Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ekstrakcja metali z osadów przemysłowych i komunalnych przy użyciu roztworów EDTA

Karwowska B., Wiśniowska E., Sperczyńska E., Janosz-Rajczyk M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 3

423--432

PL

Celem prezentowanej pracy jest analiza możliwości usuwania metali z osadów oraz określenie skuteczności roztworów EDTA (kwas etylenodiaminotetraoctowy) w procesie ekstrakcji wybranych metali (Zn, Cu, Cd, Ni i Pb). W badaniach wykorzystano osady z przemysłu metalurgicznego oraz komunalne osady ściekowe. W osadach oznaczono całkowitą zawartość metali ciężkich po mineralizacji mieszaniną stężonych kwasów mineralnych: HNO 3 i HCl (1+3 - woda królewska). Efektywność EDTA w usuwaniu metali badano, poddając próbki osadów ekstrakcji z zastosowaniem wody demineralizowanej oraz roztworów wodnych EDTA o stężeniach 0,01; 0,05; 0,10 mol/dm3 . Próbki osadów wytrząsano przez 6 godzin, następnie pozostawały one w kontakcie z roztworem do 24 godzin, po czym były sączone i uzyskane przesącze analizowano, oznaczając w nich zawartość wybranych metali ciężkich. Roztwory EDTA okazały się wydajnymi ekstrahentami do wyodrębniania metali zarówno z osadów przemysłowych, jak i komunalnych. Jednak obserwowano różnice dla poszczególnych metali w podatności na wymywanie. Uzyskane wyniki wskazują, iż efektywność usuwania metali zależy od rodzaju matrycy, w jakiej związany jest metal. Efektywność usuwania metali była również zależna od stężenia roztworu stosowanego jako ekstrahent, osiągając najwyższe wartości dla roztworów o stężeniu 0,100 mol/dm3.

EN

Sewage sludge formed in industrial wastewater treatment plants contains high amount of heavy metal ions. Especially electroplating, metallurgical, semiconductors production and printed circuit board industry generate wastewaters containing toxic metal ions. Significant concentration of heavy metals could be present in municipal sludge, especially one produced on treatment plants with high inflow of industrial wastewater. Classical treatment of that wastewater involving chemical precipitation under alkaline condition results in hazardous solid waste. High concentration of heavy metals in sludge is one of the most important environmental problems. The aim of this study was analysis of heavy metals removal from sewage sludge as well as determination of selected heavy metals (Zn, Cu, Ni, Cd and Pb) removal efficiency from industrial and municipal sludge using aqueous solutions of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid). Total content of analysed heavy metals (Zn, Cu, Ni, Pb) in sewage sludge was determined after digestion with mixture of concentrated mineral acids: HNO 3 and HCl (1+3 - aqua regia). Efficiency of EDTA solutions for selected heavy metals removal from industrial and municipal sludge was determined using the single step washing tests with deionized water and EDTA solution at concentration 0.010, 0.050, 0.075 and 0.100 mol/dm3 . Samples of dried and homogenized industrial as well as municipal sludge were shaken for 6 hours with EDTA solutions. The extracts were filtered and finally analyzed for heavy metals content by atomic absorption spectrophotometry. The removal of analyzed metals was dependent on concentration of extracting agent and raised with increasing concentration of EDTA. Optimal concentration of EDTA for analyzed heavy metals removal from industrial and municipal sludge was determined as 0.100 mol/dm3 . Calculated efficiencies for optimal concentration of EDTA solution used for industrial sludge extraction were 68, 67, 19, 60 and 41% and for municipal sludge: 26, 5, 35, 25 and 50% for Zn, Cu, Ni, Cd and Pb, respectively. Studied metals removal from the industrial wastewater sludge was in the order: Zn ≥ Cu>Cd>Pb>Ni and from the municipal: Pb>Ni>Zn ≥ Cd>Cu. The results indicated that heavy metals removal efficiency changed for different types of solid matrix. Zinc, copper and cadmium were strongly connected to municipal organic type sludge, while lead and nickel rather to mineral industrial sludge.

2

Analiza zmian stężenia WWA podczas fermentacji osadów ze ścieków przemysłowych

Macherzyński B., Włodarczyk-Makuła M., Janosz-Rajczyk M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2014

|

Nr 8

325--329

PL

Ścieki przemysłowe generowane podczas produkcji koksu są w wysokim stopniu obciążone trudno biodegradowalnymi toksycznymi zanieczyszczeniami, wśród których wymieniane są wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Ponieważ związki te głównie występują w postaci zaadsorbowanej na cząstkach stałych to obok innych zanieczyszczeń organicznych, występują także w osadach wydzielonych z tych ścieków. Mimo tego, że WWA należą do ksenobiotyków trudno rozkładalnych, badania wskazują, że w procesie fermentacji możliwe są przemiany tych związków prowadzące do ich degradacji. Celem badań było określenie zmian stężenia wybranych WWA w osadach ściekowych i cieczach nadosadowych podczas fermentacji mieszaniny osadów komunalnych z osadami przemysłowymi. Badania prowadzono z wykorzystaniem osadów ściekowych z miejskiej oczyszczalni oraz osadów wydzielonych ze ścieków koksowniczych. Równolegle zarówno w osadach jak i w cieczach nadosadowych oznaczano stężenia 5- i 6-pierścieniowych WWA (BbF, BkF, BaP, DahA, BghiP, IP). Do analizy ilościowej wykorzystywano zestaw GC-MS. Przygotowanie próbek polegało na ekstrakcji substancji organicznych z matrycy z wykorzystaniem dichlorometanu i cykloheksanu, oddzieleniu frakcji rozpuszczalnikowej i jej oczyszczaniu na żelu krzemionkowym. Sumaryczna zawartość początkowa analizowanych 6. WWA wynosiła 131 μg/kgs.m. .i 312 μg/kgs.m. odpowiednio w osadach kontrolnych oraz z dodatkiem osadów koksowniczych. Stężenie oznaczanych węglowodorów w cieczach nadosadowych wydzielonych z osadów przed procesem było w zakresie 1,4-2,3 μg/dm3. Po 20 dobach fermentacji w obu przypadkach odnotowano ubytek stężeń WWA w odniesieniu do suchej masy osadu, który wynosił odpowiednio 95 i 80%.

EN

The industrial wastewater generated during the production of coke is highly charged with hardly biodegradable toxic pollutants, among which the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are mentioned. Since these compounds are mainly present as adsorbed on the solid particles, among other organic pollutants, they are also present in the sediments separated from the wastewater. Although PAHs are hardly degradable xenobiotics, studies show that transformations of these compounds are possible in the fermentation process leading to their degradation. The goal of the study was to determine the concentration of selected PAHs in sewage sludge and supernatants during the fermentation of a mixture of municipal sludge and the industrial sludge. The study was conducted with the use of sewage sludge from an urban wastewater plant and the sediments separated from the coke wastewater. Both in the sediments as well as in supernatants the concentrations of 5- and 6-ring PAHs were determined. The set GC-MS was used for the quantitative analysis. Sample preparation consisted in extracting the organic substances from the matrix with the use of dichloromethane and cyclohexane, separation of the solvent fraction and the purification thereof with the silica gel. The total initial content of the analysed 6. PAHs was 131 mg/kgd.w. and 312 mg/kgd.w., respectively, in the control sludge and with the addition of the coke sludge. The concentration of marked hydrocarbons in the supernatants separated from the sewage sludge before the process was in the range of 1.4-2.3 mg/L. After 20-days of fermentation in both cases the loss of concentration of PAH of sludge dry mass was observed, which was 95 and 80%, respectively.

3

Influence of Initial Alkalinity of Lignocellulosic Waste on Their Enzymatic Degradation

Wołczyński M., Janosz-Rajczyk M.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 2

103--113

EN

The presented results of research on the effectiveness of enzymatic hydrolysis of lignocellulosic waste, depending on their initial depolymerisation in alkaline medium were considered in the context of the possibility of their further use in the fermentation media focused on the recovery of energy in the form of molecular hydrogen. The aim of this study was to determine the appropriate dose and concentration of a chemical reagent, whose efficiency would be high enough to cause decomposition of the complex, but without an excessive production of by-products which could adversely affect the progress and effectiveness of the enzymatic hydrolysis and fermentation. The effect of treatment on physical-chemical changes of homogenates’ properties such as pH, COD, the concentration of monosaccharide and total sugars and the concentration of total suspended solids and volatile suspended solids was determined. The enzymatic decomposition of lignocellulosic complex was repeatedly more efficient if the sample homogenates were subjected to an initial exposure to NaOH. The degree of conversion of complex sugars into simple sugars during enzymatic hydrolysis of homogenates pre-alkalized to pH 11.5 and 12.0 was 83.3 and 84.2% respectively, which should be sufficient for efficient hydrogen fermentation process.

PL

Przedstawiane wyniki badań nad efektywnością hydrolizy enzymatycznej odpadów lignocelulozowych w zależności od ich wstępnej depolimeryzacji w środowisku alkalicznym rozpatrywano w kontekście możliwości ich dalszego wykorzystania w procesie fermentacji, ukierunkowanej na odzysk nośnika energii w postaci wodoru cząsteczkowego. Celem badań było ustalenie odpowiedniej dawki i stężenia reagenta chemicznego, którego skuteczność byłaby na tyle duża by powodować dekompozycję kompleksu bez nadmiernego wytwarzania produktów ubocznych, mogących niekorzystnie wpływać na przebieg i efektywność hydrolizy enzymatycznej oraz samej fermentacji. Określano wpływ obróbki fi zyczno-chemicznej na zmiany takich właściwości homogenatów jak pH, ChZT, stężenie monosacharydów i cukrów ogólnych oraz stężenie zawiesin ogólnych i organicznych. Proces enzymatycznego rozkładu kompleksu lignocelulozowego był wielokrotnie efektywniejszy w przypadku, gdy próbki homogenatów poddawano wstępnej ekspozycji na działanie NaOH. Stopień konwersji cukrów złożonych do cukrów prostych podczas enzymolizy homogenatów wstępnie alkalizowanych do pH 11,5 i 12,0 wynosił odpowiednio 83,3 i 84,2 %.

4

Biosorption of Heavy Metals with the Use of Mixed Algal Population

Kipigroch K., Janosz-Rajczyk M., Wykrota L.

Archives of Environmental Protection

|

2012

|

Vol. 38, no. 2

3-10

EN

This work presents the results of a study whose aim was to determine the influence of algal blooms on precipitation of heavy metals. The scope of the study covered culture of a mixed population made up of Scenedesmus and Pseudokirchneriella algae in experimental conditions and initiating a metal biosorption process with the use of culture biomass by administering ions of Zn(II) and Ni(II). The process was controlled by assessing the level of biosorption of metals entered at a one-off basis in the form of Zn(II) and Ni(II) salts or in the form of mixture of both ions, in comparison to the control sample, at different exposure times (2 hours and 24 hours). The presence of metals was determined both in the biomass and in the culture medium. The presented results of the study confirm the effectiveness of Chlorophyta in the process of zinc and nickel biosorption. A phenomenon of competitiveness between the metals was observed when they were administered at the same time.

PL

Niniejsza praca prezentuje wyniki badań, których celem było określenie wpływu zakwitów glonowych na wytrącanie metali ciężkich. Zakres badań obejmował hodowlę mieszanej populacji złożonej z rodzajów Scenedesmus i Pseudokirchneriella w warunkach eksperymentalnych, a następnie zainicjowanie procesu biosorpcji metali przy udziale hodowlanej biomasy, poprzez dawkowanie jonów Zn(II) i Ni(II). Kontrola procesu polegała na dokonaniu oceny stopnia biosorpcji metali, wprowadzonych jednorazowo w postaci soli Zn(II) lub Ni(II) lub w postaci mieszaniny obu jonów, w porównaniu do próbki kontrolnej przy różnym czasie ekspozycji (2 oraz 24 godziny). Oznaczeniom na obecność metali poddano zarówno biomasę, jak i podłoże hodowlane. Przedstawione wyniki badań potwierdzają skuteczność zielenic w procesie biosorpcji cynku oraz niklu. Zaobserwowano zjawisko konkurencyjności pomiędzy metalami, gdy były dawkowane jednocześnie.

5

Heavy metals and PCBs in sewage sludge during thermophilic digestion process

Dąbrowska L., Rosińska A., Janosz-Rajczyk M.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 3

3-13

EN

The investigations were carried out in order to assess the effect of thermophilic fermentation on changes in concentration of seven congeners with codes: 28, 52, 101, 118, 138, 153 and 180 in sewage sludge. The total concentration of PCBs was the highest before the process of thermophilic fermentation. On the tenth day of the process of fermentation it was found that the total concentration of LCB doubled the previous level, whereas in higher chlorinated PCBs this value decreased twice. After the process of thermophilic digestion, all the determined congeners of PCBs were still present. However, their total concentration was reduced by 84% on the fourteenth day of the process. Low concentration of heavy metal ions in the liquid phase of sewage sludge was observed. The metal ions precipitated and remained bound throughout the stabilization process. Metal speciation analysis was performed, and revealed some changes in the chemical forms of the metals during the stabilization process of sludge. The highest increase of zinc, copper, nickel, cadmium, and chromium concentration was observed in the organic-sulfide fraction, whereas the highest increase of lead was found in the residual fraction. Thermophilic methane fermentation did not cause the accumulation of heavy metals in the mobile fractions of sludge.

PL

Przeprowadzono badania mające na celu ocenę wpływu fermentacji termofilowej na zmianę zawartości siedmiu kongenerów o kodach: 28, 52, 101, 118, 138, 153 i 180 w osadach ściekowych oraz na przemieszczanie się metali ciężkich (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr) pomiędzy frakcjami chemicznymi osadów. Metanowej fermentacji termofilowej poddano osad pobrany z osadnika wstępnego z miejskiej mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków. Osad przed stabilizacją zmieszano w stosunku objętościowym 1:2 z osadem przefermentowanym zaadoptowanym do warunków termofilowych. Porównując sumaryczne stężenie PCB we wszystkich monitorowanych dobach procesu fermentacji termofilowej zaobserwowano, że przed procesem było ono największe. W trzeciej dobie procesu stabilizacji stężenia poszczególnych kongenerów były porównywalne natomiast w dziesiątej dobie stwierdzono, że sumaryczne stężenie niżej chlorowanych PCB wzrosło 1,5-krotnie natomiast wyżej chlorowanych zmalało około 4-krotnie. W kolejnych dobach zawartość poszczególnych kongenerów w mieszaninie osadów zmniejszała się. Po procesie fermentacji termofilowej nie oznaczono PCB 118 oraz PCB 180. W czternastej dobie procesu sumaryczne stężenie wykrytych kongenerów zmniejszyło się o 84%. Można więc przypuszczać, że proces fermentacji termofilowej nie spowodował kumulowania się polichlorowanych bifenyli w osadach ściekowych. Stwierdzono niskie stężenia jonów metali ciężkich w cieczach osadów. Jony metali wytrąciły się i pozostały związane w osadach do końca procesu stabilizacji. Najwyższy wzrost zawartości cynku, miedzi, niklu, kadmu i chromu stwierdzono we frakcji organiczno-siarczkowej, natomiast ołowiu we frakcji pozostałościowej osadów. Tym samym przeprowadzenie fermentacji osadów w termofilowym zakresie temperatur sprzyjało powstawaniu stabilnych form chemicznych metali ciężkich.

6

Biologiczne otrzymywanie wodoru z odpadów papierniczych modyfikowanych metodami chemiczno-fizycznymi

Wołczyński M., Janosz-Rajczyk M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2010

|

T. 13, nr 3

151-172

PL

Badania dotyczyły możliwości otrzymywania wodoru z osadów pochodzących z zakładu papierniczego. Z uwagi na polimerową budowę osady poddawano wstępnej modyfikacji chemiczno-fizycznej obejmującej utlenianie H2O2 i ekspozycję w polu ultradźwiękowym. Fermentację wodorową prowadzono dla substratów, w których wykazano największy przyrost cukrów prostych i ChZT w cieczach osadowych oraz ubytek zawiesin organicznych. Badania wykazały dużą odporność osadów na zastosowaną modyfikację. Uzyskano mały przyrost monosacharydów i niską skuteczność w przetwarzaniu zawiesin. Jednakże wykazano też, że podczas fermentacji modyfikowanych osadów z substratem glukozowym uzyskiwano ponad 3,5-krotny wzrost produkcji wodoru w odniesieniu do fermentacji samego substratu glukozowego.

EN

This article presents studies concerning a possibility of hydrogen obtaining from sewage sludge coming from paper industry. Due to its polymeric composition, the sludge was initially subjected to chemical and physical modification, including H2O2 hydrolysis and ultrasonic field exposure. Hydrogen fermentation was conducted for substrates which showed the highest increase of COD and simple sugars in sludge liquid and suspended organic matter loss. The studies have shown substantial resistance of the sludge to the applied modification, expressed by little monosaccharide increase and low efficiency of sludge liquidation. However, it was also proved that during hydrogen fermentation of the modified substrates, over 3.5 times greater increase of hydrogen production was obtained in comparison to the reference samples.

7

Wpływ kondycjonowania osadów ściekowych kwasem nadoctowym na zmiany ich właściwości fizyczno-chemicznych

Wołczyński M., Wiśniowska E., Janosz-Rajczyk M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2009

|

T. 12, nr 1

51-63

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu kwasu nadoctowego na przebieg stabilizacji tlenowej osadów ściekowych (mieszanina 1:1, v/v osadu nadmiernego i surowego). Stabilizację tlenową prowadzono w skali laboratoryjnej, w trzech reaktorach o objętości 12 dm3. Do osadu w reaktorze kontrolnym (R1) nie wprowadzano kwasu nadoctowego. Do reaktora R2 wprowadzono 2 cm3 CH3COOOH/dm3 osadów na początku stabilizacji, a następnie po 6 dniach dodatkowo 1, a po 11 dniach 0,5 cm3 CH3COOOH. Do reaktora R3 wprowadzono jednorazowo 20 cm3 CH3COOOH przed rozpoczęciem stabilizacji osadów. Proces stabilizacji tlenowej prowadzono przez 21 dni. Zawartość reaktorów była mieszana za pomocą powietrza doprowadzanego przez dyfuzory umieszczone na dnie reaktorów. Wprowadzane powietrze służyło równocześnie za źródło tlenu do procesu stabilizacji. Stężenie tlenu rozpuszczonego utrzymywano na poziomie 2 mg/dm3. Proces prowadzono w temperaturze pokojowej (21 ± 1 ° C). W celu przebiegu stabilizacji w osadzie lub cieczy nadosadowej oznaczano zawiesiny ogólne i organiczne, indeks Mohlmanna, czas ssania kapilarnego, pH oraz ChZT. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że wprowadzanie CH3COOOH do osadów stabilizowanych tlenowo spowalniało przebieg procesu w porównaniu z próbką kontrolną. Dodanie kwasu nadoctowego pogarszało również podatność osadów na odwadnianie. W cieczy nadosadowej osadu, do którego wprowadzono 20 cm3 CH3COOOH, zaobserwowano znaczący wzrost ChZT. Zmiany we właściwościach fizyczno-chemicznych osadów stabilizowanych chemicznie pozwalają stwierdzić, że kwas nadoctowy powodował utlenienie części zawiesin organicznych osadów przy równoczesnej inaktywacji mikroorganizmów osadu.

EN

The study presents the results of investigations on aerobic digestion of excess and raw sludge mixture (1:1, v/v) in the presence of peracetic acid (PAA). Aerobic digestion of the sludge was performed in laboratory scale, in three bath reactors (12 L volume each). To the first (blank) reactor (R1) no oxidant was introduced. To the second one (R2) 2, 1 and 0.5 mL of CH3COOOH were added at the beginning of stabilization, after 6 and 11 days, respectively. To the third reactor (R3) 20 mL of CH3COOOH was added before aerobic digestion. Digestion was continued for 21 days. Content of all reactors was mixed and aerated with air introduced in the bottom of the reactor through diffusers. Dissolved oxygen concentration was set at 2 mg.L-1. Process was performed at temperature 20 ± 1 ° C. Total suspended solids (TSS), volatile suspended solids (VSS), sludge volume index (SVI), capillary suction time (CST), pH and chemical oxygen demand (COD) were analysed in the sludge to monitor the progress of stabilization process. It can be concluded that application of peracetic acid didn't improve the aerobic digestion compared to classical process (blank reactor). Peracetic acid application worsens dewatering properties of the sludge. Significant increase of COD value in supernatant was also observed when 20 mL of CH3COOOH was added. Application of CH3COOOH caused oxidation of the part of organic solids in the sludge and inactivation of microorganisms.

8

Wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania podłoża hodowlanego z osadów ściekowych

Wołczyński M., Janosz-Rajczyk M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2008

|

T. 11, nr 3

375-386

PL

Biologiczna produkcja wodoru w procesie fermentacji bez udziału światła jest jedną z bardziej atrakcyjnych metod pozyskiwania tego paliwa. Problemy związane z tą metodą są szeroko opisywane przez krajowych i zagranicznych badaczy. Kluczowym zagadnieniem jest opracowanie metody pozyskania z materiałów odpadowych odpowiedniego podłoża hodowlanego dla bakterii. Na ten temat stosunkowo mało jest doniesień naukowych. Zasadne wydaje się podjęcie badań w celu opracowania metody otrzymywania podłoża hodowlanego z substratu będącego produktem odpadowym. Celem pracy jest określenie dawki silnego utleniacza chemicznego (H2O2) do pozyskania płynnego substratu organicznego. Badania obejmowały rozpoznanie właściwości fizyczno-chemicznych osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków bytowych, przeprowadzenie dwugodzinnej hydrolizy z udziałem wzrastających dawek utleniacza, wyznaczenie optymalnego czasu kontaktu nadtlenku wodoru z substratem, określenie składu pozyskanych produktów hydrolizy, takich jak: substancje redukujące płyn Fehlinga, lotne kwasy tłuszczowe oraz ogólna zawartość rozpuszczonych i nierozpuszczonych substancji organicznych. Badania pozwoliły na określenie parametrów, dla których wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania monosacharydów ze stabilizowanych tlenowo osadów ściekowych zachodzi najefektywniej. Dokonano oceny możliwości wykorzystania tak otrzymanego substratu organicznego jako podłoża dla bakterii produkujących wodór w procesie fermentacji beztlenowej.

EN

Biological hydrogen generation in dark fermentation is one of the most promising technologies of this fuel production. The researchers have widely discussed the advantages and disadvantages of this process. The key problem was identified as a development of the effective method of fermentation bacteria medium attainment. Until now, this subject was rarely investigated by scientists, therefore investigations on hydrogen fermentation maintenance medium is of great interest. The aim of the study was to investigate the most effective dose of strong, chemical oxidant (H2O2) for generation of fluid monosacharide medium from sewage sludge. The sludge was sampled from a domestic wastewater treatment plant. The samples were homogenized and analysed for selected physicochemical properties. Next, the samples were hydrolysed for 2 hours with increasing doses of the oxidant. Reaction kinetics and composition of chemically stabilized medium were analysed (substances reduce Fehling solution, volatile fatty acids, dissolved and insoluble organic matter). The parameters allowing to obtain the most effective production of monosaccharides were set.

9

Perspektywy wykorzystania produktów hydrolizy osadów ściekowych

Wołczyński M., Wiśniowska E., Janosz-Rajczyk M.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2007

|

Vol. 41 nr 1

29-39

PL

W Polsce, na dzień dzisiejszy, 40% ustabilizowanych i odwodnionych osadów ściekowych składowanych jest na składowiskach odpadów komunalnych. Z kolei 10% tychże osadów umieszczana jest na terenach oczyszczalni ścieków specjalnie do tego celu wyznaczonych. Biorąc pod uwagę tendencje dostosowywania polskich przepisów do zaleceń i wymagań Unii Europejskiej, które zakładają obniżenie ilości odpadów kierowanych na składowiska do 35% aktualnej depozycji oraz zakaz składowania odpadów o zawartości powyżej 5% substancji organicznych, należy wnioskować, iż składowanie osadów ściekowych zostanie w najbliższej przyszłości praktycznie wyeliminowane jako metoda zagospodarowania. Proponuje się projekt dotyczący badań nad pozyskaniem w procesie hydrolizy podłoża organicznego z ustabilizowanych osadów ściekowych komunalnych lub/i nieustabilizowanych osadów organicznych pochodzących przykładowo z przemysłu celulozowo-papierniczego. Zakłada się, że tak pozyskane podłoże będzie stanowiło dogodny substrat dla rozwoju bakterii produkujących wodór. Uważa się za możliwy do przeprowadzenia rozkład polimerów organicznych, które nie uległy biodegradacji podczas procesu stabilizacji osadów, pod wpływem silnych utleniaczy chemicznych. Taka perspektywa wykorzystania produktów hydrolizy osadów ściekowych jest atrakcyjna z punktu widzenia gospodarki odpadami oraz gospodarki energetycznej. Badania nad pozyskaniem wodoru z niekonwencjonalnych źródeł energii, jak odpady organiczne, są prowadzone na całym świecie na skalę laboratoryjną. Jednak jak dotąd nie ma informacji, że proces opanowano w takim stopniu, iż można go stosować w skali technicznej. Brak jest również jednoznacznych wskazówek sposobu pozyskiwania podłoża organicznego dla bakterii produkujących wodór jako produktu hydrolizy z osadów ściekowych. Praca zawiera przegląd literaturowy oraz wyniki badań własnych dotyczące możliwości pozyskania podłoża organicznego z odpadów organicznych.

EN

Presently, about 40% of stabilized and dewatered sewage sludge is dumped at municipal landfill sites in Poland, while other 10% is disposed at special sites within the wastewater treatment plants. Taking into account the adoption of Polish regulations to the recommendations and requirements of the EU Directives which indicate reduction of waste disposed at landfills by 35% of the present volume alongside with a ban of waste disposal with organic content above 5%, it should be concluded that sewage sludge dumping at landfills will be soon practically eliminated as a disposal alternative. The aim of the presented study was to evaluate the potential of acquiring an organic substratum from stabilized municipal sewage sludge or/and from other not stabilized sediments (e.g. from pulp and paper industry). Strong chemical oxidants could be used for this purpose to avoid biodegradation processes. The organic substratum could be utilized for growing hydrogen producing bacteria. The method described seems a promising alternative to the conventional methods of wastes utilization. The experiments on hydrogen production from unconventional energy sources e.g. organic waste have been performed worldwide on laboratory scale. However, there was no communication that the process had been elaborated in a way enabling its full scale application. There was also no clear evidence on the method of obtaining an organic substratum for bacteria producing hydrogen as an outcome of sewage sludge hydrolysis. The paper presents literature data and the results of own investigations of organic substratum acquisition from organic wastes.

10

Wpływ wapnowania osadów na ługowanie wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych

Włodarczyk-Makuła M., Janosz-Rajczyk M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2007

|

T. 10, nr 3

217-229

PL

Przedstawiono wyniki badań wymywania mikrozanieczyszczeń organicznych, takich jak WWA, PCB i AOX, z osadów przefermentowanych i przefermentowanych dodatkowo wapnowanych tlenkiem wapnia. Oznaczono stężenie WWA, PCB i AOX w próbkach stałych (osadach przefermentowanych oraz przefermentowanych i wapnowanych), a także w wyciągach wodnych z tych osadów. Osady pobrano z dwóch oczyszczalni: miejskiej o przepustowości 60 000 m3 i małej, do której dopływa średnio 5000 m3/d. Wymywanie prowadzono w warunkach statycznych, zachowując proporcje cieczy do suchej masy wynoszącą 10:1. Ekstrakty wodne uzyskano po zdekantowaniu cieczy po dwukrotnym zalaniu osadów wodą destylowaną. Oznaczenia WWA i PCB przeprowadzono z wykorzystaniem zestawu GC-MS. Analizy AOX wykonano w Niemczech, zgodnie z procedurą, odpowiednio dla próbek ciekłych i stałych: ISO 9562 i DIN 38414 S18. Stężenie WWA wynosiło odpowiednio 397 i 1741 ug/kg s.m. w osadach przefermentowanych. Po wymieszaniu z CaO sumaryczne stężenie WWA wynosiło odpowiednio 694 i 951 ug/kg s.m. w osadach pochodzących z małej i dużej oczyszczalni. Stężenie WWA w wyciągach wodnych z osadów przefermentowanych było w zakresie od 3,0 do 3,6 ug/1. W wyciągach wodnych z osadów przefermentowanych z dodatkiem tlenku wapnia stężenie WWA wynosiło średnio 4,2 i 4,6 ug/l. Stężenie PCB w osadach przefermentowanych z miejskiej oczyszczalni ścieków sięgało 104 ug/kg s.m., natomiast w osadach z małej oczyszczalni PCB oznaczono jednie w osadach przefermentowanych wymieszanych z CaO (7 ug/kg s.m.). Stężenie tych związków w ekstraktach było w zakresie od 0,03 do 0,34 ug/1 dla osadów przefermentowanych i w zakresie od 0,25 do 0,71 ug/1 w przypadku osadów wapnowanych. Stężenie AOX w osadach przefermentowanych z oczyszczalni miejskiej i osiedlowej wynosiło odpowiednio 3700 i 425 ug/kg s.m. W osadach wapnowanych oznaczone stężenie było na poziomie 51 i 84,5 ug/kg s.m. W wyciągach wodnych z osadów wapnowanych stężenie AOX było od 5- do 80-krotnie wyższe od stężeń AOX w wyciągach z osadów przefermentowanych odpowiednio dla osadów z miejskiej i osiedlowej oczyszczalni.

EN

Introducing of sewage sludge idiots soil is one of possibilities of natural utilization of this waste material. This way of sewage sludge utilization is connected with the necessity of liming. Sewage sludge contains not only components fertilizing soils but also toxic micropollutants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs) and adsorbable organic halogens (AOX). These compounds are organic micropollutants having carcinogenic and mutagenic properties. The aim of the experiment was to evaluate PAHs, PCBs and AOX leaching from: digested sewage sludge and digested sewage sludge mixed with calcium oxide. Digested sewage sludge was collected from two treatment plants. PAHs, PCBs and AOX concentration were determined in solid samples of sewage sludge and sewage sludge mixed with calcium oxide and in water extracts. Leaching tests were done under static conditions. Liquid to solid phase (dry mass) ratio (L:S) was 10:1. Sterile distilled water was two times added to digested sewage sludge and to sewage sludge mixed with calcium oxide. The water extracts were carefully separated from solid phase. PAHs and PCBs concentrations were quantified with GC-MS technique. AOX analysis in water extract and solid samples was done according to ISO 9562 and DIN 38414 S18 standards, respectively. The results confirm presence of PAHs, PCBs and AOX both in digested and modified with calcium oxide sludge. Total PAHs concentration was in the average from 397 to 1741 ug/kg (l.m. in the digested sewage sludge. PAHs concentration in the sludge modified with calcium oxide were 694 and 951 ug/kg dni. in the samples from small and from big municipal treatment plants respectively. PAHs concentrations in water extract from digested sewage sludge was equal to 3.0 and 3.6 ug/L. PAHs concentration in water extract from digested sewage sludge mixed with calcium oxide was higher (4.2+4.6 ug/L). PCB concentrations from municipal treatment plant were equal to 104 and 83 ug/kg d.m. in digested sewage sludge and in digested sewage sludge modified with CaO, respectively. In sewage sludge from small treatment plant, PCB concentration was determined in sewage sludge mixed with calcium oxide only (7 ug/kg d.m.). PCB concentrations in water extracts from sewage digested sludge and digested sewage sludge mixed with CaO were in the range from 0.03 to 0.34 ug/L and from 0.25 to 0.71 ug/L respectively. AOX concentration in digested sewage sludge was in the range from 425 to 3700 ug/kg d.m. After liming concentration of AOX in sewage sludge varied between 51 ug/kg d.m. and 84.5 ug/kg d.m. AOX concentration in water extract separated from digested sewage sludge taken from small and big municipal treatment plant were equal to 21 and 170 ug/L respectively. Higher AOX concentration was determined in water extract separated from sewage sludge mixed with calcium oxide: it was in the range from 980 to 1000 ug/I. (big municipal treatment plant) and in the range from 1300 to 2000 ug/L (small treatment plant).

11

Bilans WWA w składowanych osadach ściekowych

Włodarczyk-Mikuła M., Janosz-Rajczyk M.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2006

|

Vol. 40, nr 4

129-135

PL

Praca dotyczy badań zawartości WWA w osadach ściekowych wydzielonych podczas oczyszczania ścieków miejskich. Badania obejmowały wymywanie WWA z osadów w warunkach dynamicznych, które przeprowadzono w kolumnach lizymetrycznych symulując w ten sposób rzeczywiste warunki składowania. Obliczono ładunki WWA w wyciekach [ g/kg] dokonując pomiarów objętości wycieków i znając masę osadów wprowadzonych do kolumny. Porównano zmiany zawartości WWA w osadach przed i po wymywaniu tych związków. Do wydzielania WWA z wycieków i osadów stosowano ekstrakcję ciecz-ciecz lub ciecz-ciało stałe. Ekstrakty oczyszczano metodą SPE. Analizowano 16 WWA zgodnie z listą EPA z wykorzystaniem techniki GC-MS.

EN

This paper presents the results of investigation of the concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sewage sludge originating from a municipal treatment plant. To simulate the real conditions during waste storage, PAHs leaching from sludge in dynamic conditions was carried out using lizymetric columns. PAH loads in leakage were calculated [ g/kg] based on the measurements of leakage volume and the sludge weight introduced to the column. The changes of PAHs concentration: initial and after leaching were compared. Liquid-liquid or solid-liquid methods were used to separate PAHs from sludge and leakage. The extracts were purified by SPE. Sixteen PAHs were quantatively and qualitively analyzed according to the EPA list using GC-MS.

12

Wymywanie WWA, AOX i metali ciężkich z mieszaniny gleby i osadów ściekowych

Włodarczyk-Makuła M., Janosz-Rajczyk M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2006

|

T. 9, nr 4

409-420

PL

Przedstawiono wyniki badań wymywania wybranych metali ciężkich oraz WWA i AOX z gleb nawożonych osadami ściekowymi. Badania prowadzono z wykorzystaniem osadów ustabilizowanych biochemicznie i odwodnionych oraz gleby pobranej z terenu użytkowanego rolniczo. Do gleby zadozowano osady ściekowe w ilości zgodnej z przepisami prawnymi dotyczącymi stosowania osadów w rolnictwie. Badania prowadzono dla gleby kontrolnej, z dodatkiem osadu przefermentowanego oraz z dodatkiem osadu przefermentowanego i wapnowanego. Następnie sporządzono wyciągi wodne z przygotowanych próbek zgodnie z PN-Z-15009. W ekstraktach oznaczono wybrane metale ciężkie, 16 WWA oraz AOX. Do oznaczenia WWA wykorzystano chromatograf gazowy sprzężony ze spektrometrem masowym. Metale ciężkie, takie jak Pb, Cd, Ni, Cu, Zn oznaczano spektrofotometrycznie, natomiast analizy AOX wykonano zgodnie z normami DIN EN 1485 (ekstrakty wodne) oraz DIN 38414 S18 (materiały stałe). Średnie stężenie sumaryczne WWA w ekstraktach z gleby kontrolnej wynosiło 1,5 μg/l. W ekstraktach z gleb zmieszanych z osadem przefermentowanym stężenie 16 WWA sięgało 7,6 μg/l, a wapnowanym wynosiło średnio 6,0 μg/l. Suma badanych metali ciężkich w ekstraktach z gleby zawierającej osady przefermentowane i wapnowane wynosiła odpowiednio 0,47 i 0,56 mg/l, natomiast w ekstrakcie kontrolnym - 0,30 mg/l. Zawartość AOX w ekstrakcie z gleby kontrolnej wynosiła średnio 0,075 mg/l, a w ekstraktach z mieszaniny gleby z osadem przefermentowanym i wapnowanym odpowiednio 0,090 i 0,095 mg/l.

EN

The results of the investigation into leaching of selected heavy metals, PAHs and AOX from soils fertilized by sewage sludges are presented in this study. The studies were carried out using biochemically stabilized and thickened sludges as well using soil originating from an agriculture area. Digested sludges as well as digested, chemically stabilized sludges were added to the soil. The following investigations were made: in the control soil (without added sludges), in the soil with added digested sludge and in the soil with added digested sludge after liming. PAHs, AOX and heavy metals were determined in the above mentioned sludge samples. Then, water extracts in the control soil, in the soil with added digested sludge as well as in the soil with added digested sludge after liming was prepared according to PN-Z-15009. Water extracts were prepared 3-times using redistilled water which was added to the both soil sample and soil with added sludges in the amount considering solid to liquid ratio (S/L) = 1:10. In the obtaining water extracts the concentration of ions of selected heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons and organohalogens compounds (AOX) was determined. The gas chromatography-mass spectrometry was used to qualify and quantify the PAHs. 16 PAHs on the US EPA were analysed. The following heavy metals: Pb, Cd, Ni, Cu, Zn in formerly digested samples were analysed using atomic absorption spectrometer. AOX analysis were made in samples obtained from water extracts according to DIN EN 1485 standard, whereas in solid samples according to DIN 38414 S18, respectively. The average concentration of the 16 PAHs in soil was 224.4 μg/kg d.m. In the soil supplemented with both digested and limed sludges the concentration of PAHs was 371.3 and 227 μg/kg d.m., respectively. The average total PAH concentration in the extracts originating from the control soil ranged 1.5 μg/L. In the extracts obtained from the soils fertilized with digested sludge the concentration of 16 PAHs was 7.6 μg/L, whereas in samples of soils fertilized with sludge was 6.0 μg/L. The total concentration of 5 heavy metals in the control soil was 5.4 mg/kg d.m., whereas in the soil fertilized with digested and limed sludges was 389 and 466 mg/kg d.m., respectively. The sum of studied heavy metals in the extracts obtained from soil containing digested sludges as well as limed sludges was 0.465 mg/L and 0.558 mg/L, respectively, whereas in samples taken from the control soil was 303 mg/L. The concentration of AOX in the control soil varied from 33 to 48 mgCl/kg d.m. In the soil supplemented with digested sludge ranged 51 mgCl/kg d.m., whereas in the soil with added sludge formerly chemically digested the concentration was lower then 10 mgCl/kg d.m. The concentration of AOX in extract from the control soil was average 0.075 mgCl/L, whereas in extracts of the mixture of soil and digested sludge and limed sludge was 0.090 and 0.095 mgCl/L, respectively.

13

Biologiczna produkcja wodoru z odpadów

Janosz-Rajczyk M., Piotrowska P.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2006

|

T. 9, nr 3

301-314

PL

Zaprezentowano wybrane sposoby pozyskiwania wodoru. Na obecnym poziomie wiedzy uważa się, że procesem, który w praktyce może być wykorzystany do likwidacji odpadów organicznych, jest fermentacja. W pracy przytoczono dane eksperymentalne, które wskazują, że możliwe jest uzyskanie nawet od 0,5 do 2,5 mola wodoru z organicznych substratów w przeliczeniu na mol glikozy. Wyższą wydajność produkcji (do około 4 mole H2/mol C6H12O6) uzyskuje się wówczas, gdy proces prowadzi się z udziałem czystych kultur drobnoustrojów oraz w zakresie temperatur termofilowych. W pracy przytoczono opinie wielu autorów, którzy podkreślają, że w rozwiązaniach technicznych, ze względu na łatwiejsze prowadzenie procesu korzystniejsze jest użycie mieszanej populacji drobnoustrojów niż czystych kultur. Specjaliści uważają, że do najważniejszych czynników warunkujących wysoką wydajność procesu należą: utrzymanie odpowiednio niskiego ciśnienia parcjalnego wodoru nad roztworem hodowlanym, niskiego stężenia tlenu oraz utrzymanie pH w zakresie od 5 do 6, a także odpowiednie dawkowanie żelaza.

EN

Nowadays, fossil fuels provide the most of world's energy demands. The great disadvantage of conventional fuels is that they all contain carbon what is the reason of carbon dioxide (CO2) emission and, what is more, of global warming. That is the reason why other alternative fuels are being investigated. One of the possible energy carrier is hydrogen. Hydrogen can be produced from a variety of sources, like oil, coal, natural gas, biomass, and water. This literature survey shows the main biological methods of hydrogen production. Biological hydrogen production can be classified into two groups: light driven processes and dark processes. All processes are controlled by enzymes such as hydrogenase or nitrogenase. One of the most promising hydrogen approaches is the conversion of organic wastes from sewage treatment plant. Biological dark fermentation is a promising hydrogen production method that can be also applied for organic wastes utilization purposes. Due to the fact that solar radiation is not a requirement, hydrogen production by dark fermentation does not demand much area and is not affected by the weather condition. Hence, the feasibility of the technology causes that commercial interest is growing. Experimental evidences, shown in that work, indicate that even 0.5 ÷ 2.5 mole of hydrogen can be produced from organic substrates such as glucose. Maximum hydrogen yields (to about 4 mol H2/mol C6H12O6) were achieved from organic material by pure cultures of microorganisms at thermophilic temperatures. However, pure cultures are less useful for industrial purposes because of an easier possibility of contamination. Dark fermentation can be control by following parameters: pH (between 5 and 6), temperature about 50°C. Other factor that influences on hydrogen production is Fe²+ concentration. Tests investigated by Ren and others showed that the iron adding every two days could improve the hydrogen yield. To obtain hydrogen production also conditions of low hydrogen partial pressure and low concentration of O2 should be assure.

14

Wpływ pola magnetycznego na proces oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego

Janosz-Rajczyk M., Tomska A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2006

|

Nr 2

28-31

15

Changes of pahs concentration in sewage sludge modified by ZnCl_2

Włodarczyk-Makuła M., Janosz-Rajczyk M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2006

|

Vol. 32, no. 3

83-96

EN

The aim of the investigation was to determine the impact of the presence of Zn in concentrations of sludges applied in agriculture (exceeding concentrations determined in sludges drained from the treatment plant) on the disappearance of PAHs in sewage sludge stored under aerobic conditions. The studies were carried out using dewatered and biochemically stabilized sludges. The changes in the concentration of PAHs were studied in four series: in sludge samples taken after filter press, in sludge with the addition of a standard PAH mixture, in sludge with Zn added, in sludge with the addition of both the standard PAH mixture and Zn The standard PAH mixture used in the studies contained 16 compounds in benzene - dichloromethane (1:1) solution with a concentration of 32000 |.ig/cm3 of 16 PAHs. Zn was added to the sludge samples as a solution of chloride zinc, the final amount was below 2500 mg Zn/kg d.m. (taking into consideration the initial concentrations). The sludge samples were incubated for 90 days at 20°C with limitless access of oxygen. The determination of PAHs in sludge samples was done in duplicates at the beginning of the experiment (the initial concentration) and then six times at 15-day intervals (after 15. 30, 45. 60. 75 and 90 days). A gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used to qualify and quantify the PAHs. 16 PAHs listed by EPA were identified.

PL

Celem badań było ustalenie, w jakim stopniu obecność cynku, na poziomie granicznej zawartości określonej dla osadów stosowanych w rolnictwie (przekraczającej zawartość oznaczoną w osadach odprowadzanych z oczyszczalni), wpływała na zmiany zawartości WWA w tych osadach przechowywanych w warunkach tlenowych. Badania prowadzono z wykorzystaniem osadów ustabilizowanych biochemicznie i odwodnionych. Zmiany stężeń WWA śledzono równolegle w czterech seriach: osadach pobranych z oczyszczalni (po prasach filtracyjnych), osadach z dodatkiem mieszaniny wzorcowej, z dodatkiem cynku oraz z dodatkiem mieszaniny wzorcowej i cynku. Wykorzystano mieszaninę standardową PAH Mix 16 związków w benzenie i dichlorometanie (1:1). Cynk wprowadzano do osadów w postaci roztworu chlorku cynku, po uwzględnieniu zawartości początkowej, w takiej ilości, aby zawartość końcowa nie przekraczała 2500 mg Zn/kg s.m. Osady inkubowano przez 90 dni w temperaturze 20°C przy nieograniczonym dostępie tlenu. Oznaczenia WWA przeprowadzono na początku doświadczenia (zawartość początkowa), po 15, 30, 45, 60, 75 i 90 dniach każdorazowo w dwóch powtórzeniach. Oznaczenia jakościowo-ilościowe WWA prowadzono z wykorzystaniem zestawu GC-MS. Identyfikowano 16 WWA zgodnie z listą US EPA.

16

The effect of magnetic field on wastewater treatment with activated sludge method

Tomska A., Janosz-Rajczyk M.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 4

155--160

EN

The effect of magnetic field on the removal of organic compounds, transformation of nitrogen compounds and the rate of oxygen uptake by nitrifying microorganisms in wastewater treated with activated sludge is presented. It was observed that the nitrification rate in the activated sludge system exposed to magnetic field was higher compared to the system without that effect. The rate of oxygen uptake by the nitrifiers of the second phase of nitrification in the system exposed to magnetic field effect was almost twice as high as in the control system.

PL

Przedstawiono wpływ pola magnetycznego na usuwanie związków organicznych, przemiany związków azotu oraz aktywność oddechową mikroorganizmów nitryfikacyjnych podczas oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego. Obserwowano, że szybkość nitryfikacji w układzie wspomaganym polem magnetycznym była większa w porównaniu z układem pozostającym poza jego zasięgiem. Odnotowano również, że aktywność oddechowa niryfikantów II fazy w układach wspomaganych polem magnetycznym była prawie 2 razy większa w porównaniu z układem kontrolnym.

17

Effect of preliminary thermal conditioning of sewage sludge on the concentra-tion of PAHs

Janosz-Rajczyk M., Wiśniowska E., Włodarczyk-Makuła M., Malina G.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 1-2

107-119

EN

The paper reports how preliminary thermal conditioning of sewage sludge at 70 °C for 6, 12 and 24 hours affected the changes of physical and chemical properties of the sludge and concentration of 16 EPA-PAHs. Thermal condi-tioning of sewage sludge improved hydrolysis, brought about an increase in acidity and content of volatile fatty acids as well as a decrease in pH; in the sludge conditioned for 24 hours, a decrease in organic matter content was also observed. Thermal conditioning for 6 hours brought about a decrease in the concentration of total PAHs and carcinogenic compounds, whereas conditioning for 12 and 24 hours resulted in an increase in total PAH concentrations.

PL

Określono, jak wstępne termiczne kondycjonowanie osadów ściekowych w temperaturze 70 °C przez 6, 12 i 24 h wpływa na ich fizyczne i chemiczne właściwości oraz na stężenie 16. wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Stwierdzono, że termiczne kondycjonowanie osadów ściekowych polepszało hydrolizę, zwiększało zarówno kwasowość, jak i zawartość lotnych kwasów tłuszczowych oraz obniżało wartość pH. W osadzie kondycjo-nowanym przez 24 h zaobserwowano także spadek zawartości substancji organicznej. Sześciogodzinne kondycjonowanie osadu wpłynęło na zmniejszenie całkowitego stężenia WWA i związków rakotwórczych, podczas gdy dwunasto- i dwudziestoczterogodzinne kondycjonowanie powodowało zwiększenie całkowitego stężenia WWA.

18

Zmiany zawartości PCB w osadach ściekowych podczas stabilizacji tlenowej

Płoszaj J., Janosz-Rajczyk M., Rosińska A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Inżynieria Środowiska

|

2003

|

Z. 16, t. 2

216-220

PL

Przeprowadzono badania ilościowo-jakościowe zmian polichlorowanych bifenyli (PCB) w czasie stabilizacji tlenowej osadów ściekowych kondycjonowanych termicznie w temperaturze 70oC. Jako materiał badawczy posłużyły osady ściekowe z miejskiej oczyszczalni ścieków: surowy z osadników wstępnych oraz osad nadmierny. Kontrolę procesu stabilizacji tlenowej prowadzono poprzez pomiar aktywności dehydrogenz osadów ściekowych. Stwierdzono korzystny wpływ sześciogodzinnego kondycjonowania termicznego na przebieg stabilizacji tlenowej. Oznaczone sumaryczne stężenie PCB po procesie stabilizacji osadu kontrolnego nie uległo zmianie, natomiast w kondycjonowanym termicznie osadzie mieszanym zwiększyło się, nie przekraczając wartości normatywnych.

EN

Quantitative and qualitative changes of selected polychlorinated biphenyls (PCB) were investigated during aerobic stabilization of thermal conditioned (70oC) sewage sludge. The raw sludge from a primary settlers and excess activated sludge from the municipal wastewater treatment plant were used as materials. The control of process was conducted through measurement of hydrogenase activity. The profitable influence of 6-hour thermal conditioning on aerobic stabilization was observed. Total concentration of PCB in the control sludge after process of stabilization did not change, whereas total concentration of PCB in the conditioning sludge was increased the permissible value was not exceeded.

19

Analityka WWA w osadach ściekowych

Włodarczyk-Makuła M., Wiśniowska E., Janosz-Rajczyk M.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2003

|

R. 8, nr 3

30-33

PL

Jednym z zanieczyszczeń obecnych w osadach ściekowych są wielopierścieniowa węglowodory aromatyczne (WWA). WWA stanowią grupę kilkuset związków organicznych, zawierających w cząsteczce od dwóch do trzynastu skondensowanych pierścieni, najczęściej benzenowych w ułożeniu liniowym, kątowym lub klasterowym.

20

Zmiany zawartości metali ciężkich podczas fermentacji metanowej kondycjonowanych osadów ściekowych

Janosz-Rajczyk M., Dąbrowska L., Płoszaj J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2003

|

T. 6, nr 2

157-166

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.