększenia udziału osadu ściekowego, natomiast zawartość miedzi i chromu wskazuje na zmniejszenie ilości tego pierwiastka wraz ze wzrostem udziału osadu ściekowego, co można tłumaczyć większym pobraniem tych metali przez biomasę uprawianej trawy.

EN

The influence of varied sewage sludge doses and FYM on the content and uptake Zn, Cu and Cr of Italian ryegrass, as well as accumulation these metals in a soil after three years of a pot experiment, was investigated. Fertilization with different doses of waste activated sludge and FYM signifficiant differentiated the content of Zn in biomass of tested plant during all years of experiment and Cu in first and second year. The content of investigated heavy metals in the biomass of tested grass increased along with the doses of sewage sludge and it was much higher than due to manure. After three experimental years, higher zinc accumulation in the soil was observed, which resulted from elevated doses of sewage sludge. The accumulation of copper and chromium was lowest in objects with 30% waste activated sludge than the object with addition 10%, that was explane bigger uptake these metals by biomase tested grass.

14

The influence of microwave irradiation on the increase of waste activated sludge biodegradability

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Grubel K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2011

|

Vol. 4, no. 4

123-130

EN

The aim of the research project was to establish the most appropriate time of microwave exposure, which ensures effective sludge lysis. The assessment of the sludge disintegration was based on a release of organic (COD) and inorganic (PO43", NH4 , Ca2+, Mg2+) substances into liquid phase as well as the quantity and quality of the biogas produced. It was established that an increase in sludge biodegradability caused by a rise in COD, had a positive impact on the amount of biogas generated. Based on the results obtained, the optimum microwave exposure amounted to 4 min, and was correlated with the sludge temperature of 60°C for the power of 700W and 80°C for power of 900W. As compared to the amount of biogas generated with raw sludge, the optimum exposing time allowed to generate 49% and 60% more biogas at 700W and 900W respectively. Microwave treatment at both powers, did not have an influence on the CH4 content in biogas produced.

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było ustalenie najkorzystniejszego czasu oddziaływania mikrofal zapewniającego efektywną lizę nadmiernych osadów czynnych. Stopień dezintegracji osadu oceniano na podstawie zmian zawartości związków organicznych (ChZT) i nieorganicznych (PO43", NH4+, Ca + , Mg2+) w cieczy nadosadowej oraz ilości i jakości wygenerowanego biogazu. Poprawa biodegradowalności osadów wskutek wzrostu stężenia związków organicznych (ChZT) wpłynęła pozytywnie na ilość wydzielanego biogazu. Jako optymalny czas oddziaływania mikrofal na analizowany osad ściekowy uznano czas wynoszący 4 minuty, który odpowiadał temperaturze osadu na poziomie około 60°C dla mocy mikrofal 700W oraz około 80°C dla mocy mikrofal - 900W. Dla czasu tego produkcja biogazu w odniesieniu do ilości biogazu wygenerowanego przez osad surowy wzrosła o 49% (700W) i 60% (900W). Wstępne preparowanie osadu mikrofalami nie wpłynęło na zawartość CH4 w produkowanym biogazie.

15

Stabilizacja beztlenowa osadów ściekowych pochodzących z przemysłu celulozowo-papierniczego

Worwąg M., Brzeska K., Zawieja I., Bień J.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 2

493--497

PL

Zanieczyszczenia pochodzące z przemysłu celulozowo-papierniczego są różnorodne i w głównej mierze zależą od zastosowanej technologii i oczyszczania ścieków. Zdecydowana większość ścieków celulozowo-papierniczychprzed wprowadzeniem do środowiska jest oczyszczana w urządzeniach biologicznych. W celu zbadania przebiegu procesu stabilizacji beztlenowej osadów ściekowych pochodzących z przemysłu celulozowo-papierniczegonadmierny osad czynny zaszczepiono osadem przefermentowanym, pochodzącym z komunalnej oczyszczalni ścieków i poddano 10-dniowej mezofilowej fermentacji metanowej. Badania prowadzono w kolbach laboratoryjnych w temperaturze 37°C. Zawartość badanych kolb mieszano ręcznie co kilka godzin. Wykonano następujące oznaczenia fizyczno-chemiczne: lotne kwasy tłuszczowe (LKT), sucha masa, sucha masa mineralna, sucha masa organiczna, pH, zasadowość, kwasowość, azot ogólny Kjeldahla, azot amonowy, ChZT, węgiel ogólny, fosfor ogólny. Ponadto przeprowadzono badania mikrobiologiczne na obecność mikroorganizmów, takich jak: mezofile, psychrofile, oraz obecność gatunków patogennych: Escherichia coli, Salomnella spp. oraz grzybów. Stwierdzono, iż proces przebiegał prawidłowo. W kolejnych dniach procesu zaobserwowano między innymi wzrost zawartości lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Wartość tego parametru przed fermentacją wynosiła 274 mg CH3COOH/dm3 natomiast w czwartym dniu procesu osiągnęła wartość 514 mg CH3COOH/dm3. Zawartość substancji organicznych przed oraz w czwartym dniu fermentacji wynosiła odpowiednio 9,876 g/dm3 oraz 7,903 g/dm3.

EN

The impurities coming from pulp and paper industry are varied and they depend mainly on the way of treating the sewage and the technology of their treatment. The greater amount of the pulp and paper sewage is treated in the biological devices before entering them into the natural environment. The great amounts of pulp and paper sewage arise during the process of their pre-sedimentation and during the biological treating of sewage by means of activated sludge method and they also arise as the result of the chemical flocculation process. The excessive pulp and paper sludge, coming from the biological and chemical treatment of sewage, characterizes of high part of organic substances and of weak drainage property. What is more, the literature shows that oxygen-free(anaerobic) treatment causes the generation of much smaller amounts of sludge than oxygen treatment (1/7). As the result of the anaerobic stabilization process there is also obtained biogas, which is the energy carrier. The substrate of the research was the excessive activated sludge which comes from Koniecpol Fibreboard Factory arising from biological processes of treating sewage consisting in 23% of technological sewage and in 77% of domestic sewage. The part of technological sewage within the total amount of load flowing into the treatment plant, together with the sewage, constituted the greatest amount of it and it was: 74%. In order to examine the course of the oxygen-free stabilization process of sewage sludge coming from the pulp and paper industry, the excessive activated sludge was inoculated by fermented sludge, coming from the municipal sewage treatment plant and then it was put to the 10-day mesophile methane fermentation. The research was made within the flasks in the temperature of 37°C. The content of the examined flasks was mixed every few hours by hand. There was made the following physical-chemical determinations: volatile fatty acids (VFA), dry matter, mineral dry matter, organic dry matter, hydration, pH, alkalinity, acidity, Klejdahl general nitrogen, ammonium nitrogen, COD (chemical oxygen demand), general carbon, general phosphorus. What is more, there was made the research on the microbiological presence of microorganisms such as: mesophiles, psychophiles and on the presenceof pathogenic species such as: Escherichia coli, Salomnella spp. and fungi. There was concluded that the process proceeded correctly. There was observed, during the next days of the process, among others: the increase in volatile fatty acids (VFA). The value of this parameter, before the fermentation was: 274 mg CH3COOH/dm3, and on the fourth day of the process it was: 514 mg CH3COOH/dm3. The amount of organic substances before the process and on the fourth day amounted respectively: 9.876 and 7.903 g/dm3.

16

Content of lithium, barium and strontium in waste activated sludge produced in the sewage purification plant of meat processing factory

Kalembasa D., Jaremko D.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 5-6

479-485

EN

Trace elements from waste activated sludges application can accumulate in the soil. In order to evaluate beneficial agronomic and adversely environmental effects of these materials, knowing the chemical composition of waste activated sludges is of great importance in agricultural use of these wastes. The aim of this study was to determine the total content of lithium, barium and strontium in waste activated sludge produced in the sewage purification plant of meat processing factory in Sokolow Podlaski. 20 samples were collected periodically, at biweekly intervals, from March to December in 2005. Total content of Li, Ba and Sr was determined using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). The data were processed statistically using means, percentiles, and concentration ranges. Due to the variability of trace elements content in waste activated sludge within sample collection date a single factor analysis of variance was completed. It was found that the total content of lithium, barium and strontium in the analyzed sludge was low and this material could be used as soil amendment.

PL

Pierwiastki śladowe zawarte w osadach ściekowych stosowanych w celach nawozowych mogą ulegać akumulacji w glebie. Aby ocenić korzystne właściwości nawozowe oraz zagrożenia dla środowiska wynikającego z rolniczego użytkowania osadów, niezbędna jest znajomość składu chemicznego tych odpadów. Celem niniejszej pracy było przedstawienie ogólnej zawartości litu, baru i strontu w osadach ściekowych wytworzonych w oczyszczalni ścieków zakładów mięsnych w Sokołowie Podlaskim. Do badań wybrano 20 próbek osadu ściekowego pobranych od marca do grudnia 2005 r. w odstępach dwutygodniowych. W próbkach oznaczono całkowitą zawartość litu, baru i strontu metodą atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-AES). Uzyskane dane opracowano statystycznie, przedstawiając zawartości wybranych pierwiastków śladowych jako średnie, percentyle oraz zakresy stężeń. Wykazano istotne różnice w zawartościach wybranych pierwiastków śladowych, w zależności od terminu pobrania próbki, przez jednoczynnikową analizę wariancji. Stwierdzono, że całkowita zawartość litu, baru i strontu w próbkach osadów ściekowych była relatywnie mała, co pozwala na rolnicze wykorzystanie tych odpadów.

17

The influence of the doses of waste activated sludge on the content of PAHs in the ryegrass and soil

Kalembasa S., Wiśniewska B., Kluska M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2004

|

Vol. 30, no. 2

115--120

EN

The concentration of hydrocarbons in the yield of dry matter in ryegrass depended upon the sludge dose. The highest concentrations of hydrocarbons in ryegrass were found in a control object. In objects fertilized with waste activated sludge the highest concentration of hydrocarbons was found in ryegrass with 20% of waste activated sludge. After a two-year experiment, the highest concentration of hydrocarbons was found in the control object. In soil materials fertilized with waste activated sludge the concentration of hydrocarbons grew along with the sludge dose.

PL

Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w plonie suchej masy życicy wielokwiatowej uzależniona była od dawki osadu ściekowego. Największą ilość sumy oznaczonych węglowodorów w plonie trawy stwierdzono na obiekcie kontrolnym. Na obiektach nawożonych osadem ściekowym najwięcej węglowodorów zanotowano w życicy wielokwiatowej uprawianej na piasku gliniastym lekkim pylastym z 20% udziałem osadu. Po dwóch latach prowadzenia doświadczenia największą sumaryczną ilość węglowodorów stwierdzono na obiekcie kontrolnym. W utworze glebowym gdzie stosowano osad ściekowy ilość WWA wzrasta wraz ze wzrostem dawki osadu.

18

Removal of heavy metals from excessive activated sludge

Gąsiorek J. A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2002

|

Vol. 4, nr 3

8-12

EN

This paper presents the laboratory scale anaerobic treatment results from an acidic autolysis of a waste activated sludge and from a desulfiirication process of this sludge, too. The sludge with high contents of the heavy metals used in the study was derived from the treatment plant at Cze_stochowa. The anaerobic first-stage treatment system includes an acid reactor or a fermentation reactor with the population of the sulfate reducing bacteria e.g. Desulfovibrio desulfuricans respectively. The second stage was carried out on the aerated reactor, which was used to heavy metals extraction during bioleaching of the sludge from the first stage with Thiobacillus ferrooxidans bacteria. The removal yield of the heavy metals are given after each stages of the sludge treatment. The organic sludge after second stage operation can be application within agriculture as its heavy metals content is very low. The liquid product on separation phosphates and the metal hydroxides as the carbon source can be used to enhance the nitrogen and phosphorus removal at the waste water treatment plants. These investigations are part of the recycling project called 1TP (integrated treatment plant) process depending on the integration of the desulfurication to waste water treatment with an activated sludge technology at a treatment plant.