Ocena stopnia zanieczyszczenia wysuszonych osadów ściekowych oraz stałych produktów ich zgazowania metodą spektroskopii podczerwieni

Bezpieczne i ekologiczne wykorzystanie osadów ściekowych np. jako nawozu wymaga informacji o ich zanieczyszczeniu. Dotyczy to również ubocznych produktów powstających podczas zgazowania wysuszonych osadów ściekowych tj. popiołów. Celem niniejszej pracy było przedstawienie spektroskopii podczerwieni (IR) jako sposobu oceny obecności zanieczyszczeń w wysuszonych osadach ściekowych oraz w popiołach. Do badań wykorzystane zostały dwa rodzaje wysuszonego osadu ściekowego tj. osad ściekowy pochodzący z czyszczalni ścieków działającej w systemie mechaniczno-biologicznym oraz osad ściekowy pobrany z mechaniczno-biologiczno-chemicznej oczyszczalni ścieków. Analizom poddano również popioły powstałe w trakcie zgazowania przedmiotowych osadów ściekowych, które było realizowane w reaktorze ze złożem stałym. Uzyskane wyniki analiz porównano do otrzymanych z wykorzystaniem najbardziej popularnej metody analitycznej tj. chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Analiza IR wykazała istotne różnice w stopniu zanieczyszczenia badanych wysuszonych osadów ściekowych jak i popiołów. Odnotowano wyraźne różnice w stopniu zanieczyszczenia pomiędzy porównywanymi wysuszonymi osadami ściekowymi. Określono również, że popioły ze zgazowania nie były zanieczyszczone przez wszystkie substancje organiczne zidentyfikowane pierwotnie w wysuszonych osadach ściekowych. Podobne wnioski wyciągnięto na podstawie analiz GC-MS. Uzyskane rezultaty prowadzą do stwierdzenia, że metodę spektroskopii podczerwieni można zastosować do wstępnej oceny stopnia zanieczyszczenia próbek przed analizą chromatograficzną np. w badaniach przesiewowych.

Safe and ecological treatment of sewage sludge eg. as a fertilizer, requires information about their contamination. This also applies to by-products (ashes) formed during the gasification of the dried sewage sludge. The aim of this study was to present infrared spectroscopy (IR) as a way of assessing the presence of contaminants in the dried sewage sludge and ashes. Two types of sewage sludge were used in the study. The sludge came from a wastewater treatment plant operating in mechanical-biological system and sewage sludge taken from the mechanical-biological-chemical wastewater treatment plant. Ash formed during the fixed bed gasification process of sewage sludge was also analyzed. The results of the analysis were compared to the results obtained using the most popular method of analysis – gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). IR analysis showed significant differences in the degree of contamination of analyzed dried sewage sludge and ashes. There Significant differences in the degree of contamination between compared dried sewage have also been noted. It was also determined that the ashes from gasification were not contaminated with all of the organic substances originally identified in the dried sewage sludge. Similar conclusions were drawn based on the GC-MS analysis. The results lead to a conclusion that the infrared spectroscopy method can be used as a preliminary assessment of the degree of contamination of the samples prior to chromatographic analysis, eg. in screening studies.