POLECAMY
-20%
Autor:
Wydawca:
Format:
pdf, ibuk
Doprowadzane do oczyszczalni komunalnych ścieki zawierają zanieczyszczenia, które przechodząc do osadów ściekowych, utrudniają lub wręcz uniemożliwiają ich biochemiczną stabilizację, a także wykorzystanie rolnicze. Do tych zanieczyszczeń zalicza się przede wszystkim metale ciężkie, szczególnie Cd, Zn, Pb, Hg, Cu i Cr, które są pobierane przez drobnoustroje osadu czynnego i kumulują się w ich komórkach w formie związków metaloorganicznych. Wzrastająca ilość osadów ściekowych w kraju, w tym osadów niebezpiecznych, staje się coraz większym problemem. Przykładowo w roku 2007 na terenie Polski wytworzono około 501 tys. Mg suchej masy osadów ściekowych, w tym około 1%, to jest 5 tys. Mg w przeliczeniu na suchą masę, odpadów niebezpiecznych, a w 2015 roku ilość osadów ściekowych może osiągnąć poziom 642 tys. Mg suchej masy. Stale rosną w związku z tym koszty gospodarki osadami ściekowymi i coraz bardziej brakuje miejsca na ich składowanie. Dlatego przepisy prawa ochrony środowiska zmuszają do ich detoksykacji, zmniejszania objętości i masy oraz konieczności zagospodarowania. W krajach Unii Europejskiej od 2005 roku nie można deponować na składowiskach osadów ściekowych zawierających metale ciężkie, a funkcjonujące składowiska muszą być wyposażone w układy monitorowania zawartości jonów metali ciężkich w odciekach wodnych. Niewielka dopuszczalna przepisami prawa zawartość metali ciężkich w osadach ściekowych nie była do tej pory przeszkodą w ich wykorzystywaniu w rolnictwie. Obecnie takie zagospodarowanie wymaga detoksykacji osadów ściekowych z tych zanieczyszczeń, jednak wciąż nie ma powszechnie akceptowanej metody ich utylizacji. Wprawdzie w literaturze przedmiotu opisano wiele chemicznych metod usuwania metali ciężkich z osadów ściekowych, ale są one drogie, charakteryzują się znacznym zużyciem chemikaliów i energii cieplnej. Istnieje zatem pilna potrzeba poszukiwania nowych, tanich i ekologicznie bezpiecznych rozwiązań technologicznych detoksykacji osadów ściekowych z metali ciężkich. Wydaje się, że warunki te spełniają metody mikrobiologiczne. Naprzeciw tym potrzebom wychodzi opisana w niniejszej pracy metoda dwustopniowego, biologicznego procesu usuwania metali ciężkich z osadów ściekowych na przykładzie nadmiernego osadu czynnego. Badania prowadzono w ramach grantu habilitacyjnego nr N52300132/0039/2007: „Wykorzystanie cyklu siarki do usuwania jonów metali ciężkich z osadów”, który realizowano w Zakładzie Ochrony Środowiska Instytutu Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu i finansowano z budżetu państwa.
Rok wydania | 2010 |
---|---|
Liczba stron | 77 |
Kategoria | Inżynieria środowiska |
Wydawca | Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej |
ISBN-13 | 978-83-7143-832-5 |
Numer wydania | 1 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
WPROWADZENIE | 5 |
1. PRZEGLĄD PIŚMIENNICTWA | 6 |
1.1. Osady ściekowe i ich charakterystyka | 6 |
1.2. Stabilizacja osadów ściekowych | 6 |
1.2.1. Stabilizacja termiczna | 6 |
1.2.2. Stabilizacja chemiczna | 8 |
1.2.3. Stabilizacja biologiczna | 9 |
1.3. Wysoka zawartość metali ciężkich barierą w zagospodarowaniu osadu nadmiernego | 11 |
1.4. Usuwanie metali ciężkich z osadów ściekowych | 14 |
1.5. Metabolizm siarki w komórkach Desulfovibrio desulfuricans | 16 |
1.6. Metabolizm siarki w komórkach Thiobacillus ferrooxidans | 18 |
1.7. Wykorzystanie Thiobacillus ferrooxidans do utleniania siarczków | 19 |
2. CEL PRACY I ZAKRES BADAŃ | 24 |
2.1. Podstawowy i dodatkowy cel badań | 24 |
2.2. Zakres badań | 25 |
3. MATERIAŁY I METODY BADAŃ | 26 |
3.1. Materiał badawczy | 26 |
3.1.1. Nadmierny osad czynny | 26 |
3.1.2. Zawiesiny CdS, CuS i ZnS | 27 |
3.1.3. Materiał biologiczny | 28 |
3.1.3.1. Bakterie Desulfovibrio desulfuricans | 28 |
3.1.3.2. Bakterie Thiobacillus ferrooxidans | 28 |
3.2. Metody badań | 29 |
3.2.1. Usuwanie jonów metali ciężkich z osadu nadmiernego metodą chemiczną | 29 |
3.2.2. Usuwanie jonów metali ciężkich z osadu nadmiernego w obecności rodzimej mikroflory osadu czynnego | 29 |
3.2.3. Precypitacja metali ciężkich w postaci siarczków z osadu nadmiernego w obecności Desulfovibrio desulfuricans | 30 |
3.2.4. Utlenianie precypitatów siarczkowych w obecności Thiobacillus ferrooxidans | 30 |
3.2.5. Biologiczne testy osadu nadmiernego pozbawionego metali ciężkich | 31 |
3.2.6. Utlenianie CdS, CuS i ZnS w obecności Thiobacillus ferrooxidans | 32 |
3.2.7. Chemiczne utlenianie precypitatów siarczkowych | 32 |
3.3. Metody analityczne | 33 |
3.3.1. Oznaczanie aktywności oddechowej Thiobacillus ferrooxidans | 33 |
3.3.2. Oznaczanie zdolności natleniania (OC) urządzenia napowietrzającego reaktor | 33 |
3.3.3. Ustalenie doświadczalnej szybkości reakcji bioutleniania siarczków metali | 34 |
3.3.4. Równania kinetyczne procesu bioutleniania siarczków | 35 |
3.3.5. Szacowanie energii aktywacji oraz współczynnika temperaturowego w procesie utleniania siarczków metali przez Thiobacillus ferrooxidans | 35 |
3.3.6. Oznaczanie wskaźników fizyczno-chemicznych | 36 |
3.3.7. Oznaczanie zawartości metali | 36 |
3.3.8. Oznaczanie zawartości białka | 36 |
3.4. Statystyczne metody oceny wyników badań | 37 |
4. WYNIKI BADAŃ I ICH OMÓWIENIE | 38 |
4.1. Usuwanie jonów metali ciężkich z osadu nadmiernego metodą chemiczną | 38 |
4.2. Usuwanie jonów metali ciężkich z osadu nadmiernego w obecności rodzimej mikroflory (autostabilizacja) | 40 |
4.3. Eliminacja metali ciężkich z osadu nadmiernego w obecności Desulfovibrio desulfuricans | 44 |
4.4. Utlenianie powstałych w procesie biodesulfurykacji osadów siarczkowych w obecności Thiobacillus ferrooxidans | 47 |
4.5. Ocena przydatności nawozowej nadmiernego osadu czynnego pozbawionego metali ciężkich | 49 |
4.6. Kinetyka ekstrakcji jonów metali ciężkich z CdS, CuS i ZnS w obecności Thiobacillus ferrooxidans hodowanych na zmodyfikowanym podłożu 9K | 53 |
4.7. Zdolność natleniania (OC) urządzenia napowietrzającego reaktor | 58 |
5. DYSKUSJA I WNIOSKI | 62 |
LITERATURA | 69 |