Przedstawiono podstawy procesowe oraz sposób stabilizacji chemicznej osadów polegający na ich alkalizacji z zastosowaniem suspensji wodorotlenku wapnia. Badano osady wstępne i wtórne pochodzące z oczyszczania ścieków komunalnych. Omówiono wpływ alkalizacji osadów wodorotlenkiem wapnia na zmiany zawartości substancji organicznej w wyniku przebiegających procesów hydrolizy. Na przebieg hydrolizy ma wpływ dawka wodorotlenku wapnia oraz czas alkalizacji. Uzyskano bardzo dobre efekty stabilizacji wyrażone ubytkiem substancji organicznej dochodzącym do 80% dla maksymalnych dawek wodorotlenku wapnia. Ocenę procesu stabilizacji osadów dokonano na podstawie zmian wartości stosunku CZT/OWO, stosunku atomowego O/C oraz procentowego stosunku C/N. W wyniku przebiegających procesów hydrolizy w osadach następował ubytek białek i tłuszczów oraz innych substancji organicznych - głównie prostych kwasów, czego wyrazem był zwiększenie zawartości azotu amonowego i substancji organicznych w cieczy osadowej oraz zmniejszenie zawartości tlenu i azotu w alkalizowanych osadach, zwiększenie wartości stosunku CZT/OWO i stosunku procentowego C/N z jednoczesnym zmniejszeniem stosunku atomowego O/C. Badania instrumentalne metodami chromatografii gazowej połączonej ze spektrometrią mas (GC-MS) niepolarnej frakcji lipidów wykazały, że w wyniku alkalicznej stabilizacji osadów następuje zanik ekstrahowalnych kwasów tłuszczowych na skutek powstawania nierozpuszczalnych soli wapniowych. Przedstawiono również wyniki badań biologicznych, wykazując różnorodność odporności bakterii psychrofilnych, mezofilnych i przetrwalnikujących oraz grzybów pleśniowych, jaj glisty świńskiej i larw owadów na działanie wodorotlenku wapnia i środowiska silnie alkalicznego oraz czasu trwania procesu. Stwierdzono, że wprowadzenie bardzo małych dawek wodorotlenku wapnia do osadów umożliwia ich ustabilizowanie. Otrzymane w ten sposób produkty nie są uciążliwe dla otoczenia, a jednocześnie są trwale odkażone biologicznie, czyli sanitarnie bezpieczne. Przetworzone w ten sposób osady mogą być zagospodarowane w rolnictwie bez negatywnego oddziaływania na środowisko przyrodnicze. Opracowana metoda unieszkodliwiania osadów, w aspekcie rozwiązań technologicznych, będzie miała praktyczne znaczenie szczególnie dla funkcjonowania małych oczyszczalni ścieków, a także oczyszczalni ścieków eksploatowanych sezonowo. Metoda ta ma przewagę nad metodą wapnowania osadów wapnem palonym (CaO) ze względu na jego wielokrotnie mniejsze zużycie. W metodzie wapnowania czynnikiem decydującym o wielkości zużycia tlenku wapnia jest konieczność uzyskania temperatury wynoszącej 70 °C, a w przypadku alkalizacji - konieczność zastosowania dawki Ca(OH)2 zapewniającej osiągnięcie pH w granicach od 12,5 do 13,0.
EN
Chemical stabilization of sewage sludges has become an important part of specific organic waste management. This monograph summarizes the results of research onto the principles and efficiency of the chemical stabilization process where primary and secondary sludge's coming from different municipal sewage treatment plants were alkalized with calcium hydroxide suspensions. The theoretical part of the book includes a chapter describing in detail the chemism of the alkalization of the organic fraction (lipids, proteins and polysaccharides). Consideration was given to the problem of how the alkalization of the sludge with calcium hydroxide suspensions changes the organic fraction as a result of hydrolysis processes which, in turn, depend on the size of the Ca(OH)2 dose and on the duration of the alkalization process. Sludge stabilization with calcium hydroxide suspensions involves a series of chemical reactions accounting for a change not only in the organic matter composition but in biological activity as well. Structural changes are particularly distinct in the groups of lipid, protein and polysaccharide compounds. Qualitative and quantitative changes are observed in pathogenic microorganisms. In our study, the reduction in organic matter content reached 80 % with maximal Ca(OH)2 doses providing no more than pH 13,0. The process of sludge stabilization was assessed in terms of the variations that occurred in the values of the COD/TOC, O/C and C/N ratios. As a result of hydrolysis processes, there was a reduction in organic oxygen and organic nitrogen content, as well as an increase in the COD/TOC and C/N values of the sludge. GC - MS examinations of the nonpolar lipid fraction show that during alkaline stabilization extract-able fatty acids are reduced owing to the formation of insoluble calcium salts. The results of biological investigations have revealed that pathogenic bacteria, mould fungi, Ascaris eggs and larvae differ in their resistance to the duration of high pH exposure. Very low doses of calcium hydroxide suspensions sufficed to yield products fully decontaminated, friendly to the environment and therefore safe in sanitary terms. In sum, the proposed alkaline method for the stabilization of municipal sewage sludge is of utility to small or seasonal sewage treatment plants. The method involves much lower calcium oxide amounts as compared to the quicklime method. Another major advantage of alkaline stabilization is that a low calcium dose is needed to produce a pH of 12.5 to 13.0 In the quicklime method, the calcium dose must be much higher to attain the temperature of approximately 70 °C.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.