Czasopismo Inżynieria i Ochrona Środowiska

ISSN 1505-3695

Kolegium Redakcyjne

Strona czasopisma w trakcie migracji pod NOWYM ADRESEM

UWAGA ! Preferujemy artykuły w języku angielskim.

Drodzy Czytelnicy i Autorzy

Seria wydawnicza "Inżynieria i Ochrona Środowiska" stanowi czasopismo naukowe, w którym są zamieszczane prace naukowe i opracowania techniczne obejmujące szeroko rozumianą inżynierię i ochronę środowiska. Inicjatywa powołania czasopisma powstała w lutym 1997r. w Ustroniu na spotkaniu dziekanów wydziałów politechnik prowadzących kierunki studiów inżynieria środowiska i ochrona środowiska. W 2001r Komitet Inżynierii Środowiska PAN objął swoim patronatem wydawanie naszego czasopisma. 

Mamy nadzieję, że "Inżynieria i Ochrona Środowiska" zyskała już wielu Czytelników. Jak wiadomo jest ona adresowana przede wszystkim do środowisk naukowych, technicznych i przemysłowych, zainteresowanych problematyką publikowanych artykułów. Nie mniej jednak swą ofertę wydawniczą kierujemy zarówno do teoretyków, jak i praktyków, a także do wszystkich osób pasjonujących się inżynierią i ochroną środowiska. Zainteresowanych zapraszamy do współpracy.

 

Tom 17, Numer 2

1. Wdrażanie dobrych praktyk w gospodarce osadami ściekowymi
Implementation of Good Engineering Practice in Sewages Sludge Management
Wiesława STYKA, Piotr BEŃKO
Strony: 165-184, Pobierz w wersji .PDF

W praktyce projektowej i eksploatacyjnej wysokoefektywnych oczyszczalni ścieków z usuwaniem związków biogennych coraz istotniejszą rolę odgrywa rozwiązanie układu przeróbki osadów ściekowych. Wynika to ze sprzężenia i wzajemnego oddziaływania pomię- dzy linią ściekową a osadową, związanego z odprowadzaniem odcieków z przeróbki odpa- dów. Drugim istotnym zagadnieniem jest konieczność uwzględnienia uwarunkowań praw- nych dotyczących zagospodarowania osadów ściekowych. Praktyczne i techniczne aspekty gospodarki osadami w komunalnych oczyszczalniach ścieków stają się w tej sytuacji kluczo- wym zagadnieniem w nowo projektowanych i modernizowanych oczyszczalniach ścieków. W pracy omówiono innowacyjne rozwiązania technologiczne i techniczne przeróbki osadów ściekowych stosowane w komunalnych oczyszczalniach ścieków, spełniające wymogi dobrych praktyk. Przedstawiono trendy rozwojowe procesów jednostkowych stosowanych w linii przeróbki osadów w nowoczesnej komunalnej oczyszczalni ścieków oraz uwarunkowania związane z ich praktycznym wdrożeniem i eksploatacją. Opisane innowacyjne działania i rozwiązania obejmują: minimalizację ilości osadów ściekowych, modyfikacje procesowe linii przeróbki osadów: intensyfikację procesu beztlenowej stabilizacji osadu (w tym procesy dez- integracji i wykorzystania biogazu), intensyfikację procesu końcowego odwadniania osadu oraz wdrażanie metod termicznego zagospodarowania osadów. Przeanalizowano problem gospodarki wodami osadowymi, podkreślając ich wpływ na główną linię oczyszczania ście- ków i zasadność podczyszczania tych wód z wykorzystaniem innowacyjnych metod biolo- gicznego usuwania azotu z wód osadowych z uwzględnieniem procesu Anammox. Zakaz składowania oraz postępujące ograniczanie rolniczego wykorzystania osadów powodują, iż wiodącą metodą ich zagospodarowania stają się metody termiczne, w tym współspalanie osadów. W pracy zwrócono uwagę na fakt, iż pomimo zarysowującej się tendencji do zaostrzania wymagań stawianych osadom wykorzystywanym przyrodniczo dla wielu średniej wielkości oczyszczalni jest to wciąż sposób odzysku, który przy uwzględnieniu warunków lokalnych będzie jedyną alternatywą.

Sludge processing and handling plays an increasingly important role in the design and operation of modern wastewater treatment plants with nutrients removal due to the interaction between the sewage and sludge lines (discharge of supernatant from the sludge processing to the sewage line). The second important issue is the need to comply with the legal requirements regarding sewage sludge handling. Therefore, the practical and technical aspects of sludge management in municipal wastewater treatment plants become the key is- sue in the newly designed and upgraded plants. The paper presents innovative technological and technical sludge treatment processes, used in municipal wastewater treatment plants to meet the requirements of good practice. It also shows new developments in unit processes used in sludge lines and conditions of their practical implementation and operation. The challenges facing the sludge management in Poland were characterized in reference to the applicable provisions. The authors stated that in the coming years, the biggest challenge for Polish plants would be a significant reduction (and ultimately elimination) of the stored sludge volume. The increasing role of thermal processes can be observed since 2010; in 2012 almost 60 000 t of sludge (as dry solids) was thermally utilized. The innovative actions and solutions in sewage sludge processing include: reduction of the sewage sludge load, modifica- tions of sludge lines, intensification of anaerobic sludge stabilization (including disintegra- tion and use of biogas), intensification of sludge dewatering and thermal utilization. The au- thors analyzed the problem of supernatant management, highlighting its impact on the main sewage line and possible pre-treatment. Some attention was drawn to innovative methods of biological nitrogen removal from supernatant (the Anammox process). In Poland, as in other countries, implementation of a ban on sludge landfilling as well as a limited possibility of agricultural applications make other methods of sludge utilization more attractive. They comprise thermal utilization, including co-incineration of sludge in cement plants and solid waste incinerators. The authors pointed out that in spite of a tendency to make the require- ments of sludge agriculture applications more stringent, for many medium-sized wastewater treatment plants it is the only alternative for both dewatered and chemically stabilized sludge as well as dried sludge. Also sludge composting may be an interesting option to obtain the final product of the required quality.

2. Uwarunkowania gospodarki osadami ściekowymi w Polsce i Niemczech
Conditions of Sewage Sludge Management in Poland and Germany
Anna HENCLIK, Joanna KULCZYCKA, Katarzyna GORAZDA, Zbigniew WZOREK
Strony: 185-197, Pobierz w wersji .PDF

W Polsce dominującym sposobem zagospodarowania osadów ściekowych jest ich skła- dowanie oraz przyrodnicze wykorzystanie. Zgodnie z przepisami prawa taki sposób zago- spodarowania musi ulec zmianie, gdyż od 2016 r. będzie obowiązywał zakaz składowania osadów ściekowych. W Niemczech w latach 80. XX w. około 50% osadów ściekowych było składowanych, ale po wprowadzeniu zakazu składowania nieprzetworzonych osadów ście- kowych od 2005 r. ilość ta znacznie spadła. Obecnie ponad 50% osadów ściekowych jest spa- lanych, około 30% jest suszonych i stosowanych w rolnictwie czy do kształtowania terenów, a pozostałe są kompostowane i znajdują różne zastosowania w gospodarce. W arty- kule porównano sposoby gospodarowania osadami ściekowymi w Polsce i Niemczech, uwzględniając uwarunkowania technologiczne, prawne i ekonomiczne. Zwrócono szczególną uwagę na możliwości zastosowania przetworzonych osadów ściekowych, w tym pozyskiwania cennych surowców, np. fosforu, z popiołów powstałych po ich spaleniu.

In Poland, annually there is produced about 535 000 Mg of dry matter of municipal sewage sludge, and according to forecasts, this amount in 2022 can reach 746 000 Mg of dry matter. In Germany, for several years the annual amount of the sludge produced is at a level about 2 000 000 Mg of dry matter. The produced sludge should be disposed in an environ- mentally safe manner. In the case of sewage sludge disposal mainly three basic methods are used: agricultural and biological utilization, landfilling and combustion. In Poland, the dom- inant methods of sewage sludge management is landfilling and agro-biological utilization. According to the current law, this method of management must be changed, because from 2016 the landfilling of sewage sludge will be restricted. In Germany, in the 80s of the 20th century, about 50% of sewage sludge was landfilled, but after the ban for landfilling of un- processed sewage sludge since 2005, this number dropped significantly. Currently over 50%of sewage sludge is incinerated, about 30% is dried and used in agriculture or for forming land areas, and the rest is composted and used for different purposes in the economy. The article compares methods of sewage sludge management in Poland and Germany, taking into account the conditions of technological, legal and economic issues. Particular attention was paid to the possibility of using processed sewage sludge, including the acquisition of valuable raw materials such as phosphorus from the ash formed after thermal treatment of these sludge. Deadline for introduction in Poland and Germany restriction for landfilling of unprocessed sewage sludge results in the advancement of both the sludge management method in accordance with the requirements of environmental protection and technological advancement and amount of installations for treatment. In an ongoing study in recent years, new methods of obtaining phosphorus are analysed. Such an alternative source can be sewage sludge or ash after its combustion. Initiatives that are aimed directly at the efficient use of phosphorus and its recovery remain scattered and are rarely taken into account in creating policies. Available form of financing research programs are funded by the national resources of individual countries or EU funds.

3. Metodyczne podstawy dotyczące ocen oddziaływania na środowisko osadów ściekowych wykorzystywanych w celach rolniczych bądź przyrodniczych
Methodical Basis for the Environmental Impact Assessment of Sewage Sludge Used for Agricultural or Natural Purposes
Hanna BAUMAN-KASZUBSKA, Mikołaj SIKORSKI
Strony: 199-210, Pobierz w wersji .PDF

Końcowe zagospodarowanie osadów ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków jest poważną kwestią w gospodarce osadowej. W obliczu zakazu składowania osadów na składowisku realne może być ich wykorzystanie rolnicze bądź przyrodnicze w większym za- kresie niż dotychczas. Szanse na taki sposób zagospodarowania mają w szczególności osady pochodzące z oczyszczalni ścieków na terenach wiejskich i podmiejskich. W pracy przedsta- wiona została problematyka dotycząca aspektów formalnoprawnych związanych z rolniczym bądź przyrodniczym wykorzystaniem osadów ściekowych, ich charakterystyki ilościowej i jakościowej ze szczególnym uwzględnieniem wartości nawożących (N,P,K) oraz kryteriów w zakresie wykonywania ocen oddziaływania na środowisko.

The final disposal of sewage sludge from municipal wastewater treatment plants is a serious issue in the sludge economy. In the face of the prohibition of sludge storage in landfills, its agricultural or natural use to a greater extent than before may be real. The chances of such a manner of management are particularly given to sludge from wastewater treatment plants in rural and suburban areas. The paper presents the issues concerning the formal and legal aspects related to agricultural or natural use of sewage sludge, its quanti- tative and qualitative characteristics with particular emphasis on the value of fertilizing (N,P,K) and the criteria for performing environmental impact assessments.

4. Stężenie związków biogennych w osadach ściekowych i wodach odciekowych wytwarzanych w gminnych oczyszczalniach ścieków (Łomazy i Sławatycze)
Concentration of Biogenic Compounds in Sewage Sludge and Reject Waters Produced in the Municipal Wastewater Treatment Plants (Łomazy and Sławatycze)
Elżbieta KRÓLAK, Elżbieta BIARDZKA, Renata ŁAPIŃSKA, Anna SEMENIUK
Strony: 211-219, Pobierz w wersji .PDF

Osady ściekowe wytwarzane w gminnych oczyszczalniach ścieków charakteryzują się wysoką wilgotnością, a ich jakość zależy od typu oczyszczalni. W ramach przeprowadzonych badań analizowano skład chemiczny nieustabilizowanych osadów i wód odciekowych po- wstających w dwóch wiejskich oczyszczalniach ścieków o przepustowości 300 m 3 /dobę, róż- niących się typem reaktora biochemicznego. Niezależnie od typu oczyszczalni, stężenie węgla organicznego, azotu organicznego i fosforu ogólnego w suchej masie osadów było na podob- nym poziomie. Odnotowano statystycznie istotne różnice w kwasowości osadów oraz w zawartości suchej masy w osadach. Także w wodach odciekowych powstających z osadów ściekowych odnotowano statystycznie istotne różnice w stężeniach azotanów i fosforanów. Ustalono, że azot w nieustabilizowanych osadach ściekowych występuje głównie w formie organicznej. Wysoka wilgotność osadów ściekowych, ich kwaśny odczyn oraz wysokie stęże- nie azotu w wodach odciekowych w formie nieorganicznych połączeń wymagają bezpiecznej, z punktu widzenia ochrony środowiska, gospodarki osadami. Wyniki analizy statystycznej badanych próbek osadów pozwoliły na ocenę stabilności pracy oczyszczalni.

Sewage sludge produced in municipal wastewater treatment plants is characterized by high moisture, while its quality depends on the type of treatment plant. Municipal sewage sludge is considered to be a waste and a strong emphasis is put on managing waste in a way not posing a threat to the environment. In this study, chemical composition of unsettled sludge and reject waters produced in two municipal wastewater treatment plants, bothoperating at a throughput of up to 300 m 3 /day, was analysed. The two plants, treating only municipal sewage, differed in the type of biochemical reactor. They are located in the area of Lublin voivodeship. Research showed that the sludge from both plants had an acidic reaction and contained more than 90% of water. Depending on the plant where the sludge was produced, the samples differed in pH values and the level of hydration. The concentra- tion of organic matter, organic nitrogen and total phosphorus in the dry weight were alike in the samples taken from the two plants. On a dry weight basis, sewage sludge contained on average about 80% organic matter, more than 5% nitrogen and about 2% phosphorus. On the basis of calculated C/N ratio of the dry weight it was established that using the studied wastewater sludge in agriculture would be the most sustainable method of its management. The reject waters samples collected from the two wastewater treatment plants varied in the concentrations of ammonium, nitrate and phosphorus ions. Ammonium ions concentrations were the highest in the reject waters. The differences in nitrate and phosphorus concentra- tions noted in the samples collected from the two plants were statistically significant. All the aspects such as high moisture of sewage sludge, its acidic reaction and high nitrogen concen- tration in reject waters occurring in the form of inorganic compounds require appropriate methods of waste management safe for the environment. The results of the statistical analy- sis of the studied sludge samples allowed for the assessment of the reliability of the two wastewater treatment plants.

5. Ocena stabilności kompostu w czasie rzeczywistym
Evaluation of Compost Stability in Real Time
Robert SIDEŁKO, Izabela SIEBIELSKA, Kazimierz SZYMAŃSKI, Anna SKUBAŁA, Natalia KOŁACZ
Strony: 221-230, Pobierz w wersji .PDF

W pracy przedstawiono wyniki badań próbek kompostu pobieranych w kolejnych fa- zach jego produkcji metodą pryzm napowietrzanych poprzez okresowe przerzucanie. Suro- wiec do kompostowania stanowiły odwodnione mechanicznie, częściowo ustabilizowane osa- dy ściekowe z oczyszczalni ścieków komunalnych w Słupsku. Prezentowane wyniki są związane z tematem badawczym dotyczącym opracowania modelu matematycznego do oce- ny stabilności biologicznej kompostu w trakcie jego produkcji. Podstawowym celem mode- lowania numerycznego będzie stworzenie praktycznego narzędzia, umożliwiającego ocenę stabilności kompostu w czasie rzeczywistym (on-line), w oparciu o wartość prognozowanego wskaźnika AT-4. Monitorowane w trakcie kompostowania wskaźniki fizykochemiczne, sta- nowiące zmienne niezależne, to temperatura i stężenie tlenu w porach kompostu oraz sucha masa, substancja organiczna, OWO i azot ogólny.

The paper presents the results of analysis of compost samples collected in successive phases of compost production that relies on forming windows aerated by periodical shifting. Partially stabilized and mechanically dehydrated sludge from municipal sewage treatment plant in Slupsk was an essential raw material for composting. The presented results are rela- ted to the topic of research on the development of a mathematical model to assess the biolo- gical stability of compost during its production. The primary objective of the numerical modeling will be to create a practical tool for assessing the stability of compost in real time (on-line), based on the projected value of the indicator AT-4. Indicators treated as indepen- dent variables, monitored during the composting process, were temperature and oxygen concentration in the pores of compost, dry matter, organic matter, TOC and total nitrogen.

6. Ocena biodostępności metali ciężkich w osadach ściekowych z wiejskiej oczyszczalni ścieków i kompostach w aspekcie przyrodniczego wykorzystania
Assessment of the Bioavailability of Heavy Metals in Sewage Sludge from Rural Area and Composts, in the Aspect of Their Natural Use
Agnieszka RAJMUND, Marta BOŻYM
Strony: 231-241, Pobierz w wersji .PDF

Właściwym kierunkiem zagospodarowania osadów ściekowych pochodzących z małych wiejskich oczyszczalni ścieków powinno być ich przyrodnicze wykorzystanie, ponieważ osa- dy te zazwyczaj charakteryzują się dużą wartością nawozową oraz niską zawartością metali ciężkich. Ograniczeniem w ich przyrodniczym wykorzystaniu może być występowanie mi- kroorganizmów chorobotwórczych oraz jaj helmintów. Po odpowiedniej przeróbce - stabili- zacji i higienizacji - mogą być stosowane. W Polsce normowane są jedynie całkowite zawar- tości metali w osadach wykorzystywanych do celów przyrodniczych. Udział frakcji mobilnych jest pomijany. W przypadku gleb do oceny biodostępności metali stosuje się szybki test z 1 M HCl (metoda Rinkisa). Celem pracy było określenie zawartości przyswajal- nych form metali w osadach pochodzących z wiejskiej oczyszczalni ścieków, zlokalizowanej w Dobrzeniu, woj. dolnośląskie. Część osadów poddano kompostowaniu z materiałem struk- turotwórczym. Osady i komposty stosowano do nawożenia roślin energetycznych w wieloletnim doświadczeniu lizymetrycznym, prowadzonym na terenie Dolnośląskiego Ośrodka Badawczego we Wrocławiu. Próbki osadów i kompostów ekstrahowano roztworem 1 M HCl oraz czynnikiem chelatującym (0,05 M Na 2 EDTA). Wyniki ekstrakcji porównano z zawartością ogólną w celu określenia stopnia wymywania metali. Zbadano także korelację między frakcjami a zawartością ogólną metali. Stwierdzono, że 1 M HCl ekstrahował więcej metali z osadów i kompostów niż odczynnik chelatujący. Potwierdzono skuteczność stosowa- nia testu z 1 M HCl do określania mobilności metali w próbkach osadów i kompostów.

An appropriate utilization of sewage sludge from small, rural waste-water treatment plants should be used in agriculture, since these wastes are usually characterized by a high fertilizer value and low heavy metal content. Natural use of sludges may be limited by the presence of pathogenic microorganisms and eggs of helminths. However, after such treat- ment as: stabilisation and hygenisation, it can be used as fertilizer. To small waste-water treatment plants there flows mainly domestic waste water. Thus, there is a slight risk of sewage sludge contamination by heavy metals, because mainly industrial wastewater flows determine its concentration. According to Polish regulations only total content of metals in sewage sludge used in agriculture is limited. Mobile fraction content of metals in those wastes and soil is omitted. Simple acid extractions (1 M HCl, Rinkis test) can be classified amongst methods simulating bioavailability of metals in soils, and used in Polish Agricul- tural-Chemical Stations. There are many studies testing the mobility of metals in soils, sediments and sewage sludge. For sewage sludge, a four-step extraction procedure is frequently used, which is recommended by the EC Standards, Measurement and Testing Programme (SM&T, previous BCR - Community Bureau of Reference). Sequential extraction is time-consuming and requires many specific reagents. For one-step (single-step) extraction there is needed only one appropriately selected extraction solvent. That method is most often used for soil analysis. Single-extraction tests are commonly used to study the bio- availability and mobility of metals in soils. In single extractions, a large spectrum of extract- ants have been used to mobilize of metals, e.g. deionized water, buffered and unbuffered salt solutions, chelating agents like EDTA or DTPA, inorganic acid solution (e.g. HCl, HNO 3 ) or organic acid solutions (e.g. acetic acid, citric acid). Normally for extraction of potentially bioavailable forms of metals in soil HCl or EDTA extracts are commonly used, especially for determination of extractable metal content of soils, sediments and sewage sludges. The aim of the study was to determine the content of digestible forms of metals in sewage sludge from rural waste-water treatment plants and composts. Sediments came from mechanical- biological treatment plant with a capacity of up to 160 m 3 /d, located in Dobrzeń, Lower Silesian. A part of sewage sludge were composted with structure material (sawdust, grass). Sewage sludges and composts were used as fertilizer for the energy crops, in long-term lysimeter experiment, conducted in Lower Silesian Research Centre in Wroclaw, Institute of Technology and Life Sciences. Samples of sewage sludge and compost were extracted with a 1 M HCl solution (Rinkis’ method) and a chelating reagent (Na 2 EDTA). Results of extrac- tion were compared with total content, in order to determine the degree of elution of metals. The correlation coefficient (r;α ≤ 0.05) between metal concentration in each fractions to the total metal content were also examined. It was found that 1 M HCl extracted more metals from the sewage sludge and composts than the chelating agent (EDTA). The efficiency of the test with 1 M HCl to determine the mobility of metals in sewage sludge and compost was confirmed.

7. Analiza mobilności metali ciężkich z osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków w Olsztynie i Sitkówce-Nowiny
The Analysis of Heavy Metals Mobility from Sewage Sludge from Wastewater Treatment Plants in Olsztyn and Sitkówka-Nowiny
Jolanta LATOSIŃSKA
Strony: 243-253, Pobierz w wersji .PDF

W Polsce ogólna ilość powstających komunalnych osadów ściekowych stale wzrasta. Osady ściekowe powstające w oczyszczalniach ścieków wykazują wysokie wartości nawozo- we i mogą być używane w rolnictwie jako nawóz organiczny pod warunkiem, że zawartość mikrozanieczyszczeń nie spowoduje negatywnych skutków w środowisku wodno-glebowym. Osady ściekowe z oczyszczalni ścieków w aglomeracjach miejskich mogą charakteryzować się podwyższoną zawartością metali ciężkich. Wówczas przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych jest możliwe pod warunkiem, że nie zostały przekroczone dopuszczalne wartości określone w odpowiednich przepisach. Przedmiotem badań prezentowanych w pracy była ocena mobilności metali ciężkich z komunalnych osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków w Olsztynie i w Sitkówce-Nowiny koło Kielc. Do oceny mobilności metali ciężkich z osadów ściekowych wykorzystano metodę analizy specjacyjnej zaproponowaną przez European Community Bureau of Reference (BCR). Stężenia metali ciężkich w badanych osadach ście- kowych oznaczono na spektrofotometrze emisyjnym ze wzbudzoną plazmą ICP-OES Perkin- -Elmer Optima 8000. Analiza sekwencyjna BCR wykazała obecność metali ciężkich we wszystkich frakcjach badanych osadów ściekowych. Dominującymi formami występowania analizowanych metali ciężkich były połączenia metaloorganiczne oraz glinokrzemiany (Frakcja IV). Poziomy zawartości metali ciężkich w badanych osadach ściekowych nie prze- kroczyły dopuszczalnych limitów obowiązujących w Polsce dla osadów przeznaczonych do wykorzystania rolniczego. Obliczono wskaźniki stabilności metali ciężkich. Stwierdzono, że w przypadku kadmu badane osady ściekowe charakteryzowały się najniższą wartością wskaźnika stabilności metalu.

In Poland, overall amount of municipal sewage sludge is constantly growing. One of the reasons of this situation is development of the infrastructure in the area of municipal sewage drainage and treatment. Sewage sludge produced in sewage treatment plants demonstrates high fertilizing values and can be used in agriculture as an organic fertilizer on condition that the content of micropollutants does not cause any negative effects on the water-soil environment. Sewage sludge from sewage treatment plants, particularly in urban agglo- merations, can be characterized by an increased content of heavy metals. In that case, the agricultural utilization of sewage sludge is impossible. The total value of chemical element content in sewage sludge does not describe its potential toxicity for the water-soil environ- ment. What is important is its form of occurrence. The determination of a chemical form of a studied substance occurring in the environment is performed on the basis of speciation. The method of obtaining samples for speciation tests of metals is the sequential extraction. The most popular procedure in the case of the analysis of municipal sewage sludge is the one suggested by the European Community Bureau of Reference (BCR). The subject of present- ed research was the evaluation of the mobility of heavy metals from municipal sewage sludge from sewage treatment plants in Olsztyn and Sitkówka-Nowiny near Kielce. The BCR speci- ation analysis method was used for the evaluation of the mobility of heavy metals from sewage sludge. The concentration of heavy metals in studied sewage sludge was marked in the Perkin-Elmer Optima 8000 ICP-OES spectrophotometer. The BCR speciation analysis demonstrated the presence of heavy metals in all fractions for studied sewage sludge. The dominant forms of occurrence of the analysed heavy metals were metalorganic compounds and aluminosilicates (Fraction IV). The levels of heavy metal content in studied sewage sludge did not exceed admissible Polish limits for sludge intended for the agricultural utilization. The stability indicators were marked for heavy metals. It was discovered that in the case of cadmium the studied sewage sludge was characterized by the lowest value of the metal stability indicator. The highest value of the stability indicator was found for lead, chrome and copper for both studied materials.

8. Zastosowanie wstępnej hybrydowej hydrolizy osadu czynnego dla zwiększenia efektywności dwustopniowej fermentacji metanowej
Use of Hybrid Pre-hydrolysis of Activated Sludge to Increase the Efficiency of Two-stage Anaerobic Digestion
Klaudiusz GRÜBEL, Mariusz KUGLARZ, Bożena MROWIEC, Jan SUSCHKA
Strony: 255-268, Pobierz w wersji .PDF

Celem przeprowadzonych badań w skali laboratoryjnej było określenie wpływu wstęp- nej hydrolizy osadu czynnego - na drodze hybrydowego procesu dezintegracji - na zwiększe- nie produkcji biogazu. Zastosowany proces hybrydowy polegał na połączeniu alkalizacji osadu czynnego z procesem mechanicznym, wykorzystującym zjawisko kawitacji hydrody- namicznej. 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 hybrydo- wego 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 efektywno- ści zastosowania tych procesów dezintegracji oddzielnie. Zaprezentowana metoda synergi- styczna 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 dezinte- growanego. Pierwszy etap procesu fermentacji prowadzono w warunkach mezofilowych w czasie 12 dni, a drugi etap - po zmianie warunków termicznych - prowadzono w warun- kach termofilowych w czasie 13 dni. Oceny wpływu dawki osadu dezintegrowanego hybry- dowo na proces fermentacji dwustopniowej dokonano w aspekcie zwiększenia ilości produ- kowanego 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%.

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 pre- treatment leads to the partial dissolution or destruction of flock structure, swelling, and sub- sequent 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 diges- tion in terms of biogas production and sludge quantity minimization. Anaerobic digestion of WAS with addition of Waste Activated Sludge after Disintegration (WASD) by hybrid meth- od - 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 perfor- mance 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.

9. Badania efektywności procesu flotacji i właściwości osadów poflotacyjnych z podczyszczania ścieków mleczarskich
Research on the Effectiveness of the Flotation Process and Properties of Flotation Sludge from Dairy Wastewater Pretreatment
Dariusz BORUSZKO, Wojciech DĄBROWSKI
Strony: 269-280, Pobierz w wersji .PDF

Wszystkie oczyszczalnie ścieków mleczarskich w regionie północno-wschodniej Polski stosują metodę osadu czynnego. Znacznemu zwiększeniu uległa ilość osadów ściekowych ge- nerowanych przez oczyszczalnie ścieków mleczarskich. Obecnie osady z oczyszczania ście- ków mleczarskich to około 5000 ton suchej masy na rok. W technologii oczyszczania ścieków mleczarskich coraz częściej spotyka się flotację ciśnieniową, która obniża ładunek zanie- czyszczeń dopływających do reaktorów biologicznych. W artykule przedstawiono badania związane z: właściwościami fizyczno-chemicznymi osadów poflotacyjnych, ich powstawa- niem, przetwarzaniem oraz unieszkodliwianiem. Omówiono doświadczenia z trzech obiek- tów wykorzystujących flotację ciśnieniową w oczyszczaniu ścieków mleczarskich oraz bada- nia składu fizyczno-chemicznego powstających flotatów. Zaprezentowano również badania technologiczne dotyczące wpływu stosowanych środków chemicznych na jakość ścieków oczyszczonych i ilość generowanego flotatu. Przeprowadzono badania z użyciem różnych chemikaliów stosowanych powszechnie w procesie flotacji ścieków mleczarskich. Wykonano dwie serie badań: Seria I - PAX XL 19 i polielektrolit Superfloc 82-98, Seria II - PIX 113, PAX 18 i flokulant F 414. W obu seriach badań uzyskano wysoki efekt usuwania substancji organicznej, fosforu i tłuszczów. Badania prowadzone w trzech obiektach aplikujących flo- tację we wstępnym oczyszczaniu ścieków mleczarskich w Dąbrowie Białostockiej, Wysokiem Mazowieckiem i Bielsku Podlaskim pozwoliły stwierdzić, że ilości osadów poflotacyjnych wynoszą od 1,7% (Dąbrowa Białostocka) do 2,5% (Wysokie Mazowieckie) ilości oczyszcza- nych ścieków mleczarskich. Podczyszczenie 1 m 3 ścieków mleczarskich powoduje powstanie od 0,64 kg s.m. (Wysokie Mazowieckie) do około 1,4 kg s.m. (Dąbrowa Białostocka) osadu poflotacyjnego. Ogólna zawartość metali ciężkich z oczyszczania i podczyszczania ścieków mleczarskich w uzyskanych badaniach jest niska i potwierdza celowość ich wykorzystania do nawożenia gleb. Stwierdzono również, że w osadach poflotacyjnych, podobnie jak w przy- padku osadów nadmiernych z oczyszczania ścieków mleczarskich, metalem ciężkim o naj- wyższej zawartości był cynk.

All dairy WWTPS in north-eastern part of Poland utilize sludge activated systems. High increase of dairy sewage sludge quantity was observed. By now the quantity of dairy sewage sludge is approximately 5 000 tons of dry mass per year. Dissolved air flotation is more commonly used in dairy sewage treatment plants. This technology provides a significant decrease of organic load discharged to the biological treatment. The article presents results of physico-chemical composition of sludge obtained during the flotation process. It also presents problems with obtainment, treatment and final disposal. Results of DAF flo- tation in real scale installations were presented - parameters of flotation sludge were tested. The total heavy metals quantity in flotation sludge from treatment and pretreatment of dairy sewage was low. This confirms agriculture reuse of flotation sludge. During research the highest concentration of zinc was observed. The same results can be found in excess dairy sludge. The results of technological tests with DAF flotation in laboratory scale were also presented (the quality of treated sewage and quantity of flotation sludge). Different chemicals typically used in DAF were checked during laboratory scale experiments. Two series of research were conducted: Series I - PAX XL 19 and Superfloc 82-98, Series II - PIX 113, PAX 18 and flocculent F 414. In both series high efficiency of organic, biogenic com- pounds and fat removal were reached. The effect of organic substances removal was nearly the same in both series. Significant differences in phosphorus and fat removal were observed. Treatment effectiveness is strictly connected with the chemical dose used in DAF process. Research data was taken from real scale installations located in Dąbrowa Białostocka, Wysokie Mazowieckie and Bielsk Podlaski. It was found that the quantity of flotation sludge was from 1.7 (Dąbrowa Białostocka) to 2.5% (Wysokie Mazowieckie) to compare with raw dairy sewage. DAF pretreatment of 1 m 3 of dairy sewage is responsible for 0.64 of flotation sludge (Wysokie Mazowieckie) and 1.4 kg d.m. (Dąbrowa Białostocka).

10. Sposoby wykorzystania osadów z Oczyszczalni Ścieków w Białymstoku
Ways of Sewage Sludge Use from Urban Waste Water Treatment in Bialystok
Józefa WIATER, Andrzej BUTAREWICZ
Strony: 281-291, Pobierz w wersji .PDF

W pracy przedstawiono gospodarkę osadową prowadzoną w Oczyszczalni Ścieków w Białymstoku oraz kierunki zagospodarowania osadów wytwarzanych przez oczyszczalnię. Oczyszczalnia Ścieków w Białymstoku jest oczyszczalnią mechaniczno-biologiczną, która stosuje metodę osadu czynnego w procesie oczyszczania ścieków i przeróbkę osadów ścieko- wych. Biogaz wytwarzany w komorach fermentacyjnych przeznaczany jest na wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej na potrzeby oczyszczalni. Energia cieplna wykorzystywana jest do ogrzania komór fermentacyjnych. Zapewnia to oczyszczalni obniżenie kosztów wyni- kających z poboru energii z sieci miejskiej oraz zabezpiecza inwestycję w przypadku awarii sieci. Właściwości osadów ściekowych z oczyszczalni w Białymstoku mają zmienny charak- ter, kształtowany przez rodzaj oczyszczanych ścieków i zastosowane metody przeróbki osa- dów. Ze względu na swoje właściwości odwodnione osady ściekowe z Oczyszczalni Ścieków w Białymstoku są wykorzystywane do procesu kompostowania, a także do uprawy roślin przeznaczonych na kompost. Po wysuszeniu do postaci granulatu są stosowane do nawożenia lub współspalane jako dodatek do paliw.

The paper presents the sludge management in the wastewater treatment plant in Bialystok and the guidelines of sludge usage produced by this plant. Sewage treatment plant in Bialystok is a mechanical-biological plant, which uses the method of activated sludge in the wastewater treatment process, sludge treatment and the utilization of biogas. Biogas produced in the digesters is used in the production of heat and electricity for the sewage treatment plant. Thermal energy is used to heat the digester. Therefore it reduces the costs of energy consumption from the urban network and protects the investment in case of network breakdown. Sludge properties from the sewage treatment plant in Bialystok have changeable character, shaped by the type of treated wastewater and sludge treatment methods. Due to its properties, dehydrated sludge from wastewater treatment plant in Bialystok is used to: compost, grow plants intended for the production of compost and dried sludge in form of granulate - to fertilize and co-incinerate.

11. Ocena efektywności procesu przeróbki osadów - aktywność metanogenna
Evaluation of Sludge Disposal Effectiveness - Methanogenic Activity
Małgorzata CIMOCHOWICZ-RYBICKA
Strony: 293-305, Pobierz w wersji .PDF

W artykule omówiono podstawowe pojęcia opisujące zagadnienia biologicznego rozkła- du związków organicznych w warunkach beztlenowych - biodegradowalność i aktywność. Biodegradowalność można scharakteryzować jako biochemiczny potencjał metanogenny, na- tomiast aktywność metanogenna jest wskaźnikiem zdolności populacji mikroorganizmów do rozkładu substratu. Przedstawiono również badania nad aktywnością metanogenną osadów, które zostały poddane beztlenowej stabilizacji intensyfikowanej dezintegracją ultradźwię- kową. Badania przeprowadzono dla osadów nadmiernych, rzeczywistych, pochodzących z Oczyszczalni Ścieków Kraków Kujawy. Wykazano zależność pomiędzy czasem nadźwię- kawiania, amplitudą a aktywnością metanogenną osadów. Określona została graniczna war- tość energii właściwej (3 kWh/kg s.m.), po przekroczeniu której zaobserwowano obniżenie aktywności mikroorganizmów.

The article presents basic concepts concerning issues of biological decomposition of or- ganic compounds under anaerobic conditions: biodegradability and activity. In the case of anaerobic decomposition of organic substances contained in sewage sludge due to biodegradation, potential substrates can be assessed and methane fermentation can be optimized. Whereas the activity of the population indicates the ability of the microorganisms to carry out the decomposition of the substrate. It is generally defined as the specific rate of con- sumption of the substrate, or with respect to the total amount of biomass or to a test portion of the population of microorganisms. The value of the activity of sludge depends on the com- position of the treated wastewater and substrates on which it is grown, as well as on the type of device in which the process is carried out. The activity is expressed mostly by g COD CH4 /g · VSS · d and also by μmol CH 4 /g· VSS·min, ml CH 4 /g · VSS · d. In addition, the paper presents a study of the methanogenic activity of excess sludge from the municipal wastewater treatment plant (WWTP) in Krakow. The samples of sludges were stabilized anaerobically after applying ultrasonic disintegration. Methanogenic activity was tested according to the changing conditions of the process: the amplitude (intensity) of ultrasound and sonication time. It was found that increase of both intensity (amplitude) of sound and sonication time resulted in methanogenic activity growth. However, for each type of biomass there was a limiting value at which activity ceased to increase. In consequence of using the process of ultrasonic disintegration, a greater production of methane in the test samples even up to 35% was achieved. The values of the activity of methanogenic sludge from the digesters remained at a level of ca. 0.1 g COD CH4 /g · VSS · d and 0.2÷0.21 g COD CH4 /g · VSS · d for non-disintegrated and disintegrated sludge, respectively. The rela- tionship between the activity value and the amount of specific energy was shown as well. It was observed that in the initial phase of expenditure of energy, phenomena easily assimilable carbon release was accompanied by raising of methanogenic activity - a beneficial effect. However, after exceeding the limit value of specific energy, for a given sludge sample equal to 3 kWh/kg·TSS cell destruction processes were dominated. The ability of the sludge to produce methane decreased. There has been an adverse effect - reducing the efficiency of generation of methane, despite the expenditure of energy.

12. Osady ściekowe jako substytut w odtwarzaniu gleby w procesie rekultywacji gruntów po górnictwie odkrywkowym wapieni
Sewage Sludge as a Substitute in Restoring of Soil in the Process of Reclamation of Areas after Opencast Limestone Mining
Magdalena SZEWCZYK
Strony: 307-314, Pobierz w wersji .PDF

Postęp techniczny w polskim górnictwie surowców węglanowych sprawił, że możliwa sta- ła się eksploatacja złóż zalegających na dużych głębokościach. W związku z tym oddziały- wanie górnictwa odkrywkowego staje się bardziej agresywne, pozostawiając trwałe zmiany w środowisku. Najbardziej zauważalne przemiany wiążą się ze zmianą ukształtowania po- wierzchni pod wyrobiska odkrywkowe i zwałowiska zewnętrzne oraz prowadzonym na sze- roką skalę odwodnieniem górotworu. Skutki środowiskowe działalności wydobywczej wa- pieni minimalizuje się poprzez kompleksową rekultywację terenów pogórniczych. Działalność rekultywacyjna polega na stworzeniu odpowiednich warunków glebowych do wprowadzenia i utrzymania roślinności na terenach poeksploatacyjnych. Znaną metodą technicznego odtwarzania gleby na gruntach zdegradowanych jest wykorzystanie komunal- nych osadów ściekowych pod warunkiem spełniania wymogów określonych w Rozpo- rządzeniu Ministra Środowiska z 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. Jednym z kryteriów kwalifikujących osady ściekowe do przyrodniczego zagospodarowania jest zawartość metali ciężkich (zarówno w komunalnych osadach ściekowych, jak i w grun- cie, na którym mają być stosowane). Optymalnymi zatem gruntami do zastosowania osadów ściekowych są grunty bezglebowe o odczynie alkalicznym, czyli wyrobiska po eksploatacji wapieni. Na gruntach tych, charakteryzujących się dużą pojemnością buforową, wyklucza się możliwość szybkiej zmiany odczynu, a tym samym łatwego uwalniania metali ciężkich. Z kolei, znaczna zawartość w komunalnych osadach ściekowych materii organicznej i składników pokarmowych sprawia, że mogą one brać udział w odtwarzaniu gleby w proce- sie rekultywacji gruntów po wydobyciu wapieni, a ich aplikacja korzystanie wpływa na pa- rametry gleb zdegradowanych o podwyższonym pH.

Technical progress in the Polish mining of carbonate raw materials made it possible to exploit deposits at large depths. Therefore, the effect of opencast mining becomes more aggressive, leaving a permanent change in the environment. The most noticeable transfor- mations involve a change in the topography of the excavation pit and external dump and large-scale drainage of the rock mass. Environmental effects of the limestone mining opera- tions is minimized through a comprehensive reclamation of the post-mining areas. Known technical method of soil restoration on the degraded areas is the use of sewage sludge subject to the fulfillment of legal requirements regarding municipal sewage sludge. Many studies have shown the usefulness of the application of sewage sludge, as one of the forms of fertiliz- er in reclamation of degraded areas. One of the criteria of sewage sludge eligibility to natu- ral use is the contents of heavy metals (both in sewage sludge, as well as in the land on which they are to be used). However, an equally important criterion for assessing the suitability of the sewage sludge, to its natural use is also the rate of release of these elements from the sewage sludge into the soil and their availability to plants. The bioavailability of the trace el- ements introduced with sewage sludge to the environment decreases with increasing pH and the content of organic matter and clay minerals in the soil. Thus optimal land for use of municipal sewage sludge are alkaline soilless grounds, that is pits after the exploitation of limestone. These grounds are characterized by a large buffer capacity that excludes the possibility of rapid changes in pH, and thus easy release of heavy metals. In turn, a signifi- cant content of organic matter and nutrients in municipal sewage sludge causes that they can take part in the restoration of the soil in the process of land reclamation after limestone mining, and their application positively affects the parameters of degraded soils with higher pH.

13. Wpływ dezintegracji fizycznej osadów nadmiernych na przebieg procesu stabilizacji beztlenowej
Influence of Physical Disintegration of Excess Sludge on the Anaerobic Stabilization Process
Mariusz BARAŃSKI, Mariusz MAŁKOWSKI, Lidia WOLNY
Strony: 315-324, Pobierz w wersji .PDF

Wstępna termiczna obróbka osadów ściekowych wpływa na poprawę biochemicznego rozkładu w procesie stabilizacji beztlenowej oraz znaczną minimalizację masy odpadów. Ingerencja w przebieg procesu fermentacji metanowej poprzez modyfikację osadów przed procesem stabilizacji beztlenowej wpływa na ich końcową podatność na odwadnianie (CSK i zagęszczanie) oraz wzrost stężenia chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) i lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Stabilizacja wstępnie wspomagana kondycjonowaniem zmie- nia skład fizyczny osadów poprzez rozluźnienie wiązań istniejących pomiędzy cząsteczkami wody i osadów. Substratem badań był nadmierny osad czynny pochodzący z Centralnej Oczyszczalni Ścieków P.S.W. „WARTA” w Częstochowie. W celu zainicjowania procesu stabilizacji osad nadmierny zaszczepiono osadem przefermentowanym, stanowiącym 10% mieszaniny badawczej. Celem prowadzonych badań było określenie wpływu termicznego kondycjonowania osadów nadmiernych na przebieg stabilizacji beztlenowej. Badania prze- prowadzono dla Mieszaniny I (osad nadmierny + osad przefermentowany), Mieszaniny II (osad nadmierny kondycjonowany termicznie w temp. 60°C przez 1,5 h + osad przefermen- towany) oraz Mieszaniny III (osad nadmierny kondycjonowany termicznie w temp. 80°C przez 1,5 h + osad przefermentowany). W pierwszym dniu prowadzenia procesu fermentacji odnotowano wzrost wartości CSK, jednakże po 2 dniu nastąpił spadek tego wskaźnika dla każdej z badanych próbek. Efekt obniżenia CSK stwierdzono dla Mieszaniny III (80°C - 1,5 h), dla której w 4 dobie wartość CSK wynosiła 143 s, a dla Mieszaniny II (60°C - 1,5 h) wartość CSK wyniosła 123 s. Po przeprowadzeniu procesu 10-dobowej stabilizacji beztleno- wej najwyższe stężenie ChZT, wynoszące 1500 mg O 2 /dm 3 , odnotowano dla Mieszaniny III (80°C - 1,5 h) przed procesem oraz 1355 mg O 2 /dm 3 w drugiej dobie prowadzenia procesu dla Mieszaniny II (60°C - 1,5 h). Po przeprowadzeniu procesu stabilizacji beztlenowej ubytek suchej materii organicznej wyrażony za pomocą stopnia przefermentowania wyniósł 25, 39 i 45% odpowiednio dla Mieszanin I, II i III.

Preliminary thermal treatment of sewage sludge influences the biochemical disintegra- tion improvement in the anaerobic stabilization process and the minimization of waste mass. Degree of liquefaction of insoluble organic polymers to the dissoluble form, available for microorganisms, has the essential influence on the velocity of sludge biodegradation. Appli- cation of thermal preatreatment before anaerobic stabilization process increases the value of sludge fermentation degree and in this way impact on the efficiency of sewage sludge dewatering. This modification of sludge before anaerobic stabilization process has a possitive impact on the sludge dewaterability (CST), thickening and increase of COD and VFA value. Substrate of investigation was excess sludge from municipal wastewater treatment plant (WWTP) “WARTA” in Częstochowa. The excess sludge was mixed with fermented sludge in the amount of 10%. The aim of investigation was determination of the thermal conditioning influence on the anaerobic stabilization process. The tests were led for Mixture I (excess sludge + fermented sludge), Mixture II (excess sludge thermal conditioned with 60°C during 1.5 h + fermented sludge) and Mixture III (excess sludge thermal conditioned with 80°C during 1.5 h + fermented sludge). Preliminary thermal conditioning of excess sludge impacted on the values of methane fermentation parameters. In the first day of this process the increase of CST values was observed, but after second day the decrease of this indicator was noted for each of tested samples. As a result of CST decrease it was observed for Mixture III (80°C - 1.5 h) for which in fourth day the value of CST was 143 s, and for Mixture II (60°C - 1.5 h) this value was 123 s. After 10 days of anaerobic stabilization the highest value of COD equal to 1500 mg O 2 /dm 3 was noted for Mixture III (80°C - 1.5 h) before process and 1355 mg O 2 /dm 3 in the second day for Mixture II (60°C - 1.5 h). After anaerobic stabilization process the reduction of organic dry matter expressed by fermented degree was 25, 39 and 45% for Mixture I, II, III respectively.

14. Wpływ niekonwencjonalnego nawożenia na migrację metali ciężkich w układzie gleba-roślina
Effect of Fertilization Unconventional Migration of Heavy Metals in the Soil-Plant System
Ewa OCIEPA, Piotr PACHURA, Agnieszka OCIEPA-KUBICKA
Strony: 325-338, Pobierz w wersji .PDF

W pracy testowano mieszankę nawozową, składającą się z osadów ściekowych, węgla brunatnego i popiołów z węgla brunatnego, wzbogaconą o mineralny nawóz potasowy pod kątem jej wpływu na właściwości gleby, a szczególnie na mobilność Zn, Cd i Pb w glebie. Skład i dawka nawozu zostały dostosowane do wymagań uprawianej rośliny (spartiny pre- riowej), jakości nawożonej gleby i obowiązujących przepisów. Efekty nawożenia powyższą mieszaniną substratów porównano z nawożeniem samymi osadami (O), z mieszaniną osadów i nawozów mineralnych (O+NPK), z mieszaniną węgla brunatnego i nawozów mineralnych (W+NPK) oraz z działaniem samych nawozów mineralnych (NPK). Zastosowane rodzaje nawożenia nieznacznie wpłynęły na zmianę pH gleby, ale należy podkreślić, że po ustaleniu równowagi geochemicznej gleby nawożone O+W+P, O i O+NPK uzyskały wartość pH ok. 6,0, którą uważa się za wystarczającą dla gleb lekkich. Gleba nienawożona charakteryzowa- ła się pojemnością sorpcyjną ok. 5,8 cmol(+)/kg, a po zastosowaniu nawożenia O+W+P uzy- skała pojemność ok. 8,0 cmol(+)/kg, co kwalifikuje ją do dobrych pod względem zdolności do magazynowania składników pokarmowych. Preparaty nawozowe (O+W+P) i (W+NPK) wpłynęły najkorzystniej spośród zastosowanych rodzajów nawożenia na unieruchomienie Zn, Cd i Pb w glebie, o czym świadczy zmniejszenie rozpuszczalności tych metali w 0,01 M CaCl 2 i 1 M HCl. Wyniki badań nie wskazują na zależność między całkowitą zawartością Zn i Pb w glebie a ich biodostępnością. Pobieranie metali ciężkich przez spartinę preriową było zależne przede wszystkim od zawartości form biodostępnych metali. Stwierdzono wyższą zawartość wszystkich metali w korzeniach roślin w porównaniu do ich części nadziemnej. Zawartość Pb w korzeniach była kilkadziesiąt razy większa, natomiast kadmu i cynku mak- symalnie 2-3 razy większa niż w częściach nadziemnych. Zdecydowanie wyższą translokacją z korzeni do części nadziemnych charakteryzował się kadm i cynk niż ołów. Translokacja ołowiu wynosiła maksymalnie 4,0%.

The work aims to evaluate the effects of a fertilizing mixture of sewage sludge, brown coal and brown coal ash (S+BC+BCA) enriched with potassium mineral fertilizer on soil properties with special focus on mobility of Zn, Cd and Pb in soil. The formula of the inves- tigated fertilizing mixture and its dosage was developed and tested by the authors. The com- position and the dose of this mixture were adjusted to the requirements of the selected plant (i.e. Spartina pectinata), the quality of the soil and legal requirements. The effects of fertiliza- tion with this mixture were compared with (1) sewage sludge (S), (2) mixture of sewage sludge and mineral fertilizers (S+NPK), (3) mixture of brown coal and mineral fertilizers (BC+NPK), and (4) mineral fertilizers (NPK). The soil used in the experiments was sampled from the area in close vicinity to Huta Częstochowa steel works. The sampled soil showed low contamination with zinc and cadmium (II°) and elevated concentration of lead (I°). The ef- fects of fertilization on soil pH and sorption properties, concentration of heavy metals in soil and plants were determined. The investigated types of fertilization had insignificant influ- ence on soil pH but after reaching the geochemical equilibrium the soils fertilized with S+BC+BCA, S and S+NPK showed pH of 6.0 - which is sufficient for light soils. Fertilization of soil with sewage sludge, brown coal and mixture of sewage sludge and brown coal resulted in the increase in sorption properties of the soil. The sorption capacity of the soil without any fertilization was about 5.8 cmol(+)/kg, and after the treatment with S+BC+BCA is was about 8.0 cmol(+)/kg. Significant differences in the total concentration of zinc, cadmium and lead and their forms determined in 1 M HCl and 0.01 M CaCl 2 were observed. The investigated fertilizing mixtures (S+BC+BCA) and (BC+NPK) showed the most beneficial properties for mobilization of Zn, Cd and Pb in soil which was indicated by the decrease in solubility of these metals in 0.01 M CaCl 2 and 1 M HCl. The obtained results do not indicate that there is a relationship between the total concentration of Zn, Cd and Pb in soil and their bioavaila- bility. Heavy metals uptake by Spartina pectinata depended mostly on the concentration of bioavailable forms of these metals. Fertilization with sewage sludge - despite the fact that it resulted in the highest concentration of heavy metals in soil - generally did not lead to higher uptake of these elements by plants. It has been found a higher content of all metals in the roots of the plants in comparison to the above-ground parts. For Pb differences were excep- tionally high. The Pb content in the roots was tens of times greater while cadmium and zinc up to 2-3 times higher than in the aerial parts. Significantly higher translocation from the roots to the aerial parts was characterized by cadmium and zinc than lead. Translocation of lead was very low and was up 4.0%.

15. Osady ściekowe w nawożeniu wybranych roślin energetycznych
Sewage Sludge in Fertilization of Selected Energy Crops
Karolina ROSIKOŃ
Strony: 339-348, Pobierz w wersji .PDF

Nawożenie gleb osadami ściekowymi jest korzystne nie tylko z gospodarczego punktu widzenia, ale także niezbędne do odtwarzania i zachowania równowagi ekologicznej, ponieważ wykorzystanie osadów ściekowych na plantacjach energetycznych pozwala na zamknięcie obiegu składników pokarmowych w całym lokalnym ekosystemie. Zarówno miskant olbrzymi, jak i mozga trzcinowata to rośliny wieloletnie, które dzięki odpowiednie- mu nawożeniu posiadają znaczny potencjał produkcyjny, a ich wartość energetyczna jest stosunkowo wysoka. Zastosowanie nawożenia mineralnego (NPK) wiąże się zawsze z dodat- kowymi kosztami, które mogą osiągać ponad 40% całkowitych nakładów prowadzenia plan- tacji, a ponadto może generować dodatkowe problemy ekologiczne. Dlatego stosowanie osa- dów ściekowych jako źródła składników odżywczych do nawożenia upraw energetycznych jest niewątpliwie korzystne zarówno z punktu widzenia ekologicznego, jak i ekonomicznego.

Soil fertilization with sewage sludge is preferred not only from economical point of view, but also considered necessary for the reproduction and preservation of ecological balance, because the use of sewage sludge for energy plantations can provide closed circulation of nutrients throughout the local ecosystem. Both giant miscanthus and reed canary grass are perennial plants, which by proper fertilization have significant production potential and their energy value is relatively high. The use of mineral fertilizers (NPK) always involves additional costs, which can reach more than 40% of the total plantation outlays and moreover, can generate additional environmental problems. Therefore, the use of sewage sludge as a source of nutrients for crop fertilization energy is undoubtedly benefi- cial both from the point of view of the ecological and economic reasons.