Influence of the addition of solidifying materials on the heavy metals immobilization in sewage sludge

• Autorzy: Czechowska-Kosacka A. , Pawłowski L.

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatku materiałów zestalających na immobilizację metali ciężkich w osadach ściekowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Metodą utylizacji osadów ściekowych zasługującą na szczególną uwagę jest solidyfikacja. Odpady o różnym uwodnieniu mogą być zestalane zarówno poprzez usuwanie z nich cieczy jak również przez dodanie do nich specjalnych substancji powodujących zmianę właściwości fizycznych i chemicznych. Obniżenie kosztów solidyfikacji stało się możliwe przy zastosowaniu pyłów dymnicowych zawierających w swoim składzie duże ilości tlenku wapnia. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia wpływu solidyfikacji osadów ściekowych na immobilizację metali ciężkich. Badania solidyfikacji osadów ściekowych za pomocą pyłów dymnicowych z Elektrowni "Bełchatów" wykonano dla próbek osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków "Bieławin" z Chełma, stosując dawki 0,2; 0,6; 1,0 kg pyłu/kg s.m.o. Całkowite stężenia metali ciężkich w osadach ściekowych i pyłach oznaczono po mineralizacji w mineralizatorze mikrofalowym CEM-2100. Stężenia metali ciężkich oznaczono przy zastosowaniu aparatu ICP JY 238 ULTRACE. W celu ilościowej analizy pięciu form występowania metali ciężkich przeprowadzono sekwencyjną ekstrakcję w oparciu o schemat przedstawiony w tabeli 1. Na podstawia badań własnych oraz badań przedstawionych przez innych autorów [11, 12], można stwierdzić, że oznaczanie całkowitej zawartości konkretnych metali jest niewystarczające do właściwej oceny ich toksyczności, możliwości asymilacji, akumulacji oraz migracji, ponieważ te własności zależą od chemicznych i fizycznych form, w których występują. Jedną z technik stosowanych w ekstrakcji poszczególnych faz i form, w których one występują jest procedura ekstrakcji sekwencyjnej. Polega ona na wielokrotnej ekstrakcji analizowanych próbek różnymi reagentami. Biorąc pod uwagę badania własne oraz badania innych autorów [13, 14, 15, 16, 17] szczególną uwagę należy zwrócić na problem ponownej adsorpcji. W celu oceny potencjalnego ryzyka, które może być wynikiem wprowadzenia mieszanki osadu i pyłów do środowiska przeprowadzono analizę specjacyjną bezpośrednio po oraz po 28 dniach procesu solidyfikacji. Wyniki analiz przedstawiono w tabelach 3 i 4. W celu określenia poziomu immobilizacji metali ciężkich przeprowadzono frakcjonowanie osadów, przed i po procesie solidyfikacji stosując procedurę ekstrakcji sekwencyjnej. Składa się ona z wielokrotnej ekstrakcji poddanych analizie próbek odczynnikami o zróżnicowanym potencjale ługowania. Z przeprowadzonych analiz surowych osadów ściekowych i solidyfikowanych pyłami dymnicowymi wynika, że: 1. Osady ściekowe zhigienizowane pyłami dymnicowymi pochodzące z oczyszczalni ścieków "Bieławin" nie stwarzają zagrożenia chemicznego i mogą być wykorzystywane w każdym sposobie przyrodniczego wykorzystania. 2. Wraz ze wzrostem pH wzrasta stężenie miedzi i cynku we frakcji jonowymiennej. 3. Testy frakcjonowanego wymywania pokazują, że dla każdego z analizowanych metali zmniejszeniu ulegają frakcje biodostępne. Wyjątek stanowi cynk, ale jest on pierwiastkiem powszechnie dostępnym w środowisku, natomiast w przypadku niklu i chromu wielkości frakcji biodostepnych nie przekreśla ich przyrodniczego wykorzystania. 4. Niskie zawartości metali ciężkich w mieszankach osadowo-pyłowych stwarzają możliwość wielokrotnego naważenia gleby bez obawy wprowadzenia nadmiaru metali ciężkich. 5. Zastosowany komponent do solidyfikacji stanowi materiał odpadowy uciążliwy ekologicznie, a zastosowanie go zamiast wapna palonego ma mocne uzasadnienie ekonomiczne. Zastosowana technologia solidifikacji osadów pyłami dymnicowymi jest prosta i łatwa w realizacji, a otrzymany produkt nie jest uciążliwy zapachowo.

Słowa kluczowe

PL

metale ciężkie; osady ściekowe; utylizacja; solidyfikacja

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: Tom 8
• Strony: 11--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Czechowska-Kosacka A.

autor

Pawłowski L.

• Lublin University of Technology

Bibliografia

• 1. Bień J.: Osady ściekowe – teoria i praktyka. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• 2. Siuta J.: Sposoby przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych. III Konferencja Nauk.-Tech., Wyd. Ekoinżynieria, Lublin 1999.
• 3. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 1 sierpnia 2002 r., w sprawie komunalnych osadów ściekowych, Dz. U. 02.134.1140. z dn. 27 sierpnia 2002.
• 4. Sobczynski T., Siepak J.: Aspekty metodyczne ekstrakcji sekwencyjnej metali z osadów dennych. Mat. VII Konf. Nauk.-Tech. nt. Gospodarka odpadami komunalnymi, Kołobrzeg 2001.
• 5. Analiza specjacyjna metali w próbkach wód i osadów dennych. pod red. J. Siepaka, UAM, Poznań 1998.
• 6. Połeć K., Jarosz M.: Zastosowanie technik sprzężonych w analizie specjacyjnej. Analityka, Nauka i Praktyka, nr 4, 2000.
• 7. Szymański K., Janowska B.: Analiza specjacyjna osadów ściekowych jako kryterium oceny ich jakości. XII Konferencja Nauk.-Tech. nt. Osady ściekowe. Problem aktualny, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2001.
• 8. Al-Mohamd M.: Możliwości zestalania przefermentowanych osadów ścieków miejskich. II Międzynarodowa Konferencja Naukowo Techniczna: Osady ściekowe odpad czy surowiec?, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1997.
• 9. Czechowska-Kosacka A.: Solidyfikacja osadów ściekowych mineralnymi surowcami odpadowymi a formy specjacyjne metali. II Kongres Inżynierii Środowiska, materiały t. I, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, vol. 32, 2005. 1071÷1079.
• 10. Tessier A. Campbell P.G. C., Bisson M.: Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulate Trace Metals. Analytical Chemistry, vol. 51, 1997, 844÷851.
• 11. Piotrowska M., Dutka S.: Frakcje metali śladowych w osadach ściekowych jako kryterium ich przydatności w rolnictwie (Trace metals fractions is wastewater sludge as criterion of its applicability for agricultural purposes). Arch. Ochr. Środ., 1-2, 1997. 65÷72.
• 12. Rosik-Dulewska Cz.: Ocena ilościowa i jakościowa metali ciężkich w osadach ściekowych w aspekcie ich przyrodniczego wykorzystania (Qualitative and quantitative analysis of heavy metals in wastewater sludge in the aspect of its natural use). Materiały Konferencji Naukowej, Bioremediacja gruntów, Gliwice – Wisła 1998. 213÷222.
• 13. Kheboian C., Bauer C.F.: Accuracy of selective extraction procedures for metal speciation in model aquatic sediments. Anal. Chem., 59, 1987, 1417÷1423.
• 14. Shan X. Q., Chen B.: Evaluation of sequential extraction for speciation of trace metals in model oil containing natural minerals and humic acid. Anal. Chem., 65, 1993. 802÷807.
• 15. Tu Q., Shan X.Q., Qian J.: Trace metal redistribution during extraction of model soils by acetic acid/sodium acetate. Anal. Chem., 66, 1994. 3562÷3598.
• 16. Raksasataja M., Langdom A.G., Kim N.D.: Assessment of the extent of Pb redistribution during sequential extraction by two different methods. Anal. Chem. Acta 332, 1996. 1÷14.
• 17. Lo I.M.C., Yang X.Y.: Removal and redistribution of metals from contaminated soils by sequential extraction method. Waste Manage., 18, 1998. 1÷7.
• 18. Kabata-Pendias A, Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN Warszawa 1999.