Charakterystyka skały wapienno-krzemionkowej opoki w aspekcie jej wykorzystania jako materiału reaktywnego do usuwania fosforu z wód i ścieków

• Autorzy: Bus A. , Karczmarczyk A.

Warianty tytułu

EN

Properties of lime-siliceous rock opoka as reactive material to remove phosphorous from water and wastewater

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest ocena przydatności opoki i produktów z niej wytworzonych jako materiałów reaktywnych do usuwania fosforu z wód i ścieków. Przedstawione wyniki badań dotyczą wpływu zawartości wapnia (Ca) w materiale reaktywnym, jakim jest wyprażona opoka, na wartość maksymalnej pojemności sorpcyjnej Smax. Sześć partii materiału (O1-O6) pochodzącego z pokładów zlokalizowanych w miejscowości Bełżec charakteryzuje się zmienną zawartością Ca, która wynosi 238,6-520,1 g∙kg-1. Na podstawie izotermy Langmuira oszacowano wartość maksymalnej pojemności sorpcyjnej Smax, która wynosi 12,3-25,5 mgP-PO4∙g-1. Do oceny związku pomiędzy zawartością Ca, Fe, Al i Mg w składzie materiału reaktywnego i jego zdolnością do zatrzymywania fosforu wykorzystano współczynnik korelacji. Wykazała ona, że zawartość wapnia (Ca) jest związana ze zdolnością sorpcyjną fosforu (r=0,99126). Także zawartość tlenków żelaza i glinu ma wpływ na zdolności opoki do wiązania fosforu. Z kolei, zawartość tlenku magnezu nie ma istotnego wpływu na wartość Smax.

EN

The aim of the paper is to evaluate the usefulness of opoka rock and reactive material made of it to remove phosphorous from surface water and wastewater. Presented results concern the effects of calcium (Ca) contamination in the reactive material (heated opoka) and it impacts on the value of the maximum sorption capacity Smax. Six batches of material (O1-O6) which come from deposits located in Belzec (southeast part of Poland) is characterized by variable amounts of Ca, which is 238,6-520,1 g∙kg-1. The maximum sorption capacity Smax estimated by Langmuir isotherm model equals 12,3-25,5 mg P-PO4 g -1∙kg. To assess the relationship between the content of Ca, Fe Al and Mg in composition of the reactive material and its ability to retain phosphorus correlation coefficients was used and showed that calcium (Ca) is associated with phosphorus sorption capacity (r=0.99126). Also, Fe2O3 and Al2O3 content have an impact on the ability to bind phosphorous. In contrary, the contamination of MgO has no significant effect on the value of Smax.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; oczyszczanie sciekow; fosfor; usuwanie zanieczyszczen; usuwanie fosforu; materialy reaktywne; skala wapienno-krzemionkowa; opoka [geolog.]; Polonite; wiazanie fosforu

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2014
• Numer: II/1
• Opis fizyczny: s.227-238,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Bus A.

• Katedra Kształtowania Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Karczmarczyk A.

• Katedra Kształtowania Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

Bibliografia

• Anielak, A., 2002. Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków. PWN: Warszawa.
• Bioptech.se. Polonite® product from bioptech [online] http://www.bioptech.se/dokumentarkiv/allt_om_polonite.pdf [dostęp 15.07.2013].
• Birkedal, K., Brix, H., Johansen, N.H. 1993. Wastewater treatment in constructed wetland – designers manual. The Management Institute: Ebeltoft, Denmark.
• Bolewski, A., 1982. Petrografia. Wyd. Geologiczne: Warszawa.
• Bolewski, A. (red.), 1992. Encyklopedia surowców mineralnych H-O. Wyd. CPPGSMiE PAN: Kraków.
• Brogowski, Z., Gworek, B., 1996. Próba zastosowania nowego naturalnego sorbentu do oczyszczania ścieków z fosforanów. Wiad. Mel. Łąk., 4, 162-163.
• Brogowski, Z., Renman, G., 2004. Characterization of Opoka as a Basis for its Use in wastewater treatment. Polish Journal of Environmental Studies 13, 1, 15-20.
• Bus, A. 2013., Usuwanie fosforanów z wód powierzchniowych za pomocą wybranych materiałów reaktywnych. Maszynopis. Rozprawa doktorska zrealizowana na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska SGGW w Warszawie.
• Cucarella, V., 2009. Recycling filter substrates used for phosphorous removal from wastewater as soil amendments. Doctoral Thesis, Department of Landand Water Resources Engineering, Royal Institute of Technology (KTH),Stockholm, Sweden.
• Cucarella, V., Renman, G., 2009. Phosphorus sorption capacity of filter materials used for on-site wastewater treatment determined in batch experiments – a comparativestudy. J. Environ. Qual., 38, 381-392.
• Cucarella, V., Zaleski, T., Mazurek, R., 2007. Phosphorus sorption capacity of different types of opoka. Ann. Warsaw Univ. of Life Sci. – SGGW, Land Reclam.,38, 11-18.
• Drizo, A., Frost, C. A., Grace, J., Smith, K. A., 1999. Physico-chemical screening of phosphate-removing substrates for use in constructed wetland systems. Wat. Res.33, 17, 3595-3602.
• Johansson, L., 1999. Industrial by-products and natural substrata as phosphorous sorbents. Environ. Tech., 20, 309-316.
• Jóźwiakowski, K., 2006. Próba zwiększenia skuteczności usuwania fosforu w modelu oczyszczalni ścieków. Inżynieria Rolnicza, 5, 249-256.
• Jóźwiakowski, K., 2012. Badania skuteczności oczyszczania ścieków w wybranych systemach gruntowo-roślinnych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 01.
• Kalenik, M., Wancerz, M., 2013. Badania oczyszczania ścieków w piasku średnim z warstwą wspomagającą z chalcedonitu – skala laboratoryjna. Infrastrukturai Ekologia Terenów Wiejskich, 1, 3, 163-173.
• Karczmarczyk, A., 2000. Influence of some properties of potential sorbent on P-removal from domestic wastewater. Annals of Warsaw Agricultural University – SGGW,Land Reclamation, 30, 59-65.
• Karczmarczyk, A., 2002. Upgrading of phosphorus removal in subsurface flow constructed wetlands. Acta horticulturae et regiotectuare, 6, 107-109.
• Karczmarczyk, A., 2003. Analiza przydatności naturalnych sorbentów do usuwania fosforu w lokalnych systemach oczyszczania ścieków. Maszynopis. Rozprawadoktorska zrealizowana na Wydziale Inżynierii i Kształtowania ŚrodowiskaSGGW w Warszawie.
• Karczmarczyk, A., Kietlińska, A., Renman, G., 2003. A natural filter substrate for efficient phosphorus removal from wastewater – column studies. Zeszyty naukowe Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie, 24, 397-404.
• Karczmarczyk, A., Mosiej, J., 2003. Możliwość zwiększenia efektywności usuwania fosforu w hydrofitowych systemach oczyszczania ścieków. Zeszyty NaukowePolitechniki Białostockiej, Inżynieria Środowiska, 16, II, 227-232.
• Karczmarczyk, A., Bus, A., 2013. Usuwanie fosforu z małych cieków i zbiorników wodnych w obszarach użytkowanych rolniczo. Poster na Konferencji Naukowo-Technicznej Innowacyjne technologie w inżynierii i kształtowaniu środowiska, 27-29 czerwca 2013 r. Lublin.
• Kozłowski, S., 1986. Surowce skalne Polski. Wydawnictwa Geologiczne: Warszawa.
• Krzowski, Z., Pawlik, P., Wójtowicz, U., 1979. Surowce skalne regionu lubelskiego. Wydawnictwo Uczelniane PL: Lublin.
• McKay, G., 1996. Use of adsorbents for the removal of pollutants from wastewaters. CRC Press: Florida.
• Nilson, Ch., 2012. P removal in reactive filter materials – factor affecting the sorption capacity. Licentiate Thesis, Department of Land and Water Resources Engineering,Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, Sweden.
• Pinińska, J., 2008. Właściwości geomechaniczne opok. Górnictwo i Geoinżynieria, 32, 1, 293-301.
• Renman, A., 2008. On-site wastewaters treatment-Polonite and other filter materials for removal of metals, nitrogen and phosphorus. Doctoral Thesis, Department ofLand and Water Resources. Engineering, Royal Institute of Technology (KTH),Stockholm, Sweden.
• Renman A., Renman G., 2010. Long-term phosphate removal by the calcium-silicate material Polonite in wastewater filtration systems. Chemosphere, 79,659-664.
• StatSoft, Inc., 2011. STATISTICA (data analysis software system), version 10. www.statsoft.com.
• Świeczewska-Gładysz, E., Olszewska-Nejbert, D., 2012. Życie na grząskim dnie. Rocznik Muzeum Ewolucji Instytutu Paleobiologii PAN, 4, 17-25.
• Trochonowicz, M., 2011. Analiza skuteczności przepon wykonanych metodami iniekcji chemicznej w murach z opoki wapnistej. Wyd. Politechnika Lubelska: Lublin.
• Wąsik, E., Chmielowski, K., 2013. Skuteczność oczyszczania ścieków bytowych w filtrach piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem ziarnistego węgla aktywnego.Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 1,3, 7-17.
• Żaba, J., 2003. Ilustrowany słownik skał i minerałów. Wyd. VIDEOGRAF: Katowice.

Identyfikatory

DOI

10.14597/infraeco.2014.2.1.017