"Ściek w pigułce" "Metodyka unieruchamiania osadów ściekowych w nośniku hydrożelowym" BEATA KOŃCZAK, PAWEŁ ZAWARTKA Główny Instytut Górnictwa Zakład Ochrony Wód, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice e-mail: bkonczak@gig.eu, pzawartka@gig.eu Jedna kropla zmienia wszystko - kapsulacja osadów ściekowych

Opis popularnonaukowy projektu

Ściek ściekowi nierówny. Są ścieki bytowe, z gospodarstw domowych, bogate w detergenty oraz produkty ludzkiego metabolizmu. Są w nich także leki, nie wyłączając hormonalnych. Inna grupą ścieków są ścieki rolnicze. Jest w nich wszystko, co spływa z pól, na których uprawa wspomagana jest środkami chemicznymi, czyli nawozy i pestycydy ale także produkty metabolizmu zwierząt hodowlanych. Najbardziej różnorodną grupą ścieków są ścieki przemysłowe. Tu można znaleźć pełne spektrum odpadów chemicznych, które rozłożone na pierwiastki niewiele wolnych miejsc zostawiłyby w tablicy Mendelejewa, od metali ciężkich po produkty przeróbki ropy naftowej. Łatwo sobie wyobrazić, jaką zgubę środowisku i ludzkiemu zdrowiu niosłaby mieszanina wszystkich tych typów odpadów po wpłynięciu do naturalnych zbiorników i cieków wodnych, stanowiących źródło wody pitnej. Na szczęście przed wpłynięciem do rzeki, ścieki trafiają do oczyszczalni. Tam, w instalacjach oczyszczania wody, zachodzą procesy w wyniku których w oczyszczalni, jak na sitku, pozostają wszystkie niepożądane substancje, a do wód powierzchniowych trafia woda nie stanowiąca zagrożenia. Zagrożenie pozostało bowiem na "sitku" w postaci osadów ściekowych. Znajduje się w nich, w postaci silnie skoncentrowanej, wszystko, co było w ściekach: detergenty, leki, pestycydy, nawozy, metale, węglowodory i do tego jeszcze bakterie, często patogenne, masowo obecne w ściekach bytowych i rolniczych.
Osady ściekowe są dużym problemem. Nie można ich wyrzucić, bo tam, gdzie trafią będą źródłem zagrożenia ekologicznego. Przepisy nie pozwalają na ich przechowywanie. Niektóre typy osadów nadawałyby się do ponownego wykorzystania jako produkty użyźniające glebę. Nie rolniczą, bynajmniej, ani ogrodową, ale glebę terenów zdegradowanych. Zastosowanie osadów mogłoby ułatwić ich rekultywację, jednak problemem jest dostarczenie ich na miejsce w sposób bezpieczny. Pomysłem na zabezpieczenie osadów ściekowych jest unieruchomienie ich w biodegradowalnych kapsułkach, przywodzących na myśl żelowe saszetki do prania czy tabletki do zmywarek. Skondensowane, estetyczne i bezpieczne uwalniają swoją zawartości wyłącznie w miejscu i o czasie, kiedy jest to niezbędne. Badaniom nad kapsułkami z osadami ściekowymi przyświeca właśnie taki cel.

Streszczenie naukowe

W świetle nowych przepisów prawa (od 2016 r.) osady ściekowe stanowią odpad, który nie może być składowany. W związku z tym niezwykle ważne jest poszukiwanie nowych metod ich zagospodarowania. Osady ściekowe charakteryzują się wysoką zawartością substancji orga-nicznych oraz składników mineralnych, dzięki czemu mogą być wykorzystane przyrodniczo, m.in. podczas zabiegów rekultywacji terenów zdegradowanych. Z uwagi jednak na niechęć ludności w stosunku do osadów ściekowych motywowaną wysoką zawartością metali ciężkich oraz mikroorganizmów chorobotwórczych i patogennych, możliwość ich przyrodniczego za-gospodarowania w niezmienionej postaci jest praktycznie niemożliwa. Celem badań jest opra-cowanie sposobu przekształcania osadów ściekowych w produkt do zastosowań przemysło-wych, w tym do przyrodniczego zagospodarowania. Sposób przekształcania osadów ścieko-wych polega na unieruchomieniu ich w nośniku biopolimerowym. Biopolimery to substancje łatwo biodegradowalne, posiadające zdolność do tworzenia trójwymiarowych sieci, dzięki czemu stanowią doskonały nośnik do unieruchamiania materiału pochodzenia biologicznego. W ramach pierwszego zadania pracy badawczej określono wpływ czynników, takich jak stęże-nie biopolimeru, czas reakcji i koncentracja kationów dwuwartościowych na wydajność kapsu-lacji. Do kolby, w której znajdował się roztwór sieciujący nakraplano mieszaninę osadów ście-kowych i alginianu. Kapsułkowanie osadów ściekowych zachodzi najefektywniej, gdy stężenie biopolimeru wynosi 1-2%, a stężenie roztworu sieciującego 2%. Optymalny czas kontaktu mie-szaniny biopolimeru i osadów ściekowych z roztworem sieciującym to 15-20 min. W kolejnych zadaniach sprawdzona zostanie wytrzymałość mechaniczna uzyskanych kapsułek osadów ściekowych, oceniona zostanie struktura uzyskanych kapsuł za pomocą skaningowej mikro-skopii elektronowej. W ostatnim etapie badań ocenione zostaną możliwości przemysłowego zastosowania pozyskanych kapsułek.

Komitet Organizacyjny

Współpraca

Sponsorzy

Patronat medialny