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

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