The effect of selected physical and chemical factors on speciation of phosphorus in sewage sludge produced with application of the Evu-Perl technology

W osadach ściekowych powstających po oczyszczeniu ścieków komunalnych znajdują się związki fosforu i azotu. Tak więc osady ściekowe można traktować jako wtórne źródło biogenów [14]. Jedną z istotnych informacji pozwalających ocenić rolę osadów jako wtórnego źródła biogenów jest ilość zawartego w nich fosforu biologicznie dostępnego, który może być uwalniany z osadów i wykorzystywany w procesie produkcji pierwotnej. Do określenia zawartości fosforu biologicznie dostępnego wykorzystuje się metody analizy specjacyjnej. W naszych wcześniejszych badaniach wybrano metody analizy specjacyjnej fosforu w osadach [2], a następnie zbadanie jego specjacji w osadach powstających przy oczyszczaniu ścieków z wykorzystaniem różnych rozwiązań technologicznych i różnych warunków prowadzenia procesu oczyszczania. Dotychczas zbadano specjację fosforu w osadzie nadmiernym powstającym podczas oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego [3, 4] i poddawanym działaniu różnych warunków fizyko-chemicznych. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań specjacji fosforu w osadzie powstającym w technologii EvU-Perl, stanowiącej swoiste połączenie metody osadu czynnego z zawirowalnym złożem biologicznym. Technologia EvU-Perl jest przykładem zastosowania immobilizacji biomasy w oczyszczaniu ścieków. Biomasa jest unieruchamiana na walcowatych kształtkach wykonanych z materiału polimerycznego. Kształtki stanowią wypełnienie komór napowietrzania.Amounts of phosphorus liberated from sewage sludge during biological wastewater treatment depend on chemical, biological and physical conditions which are found in a treatment plant. Presence of oxygen is one of the basic conditions which decides of phosphorus liberation and accumulation. Under anaerobic conditions liberation of phosphorus through so-called return dissolving takes place [8], while under aerobic conditions phosphorus is assimilated by bacteria present in the sludge mass or in the biological film. Phosphorus speciation in sewage sludge obtained with the EvU-Perl technology was analyzed using the Golterman method. The investigation was conducted for sludge samples subjected to the action of such factors as oxygenation, ultrasonification, precipitation and temperature changes in reference to unprepared sludge. The results show that the predominant fraction of phosphorus, with the content being more than 40%, is Ca-EDTA-P with phosphorus in the biologically available form. Oxygenation is reported to have the greatest influence on P speciation. For a sludge from biological deposit EvU-Perl substantially lower differences of part of phosphorus speciation fractions in comparison to examined earlier [3, 4] sewage sludge coming from wastewater treatment plant using activated sludge method. Lower influence of physico-chemical factors on speciation is caused by movement of shapes used in the deposit, which weaken impact of factors. Even so, in order to determine dependence between part of phosphorus speciation forms in sewage sludge and impact of phisico-chemical factors, analysis of multiple regression was conducted. Values of coefficients achieved after analysis are given in table 2. To sum up data in table 2 following conclusions may be formulated: oxygenation has the biggest impact on speciation of phosphorus in sewage sludge coming from biological deposit EvU-Perl, influence of other examined parameters is lower, part of mobile and biologically available fractions is increasing during oxygenation; this creates favourable conditions of phosphorus availability when sewage sludge is used in agriculture

Bakterie solubilizujące fosfor - przegląd

This article reviews the Phosphorus Solubilizing Bacteria, discusses the types of organic acids produced by them, as well as the impact on economy with non-renewable sources, such as phosphate rocks. In addition, the phosphorus solubilization mechanism is discussed.W niniejszym artykule dokonano przeglądu bakterii solubilizujących fosfor, omówiono rodzaje produkowanych przez nie kwasów organicznych, a także ich wpływ na gospodarkę źródłem nieodnawialnym, jakim są złoża fosforytowe. Ponadto skomentowano mechanizm solubilizacji fosforu

Phosphorus speciation in sewage sludge

Excessive sewage sludge in terms of contained phosphorus speciation forms has been characterized. The analysis allowed identification of mobile forms of phosphorus in sewage sludge. Quantification of mobile forms of phosphorus is very important for its recovery directly from sewage sludge or for its application for natural purposes. Various phosphorus speciation methods have been presented. The results of the sewage sludge speciation conducted by means of two types of wastewater treatment (EvU-Perl technology and activated sludge) have been compared. The analysis covered the effect of such physiochemical factors as oxygenation, use of ultrasound and precipitation with iron chloride(III). It was concluded that changes in physiochemical conditions lead to alterations in the content of phosphorus speciation forms in sewage sludge

Adsorption of mixture of two dyes on activated carbon

Węgiel aktywny jest znany jako adsorbent różnych zanieczyszczeń znajdujących się w ściekach i powietrzu. W pracy podjęto próbę oceny zdolności sorpcyjnych węgla aktywnego w odniesieniu do barwników będących zanieczyszczeniami ścieków farbiarskich. Do badań wybrano mieszaninę dwóch barwników, błękitu metylowego i zieleni naftolowej B, a jako sorbent węgiel aktywny WDex świeży i regenerowany. Stężenie obu barwników wynosiło 200 mg/g. Zdolności sorpcyjne węgla świeżego wyrażone za pomocą adsorpcji właściwej wyniosły 60 mg/g, a po regeneracji - od 8 do 13 mg/g. Z danych eksperymentalnych wykreślono izotermy sorpcji oraz dopasowano teoretyczny model adsorpcji, mianowicie model Freundlicha lub Langmuira. Najwyższy procent usunięcia dla błękitu metylowego wyniósł 94% dla węgla świeżego, a najniższy - 75% (węgiel po IV regeneracji). Najwyższy procent usunięcia dla zieleni naftolowej B wyniósł 78% dla węgla po IV regeneracji, a najniższy - 55% (węgiel po I regeneracji). Uzyskane wyniki wskazują, iż zastosowany sorbent zarówno w postaci świeżej, jak i zregenerowanej może być stosowany w procesach usuwania barwników ze ścieków farbiarskich. Jednak badania modelowe muszą zostać sprawdzone na realnych (fabrycznych) próbkach ścieków.Activated carbon is known as adsorbent to various contaminants from wastewater and air. The aim of work was to estimate sorptive capacity of activated carbon in the removal of dyes, which are contaminants from textile wastewaters. The mixture of two dyes, methyl blue and naphtol green B were chosen to study, and as adsorbent we have chosen the activated carbon WDex, virgin and regenerated. Dye concentration in both cases was 200 mg/dm3. Sorption abilities of activated carbon were expressed by mass balance relationship in case of fresh activated carbon it was 60 mg/g, and after regeneration - from 8 to 13 mg/g. The experimental data adsorption isotherms were defined and adsorption theoretical model such as Freundlich or Langmuir, was selected. The highest removal efficiency in case of methyl blue was 94% for virgin carbon, the lowest - 75% (carbon after 4th regeneration). The highest removal efficiency in case of naphtol green B was 78% for carbon after IV regeneration, the lowest - 55% (carbon after 1st regeneration). The experimental data shows that activated carbon can be used for the decontamination of dyes from textile wastewater. However, model tests need to be verified on real wastewater samples

The importance of phosphorus in the environment- review article

In this paper the presence of phosphorous form and its changes in ecosystem are disscused. Phosphorous is a common chemical individuum in environment, and because of that fact the role of that element in the healthy development of plant and human were paid attention in many publications. Phosphorous is a major macroelement which is needed for proper functional of every cell. First of all it is a nucleic acid component and a high-energy bond contained in the molecule of the adenosine triphosphate (ATP), which is the major source of energy of all biochemical reactions occuring in the living body. Due to the progressive decline in profitable reserves of phosphates, which are mainly used in the production of phosphate fertilizers, in the work in the work noted the possibility of reuse of sewage sludge and wastewater, as secondary sources of phosphorus.W pracy przedstawiono formy występowania fosforu oraz jego przemiany w ekosystemach. Fosfor jest powszechnie występującym indywiduum chemicznym w środowisku, dlatego też w publikacji tej zwrócono szczególną uwagę na rolę tego pierwiastka w prawidłowym rozwoju roślin oraz człowieka. Fosfor jest kluczowym makroelementem koniecznym do prawidłowego funkcjonowania każdej komórki. Jest on przede wszystkim składnikiem kwasów nukleinowych oraz wysokoenergetycznego wiązania zawartego w cząsteczce adenozynotrifosforanu (ATP), który jest podstawowym źródłem energii wszystkich reakcji biochemicznych zachodzących w organizmie żywym. Ze względu na postępujące zmniejszanie się rentownych rezerw fosforytów, wykorzystywanych przede wszystkim do produkcji nawozów fosforowych, w pracy zwrócono również uwagę na możliwość ponownego wykorzystania osadów ściekowych i ścieków, jako wtórnych źródeł fosforu

Changes in the chemistry of WD-extra activated carbon surface after fenton's reagent regeneration used for adsorption of naftol green B

This paper describes the process of adsorption of selected acid dye such as naphthol green B on virgin and regenerated commercial activated carbon WD-extra (Gryfskand). Fenton's reagent regeneration was carried out five times. In the case of virgin activated carbon adsorption value was 130 mg/g, and for the regenerated it has ranged from 38 mg/g to 71 mg/g At the same time the weight loss was controlled, which after five regenerations equal almost 23%. Sorption capacity of activated carbon was controlled with an iodine adsorption numebr in accordance to the PN-83 C-97555.04. It was noted that with the times of regeneration iodine number decreased slightly. In experiment the concentration of acidic and basic functional groups on the surface of the activated carbon was measured by Boehm method. According to the results it can be concluded that regeneration by Fenton's reagent increases the content of acid groups and reduce the basic groups. Amount of acid groups increased to 4.625 mmol/g, and the basic groups has decreased to 0.9375 mmol/g

Specjacja fosforu w osadach ściekowych z wybranych oczyszczalni ścieków

Celem pracy było scharakteryzowanie osadów ściekowych pochodzących z różnych typów oczyszczalni ścieków komunalnych pod względem występowania form specjacyjnych fosforu. Przeprowadzono Speciation of Phosphorus in Wastewater Sediments... 513 wstępną analizę specjacyjną z wykorzystaniem ekstrakcji sekwencyjnej według Goltermana. Polega ona na wykorzystaniu odczynników chelatowych (Ca-EDTA i Na-EDTA) oraz roztworów NaOH i H2SO4. Pomiar ilości fosforu odbył się metodą spektrofotometryczną zgodnie z obowiązującymi normami. Wykorzystując powyższą metodę, zbadano ilości poszczególnych frakcji fosforu w osadach ściekowych oraz stężenie fosforu ogólnego w ściekach oczyszczonych i surowych. Według Goltermana formą specjacyjną o największej dostępności dla organizmów żywych jest fosfor zaadsorbowany na powierzchni cząstek osadów, czyli tak zwany fosfor mobilny. Wstępne wyniki wskazują, iż znaczny udział fosforu mobilnego w osadach ściekowych występował w tych oczyszczalniach, gdzie stosowano zintegrowane metody oczyszczania ścieków (oczyszczalnie mechaniczno-biologiczno-chemiczne). Uzyskane rezultaty upoważniają do stwierdzenia, że w zależności od warunków fizyczno-chemicznych występujących w poszczególnych typach oczyszczalni ścieków, osady nadmierne charakteryzują się różnymi udziałami formy specjacyjnej fosforu mobilnego, co może wpływać na odzyskiwanie tego pierwiastka z osadów ściekowych.The aim of this work was to characterize wastewater sediments of various types of wastewater treatment plants in terms of the occurrence of forms of phosphorus speciation. The preliminary analysis of speciation using sequential extraction by Golterman was made. It consists in using chelating reagents (Ca-EDTA and Na-EDTA) as well as NaOH and H2SO4 solutions. The quantitative measurement of phosphorus was carried out using spectrophotometric method according to binding rules. The number of individual fractions of phosphorus in wastewater sediments and the concentration of total phosphorus in treated and raw wastewater were examined. According to Golterman the phosphorus absorbed on the surface of sludge particles, so called mobile phosphorus, is a speciation form that is the most easily accessible for organisms. Preliminary results show that the significant participation of mobile phosphorus in wastewater sediments appeared in these wastewater treatment plants, where integrated methods of the wastewater treatment were applied (wastewater treatment plants mechanical-biological-chemical). The results obtained allow to conclude that, depending on the physico-chemical conditions in the various types of wastewater treatment plants, excess sludge shares have different forms of mobile phosphorus speciation, which may affect the recovery of this element from wastewater sediments

Speciation of phosphorus from excess sludge from selected wastewater treatment plant

Celem pracy było scharakteryzowanie osadów nadmiernych pochodzących z różnych typów oczyszczalni ścieków komunalnych pod względem występowania form specjacyjnych fosforu. Przeprowadzono wstępną analizę specjacyjną z wykorzystaniem ekstrakcji sekwencyjnej według Goltermana. Polega ona na wykorzystaniu odczynników chelatowych (Ca-EDTA i Na-EDTA) oraz roztworów NaOH i H2SO4. Pomiar ilości fosforu odbył się metodą spektrofotometryczną zgodnie z obowiązującymi normami. Wykorzystując powyższą metodę, zbadano ilości poszczególnych frakcji fosforu w osadach ściekowych oraz stężenie fosforu ogólnego w ściekach oczyszczonych i surowych. Według Goltermana, formą specjacyjną o największej dostępności dla organizmów żywych jest fosfor zaadsorbowany na powierzchni cząstek osadów, czyli tak zwany fosfor mobilny. Wstępne wyniki wskazują, iż znaczny udział fosforu mobilnego w osadach ściekowych występował w tych oczyszczalniach, gdzie stosowano zintegrowane metody oczyszczania ścieków (oczyszczalnie mechaniczno-biologiczno-chemiczne). Uzyskane wyniki upoważniają do stwierdzenia, że w zależności od warunków fizyczno-chemicznych występujących w poszczególnych typach oczyszczalni ścieków osady nadmierne charakteryzują się różnymi udziałami formy specjacyjnej fosforu mobilnego, co może wpływać na odzyskiwanie tego pierwiastka z osadów ściekowych.The aim of this work was to characterize wastewater sediments of various types of wastewater treatment plants in terms of the occurrence of forms of phosphorus speciation. The preliminary analysis of speciation using sequential extraction by Golterman was made. It consists in using chelating reagents (Ca-EDTA and Na-EDTA) as well as NaOH and H2SO4 solutions. The quantitative measurement of phosphorus was carried out using spectrophotometric method according to binding rules. The number of individual fractions of phosphorus in wastewater sediments and the concentration of total phosphorus in treated and raw wastewater were examined. According to Golterman the phosphorus absorbed on the surface of sludge particles, so called mobile phosphorus, is a speciation form that is the most easily accessible for organisms. Preliminary results show that the significant participation of mobile phosphorus in wastewater sediments appeared in these wastewater treatment plants, where integrated methods of the wastewater treatment were applied (wastewater treatment plants mechanical-biological-chemical). The results obtained allow to conclude that, depending on the physico-chemical conditions in the various types of wastewater treatment plants, excess sludge shares have different forms of mobile phosphorus speciation, which may affect the recovery of this element from wastewater sediments

Adsorpcja mieszaniny dwóch barwników na węglu aktywnym

Activated carbon is known as adsorbent of various contaminants from wastewater and air. The aim of the work was to estimate sorptive capacity of activated carbon in the removal of dyes, which are contaminants from textile wastewaters. The mixture of two dyes, methyl blue and naphthol green B was selected for investigations and WDex activated carbon, virgin and regenerated, was chosen as adsorbent. The dye concentration, in both cases, was 200 mg/dm3. Sorptive capacities of activated carbon were expressed as values of surface sorption, which in case of fresh activated carbon was 60 mg/g, and after regeneration – ranged from 8 mg/g to 13 mg/g. The experimental data adsorption isotherms were defined and adsorption theoretical model, such as that of Freundlich or Langmuir, was selected. The highest removal efficiency in case of methyl blue was 94% for virgin carbon, the lowest – 75% (carbon after the fourth regeneration). The highest removal efficiency in case of naphthol green B was 78% for carbon after the fourth regeneration, the lowest – 55% (carbon after the first regeneration). The experimental data show that activated carbon can be used for the decontamination of dyes from textile wastewater. Model tests, however, need to be verified on real wastewater samples.Węgiel aktywny jest znany jako adsorbent różnych zanieczyszczeń znajdujących się w ściekach i powietrzu. W pracy podjęto próbę oceny zdolności sorpcyjnych węgla aktywnego w odniesieniu do barwników będących zanieczyszczeniami ścieków farbiarskich. Do badań wybrano mieszaninę dwóch barwników, błękitu metylowego i zieleni naftolowej B, a jako sorbent węgiel aktywny WDex świeży i regenerowany. Stężenie obu barwników wynosiło 200 mg/g. Zdolności sorpcyjne węgla świeżego wyrażone wielkością adsorpcji właściwej wyniosły 60 mg/g, a po regeneracji – od 8 mg/g do 13 mg/g. Z danych eksperymentalnych wykreślono izotermy sorpcji oraz dopasowano teoretyczny model adsorpcji tj. model Freundlicha lub Langmuira. Najwyższy procent usunięcia dla błękitu metylowego wyniósł 94% dla węgla świeżego, a najniższy – 75% (węgiel po IV regeneracji). Najwyższy procent usunięcia dla zieleni naftolowej B wyniósł 78% dla węgla po IV regeneracji, a najniższy – 55% (węgiel po I regeneracji). Uzyskane wyniki wskazują, iż zastosowany sorbent zarówno w postaci świeżej, jak i zregenerowanej może być stosowany w procesach usuwania barwników ze ścieków farbiarskich. Jednak badania modelowe muszą zostać sprawdzone na realnych próbkach ścieków

Effect of regeneration time on adsorption capacity of activated carbon WD-extra

Zużyte lub zestarzałe węgle aktywne zaliczane są do odpadów niebezpiecznych i należy poddawać je procesowi utylizacji lub odzysku. Obecnie poszukuje się prostych, skutecznych i ekonomicznych metod regeneracji zużytych sorbentów węglowych. W pracy zaprezentowano badania regeneracji zużytego w procesie adsorpcji barwników węgla aktywnego WD-extra. Zaproponowano regenerację przy użyciu reagenta Fentona, który jest doskonałym utleniaczem. W celu wyznaczenia optymalnych warunków regeneracji została ona przeprowadzona w różnym czasie, tj. 30, 60, 120, 180, 300 i 480 min. Dla zregenerowanego tym odczynnikiem węgla aktywnego zbadano jego zdolności sorpcyjne w odniesieniu do wybranych barwników. Do badań wybrano dwa barwniki kwasowe, tj. zieleń naftolową B i błękit metylowy. Stężenie obu barwników wynosiło 400 mg/dm3. Cykl adsorpcja - regeneracja został powtórzony 6-krotnie. Badaniom zdolności sorpcyjnych węgla aktywnego wyrażonych adsorpcją właściwą towarzyszyła kontrola ubytku masy adsorbentu. Wyniki przeprowadzonych badań pozwoliły na stwierdzenie, iż wraz ze wzrostem czasu regeneracji zwiększa się ubytek masy węgla aktywnego. Po VI regeneracjach w czasie 30 min odnotowano ubytek masy ok. 5% i ok. 8%, odpowiednio dla zieleni naftolowej B i błękitu metylowego. Natomiast 6-krotna regeneracja w czasie 480 min spowodowała ubytek masy o ok. 13% (zieleń naftolowa B) i ok. 21% (błękit metylowy). Izotermy sorpcji otrzymane dla węgli regenerowanych w zróżnicowanym czasie są bardzo podobne, a odnotowany ubytek masy wraz z wydłużeniem czasu regeneracji pozwolił na stwierdzenie, że optymalnym czasem regeneracji może być 30 min.Worn or grown old activated carbons are classified as hazardous waste and they should be disposal or recovery. Currently simple, efficient and economical methods of regeneration of spent carbon sorbents is looked for. The paper presents a study in the regeneration of spent activated carbon WD-extra adsorption of dyes. Proposed regeneration using Fenton's reagent, which is an excellent oxidant. To determine the optimal conditions for regeneration has been carried out at different times 30, 60, 120, 180, 300 and 480 min. For this reagent’s regeneration, activated carbon adsorption capacity was examined in its relation to the selected dyes. The study selected two acid dyes such as naphthol green B and methylene blue. The concentration of both dyes was 400 mg/dm3. Cycle of adsorption - regeneration was repeated 6-times. The study of the sorption capacity of activated carbon adsorption, expressed proper control of the weight loss was accompanied by the adsorbent. Results of this study has established that with increasing regeneration time increases the mass loss of activated carbon. After VI regenerations for 30 min was recorded weight loss of about 5 and 8%, respectively, for naphthol green B and methylene blue. While 6-times during regeneration of 480 min resulted in weight loss by about 13% (naphthol green B), and approximately 21% (methylene blue). Sorption isotherms obtained for carbon regenerated in different time are very similar, and the observed weight loss with prolonged regeneration time has established that the optimal recovery time can be 30 min