Dwustopniowe biologiczne usuwanie metali ciężkich z osadów ściekowych na przykładzie nadmiernego osadu czynnego

Opis

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.