Degradacja WWA i PCB w procesach biologicznej przeróbki wybranych odpadów biodegradowalnych

 Spis treści
Streszczenie ....................................................................................................... 7
Wykaz oznaczeń i skrótów ................................................................................. 9
1. Wstęp ..............................................................................................................11
2. Kompostowanie – metoda unieszkodliwiania odpadów w warunkach
tlenowych ..................................................................................................... 15
3. Fermentacja metanowa - metoda unieszkodliwiania odpadów
w warunkach beztlenowych ........................................................................ 21
4. Kinetyka reakcji biochemicznych ................................................................. 27
5. Charakterystyka wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. 31
6. Charakterystyka polichlorowanych bifenyli.................................................. 39
7. Charakterystyka związków metali ciężkich w odpadach............................... 43
8. Tezy pracy ..................................................................................................... 45
9. Cel i zakres badań .......................................................................................... 47
10. Metodyka badań .......................................................................................... 49
10.1. Materiały badawcze ............................................................................ 49
10.2. Metodyka badań technologicznych .................................................... 49
10.2.1. Aparatura i warunki prowadzenia procesu kompostowania... 51
10.2.2. Aparatura i warunki prowadzenia procesu fermentacji metanowej. 53
10.3. Metodyka analityczna ......................................................................... 54
10.3.1. Metodyka oznaczania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.. 54
10.3.2. Metodyka oznaczania polichlorowanych bifenyli .................. 56
10.3.3. Metodyka oznaczania metali ciężkich.................................... 59
10.4. Analizy fizyko-chemiczne .................................................................. 61
10.4.1. Azot ogólny ............................................................................ 61
10.4.2. Ogólny węgiel organiczny ..................................................... 61
10.4.3. Wilgotność ............................................................................. 61
10.4.4. Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) – metodą chromianową. 61
10.4.5. Zasadowość ogólna ................................................................ 62
10.4.6. Lotne kwasy tłuszczowe ........................................................ 62
10.4.7. Odczyn środowiska ................................................................ 62
10.4.8. Metan ..................................................................................... 62

10.5. Podstawy analizy statystycznej wyników ..................................... 63
10.6. Funkcje opisujące zmiany stężeń WWA i PCB w mieszaninach
podczas kompostowania i fermentacji metanowej ............................. 64
11. Degradacja zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych w czasie
kompostowania frakcji organicznej odpadów komunalnych ...................... 65
11.1. Zmiany wartości wskaźników fizyko-chemicznych ......................... 65
11.1.1. Zmiany wilgotności mieszanin osadów ściekowych i frakcji
organicznej odpadów komunalnych w procesie kompostowania. 65
11.1.2. Zmiany ChZT w mieszaninach poddawanych kompostowaniu. 66
11.1.3. Zmiany zawartości OWO i całkowitego azotu
w mieszaninach w procesie kompostowania ......................... 67
11.2. Zmiany stężeń wielopierścieniowych węglowodorów
aromatycznych w mieszaninie osadów ściekowych i frakcji
organicznej odpadów komunalnych, poddawanych kompostowaniu .. 69
11.3. Zmiany stężeń polichlorowanych bifenyli w mieszaninie osadów
ściekowych i frakcji organicznej odpadów komunalnych,
poddawanych kompostowaniu ........................................................... 87
11.4. Zmiany stężenia metali ciężkich w mieszaninach osadów
ściekowych i frakcji organicznej odpadów komunalnych,
poddawanych kompostowaniu ........................................................... 95
11.5. Analiza porównawcza cykli kompostowania ................................... 101
11.5.1. Klasyfikacja cykli kompostowania w aspekcie zmian
stężenia wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.. 101
11.5.2. Klasyfikacja procesów kompostowania w aspekcie zmian
stężenia polichlorowanych bifenyli ..................................... 103
11.5.3. Klasyfikacja cykli kompostowania w aspekcie zmian
stężenia metali ciężkich ....................................................... 105
12. Degradacja zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych w czasie
fermentacji metanowej frakcji organicznej odpadów komunalnych ......... 107
12.1. Wartości wskaźników fizyko-chemicznych podczas fermentacji
metanowej ........................................................................................ 107
12.1.1. Analiza składu biogazu, powstającego w procesie
fermentacji metanowej ........................................................ 107
12.1.2. Zmiany zawartości lotnych kwasów tłuszczowych
i zasadowości w procesie fermentacji metanowej ............... 108

12.1.3. Zmiany wartości pH w mieszaninach w procesie
fermentacji metanowej ........................................................ 108
12.2. Zmiany stężenia wielopierścieniowych węglowodorów
aromatycznych w mieszaninie osadów ściekowych i frakcji
organicznej odpadów komunalnych, podczas fermentacji metanowej. 109
12.3. Zmiany stężeń polichlorowanych bifenyli w mieszaninie osadów
ściekowych i frakcji organicznej odpadów komunalnych podczas
fermentacji metanowej ..................................................................... 129
12.4. Stężenia metali ciężkich w mieszaninach osadów ściekowych
i frakcji organicznej odpadów komunalnych, poddawanych
fermentacji metanowej ..................................................................... 137
12.5. Analiza porównawcza cykli fermentacji metanowej ........................ 144
12.5.1. Klasyfikacja cykli fermentacji metanowej w aspekcie
zmian stężeń wielopierścieniowych węglowodorów
aromatycznych..................................................................... 144
12.5.2. Klasyfikacja cykli fermentacji metanowej w aspekcie
zmian stężeń polichlorowanych bifenyli ............................. 147
12.5.3. Klasyfikacja cykli fermentacji metanowej w aspekcie
zmian stężeń metali ciężkich ............................................... 149
13. Analiza stopnia degradacji zanieczyszczeń organicznych, obecnych we
frakcji organicznej odpadów komunalnych oraz w osadach ściekowych,
w warunkach tlenowych i beztlenowych ................................................ 151
13.1. Porównanie skuteczności usuwania zawartości WWA w czasie
kompostowania i fermentacji metanowej. ........................................ 151
13.2. Porównanie skuteczności usuwania PCB w czasie kompostowania
i fermentacji metanowej ................................................................... 154
13.3. Analiza zawartości metali ciężkich w czasie kompostowania
i fermentacji metanowej ................................................................... 156
14. Kinetyka biodegradacji WWA i PCB ................................................... 159
14.1. Wyznaczenie funkcji, opisującej szybkość chwilową ...................... 159
14.2. Wyznaczenie stałej Michaelisa-Menten (K M ) i szybkości
maksymalnej (V max ) ......................................................................... 161
15. Podsumowanie .................................................................................... 165
16. Wnioski...................................................................................................... 169
17. Bibliografia ................................................................................................ 171
18. Załącznik ................................................................................................... 18