Porównanie biotycznych i abiotycznych zmian WWA w fazie stałej i ciekłej podczas beztlenowej przeróbki osadów

W pracy przedstawiono wyniki badań zmian ilościowych WWA w osadach ściekowych i cieczach nadosadowych podczas fermentacji osadów. Zawartości WWA w osadach podawane są w odniesieniu do suchej masy. Podczas fermentacji osadów następuje ubytek suchej masy wynikający z przemian biochemicznych związków organicznych. Stężenia WWA w cieczach nadosadowych często są pomijane. Ciecze zawracane są do ciągu technologicznego oczyszczania, zatem mogą wzbogacać ścieki surowe w dodatkowe ilości tych związków. Badania prowadzono z wykorzystaniem osadów surowych i przefermentowanych z miejskiej oczyszczalni ścieków, do której doprowadzane są ścieki bytowo-gospodarcze oraz przemysłowe. Osady po wymieszaniu inkubowano w ciemności w temperaturze 36°C (osady biotyczne). W tych samych warunkach przechowywano osady, w których aktywność mikroorganizmów została zahamowana przez dodatek azydku sodu (osady abiotyczne). WWA analizowano w osadach przed inkubacją oraz po 22 dobach przechowywania w warunkach anaerobowych. Ekstrakcję prowadzono w płuczce ultradźwiękowej z wykorzystaniem mieszaniny rozpuszczalników organicznych. Ekstrakty zatężano w strumieniu azotu i oczyszczano w warunkach próżniowych SPE. Oznaczanie ilościowe wykonano techniką GC-MS. Określono stężenia 16 WWA zgodnie z listą US EPA. Wartość odzysków WWA wyznaczono po wprowadzeniu mieszaniny standardowej do analizowanych materiałów (osady ściekowe, ciecze nadosadowe). Uwzględniając zmiany zawartość suchej masy osadów, objętości cieczy nadosadowych oraz stężenia WWA w osadach i cieczach, sporządzono bilans WWA w fazie stałej i cieczy nadosadowej. Średnia sumaryczna zawartość WWA w mieszaninie osadow przygotowanych do badań wynosiła 70 μg/l (w tym w fazie stałej 93%). Podczas fermentacji (osady biotyczne) nastąpiło obniżenie stężenia WWA w osadach o 50% (w fazie stałej o 53-57%), natomiast podczas przechowywania osadów, w których zahamowano aktywność mikroorganizmów, odnotowano ubytek WWA w granicach od 28 do 35% (w fazie stałej 35÷40%). Potwierdza to możliwość biodegradacji tych związków w warunkach anaerobowych. Zwiększone ilości WWA w fazie ciekłej wskazują na desorpcję WWA do cieczy nadosadowych w warunkach anaerobowych.

The aim of that investigation was the changes of the PAHs content in the solid phase oF sewage sludge (dry mass) and in the supernatants during the methane fermentation process. Concentration of PAHs in sewage sludge is related to dry matter of sludge. Content of PAHs in supernatants from sewage sludge is omitted. During fermentation process the content of total of suspended solid decreased. In the studies, raw and stabilized sewage sludge from municipal treatment plant were used. Sewage sludges were mixed and incubated in darkness in temperature of 36°C (biotic samples). In the same conditions sewage sludge after inhibition of microorganisms activity was incubated (abiotic samples). The PAH determination in sludge and supernatants was carried out before and after digestion process. Extraction process for sewage sludge samples with organic solvents mixture was carried out in ultrasonic bath. Prepared extracts were concentrated down in nitrogen stream and purified using SPE technique. Quantitative analysis was done using GC-MS. The 16 PAHs listed by to US EPA were analyzed. Recoveries were determined by adding standard mixture to analyzed materials (sewage sludge, supernatant). Taking into account changes in the concentration of dry matter and change of supernatants volume as well as changes of PAHs concentration in solid phase and in liquid phase, PAHs were balanced as a mixture of liquid and solid particles. Average total PAH content in the sewage sludge mixture was 70 g/L (in the solid phase, 93%). During the fermentation (sludge biotic) PAH concentrations were reduced in sewage sludge by 50% (in the solid phase of 53-57%), and during storage of sludge, which inhibited the activity of micro-organisms, the loss of PAH covered in the range from 28 to 35% (in the solid phase 35-40%). This confirms the possibility of degradation of these compounds under anaerobic conditions. Increased levels of PAHs in the liquid phase indicated the PAHs desorption into liquid phase in aerobic conditions.