Quantity changes of PAHs in sewage sludge and in supernatants during fermentation process under denitryfication conditions

Przedstawiono wyniki badań zmian ilościowych WWA w osadach ściekowych i cieczach nadosadowych podczas fermentacji osadów w warunkach redukcji azotanów. W badaniach wykorzystano osady surowe i przefermentowane z miejskiej oczyszczalni ścieków, do której wprowadza się do oczyszczania ścieki bytowe oraz przemysłowe. Osady wymieszano i inkubowano w ciemności w temperaturze 36°C. W celu zapewnienia warunków denitryfikacji do osadów wprowadzono NaNO3. Równolegle, w takich samych warunkach jak fermentacja, prowadzono badania z osadami, w których zahamowano aktywność mikroorganizmów. Analizowano WWA przed inkubacją, po 8 dobach oraz po 22 dobach. Ilościowo określono stężenia 2-, 3- oraz 4-pierścieniowych WWA (rekomendowanych przez EPA) z wykorzystaniem zestawu chromatograf gazowy - spektrometr masowy. Oznaczenia WWA prowadzono równolegle w osadach (w fazie stałej) oraz w cieczach nadosadowych. Po 22 dobach fermentacji zanotowano zmiany ilościowe WWA w osadach i w cieczach. Podczas hydrolizy złożonych związków organicznych (wstępna faza procesu) w osadach kontrolnych odnotowano wzrost stężenia sumarycznego (szczególnie naftalenu i 3-pierścieniowych WWA). Efektywność usuwania poszczególnych związków była zróżnicowana. Po 22 dobach inkubacji stężenie 10 WWA w osadach obniżyło się o 22% w warunkach denitryfikacji, natomiast zawartość badanych WWA w osadach kontrolnych była większa od początkowej. W cieczach nadosadowych stężenie WWA było mniejsze o 31% w warunkach redukujących azotany. Udział procesów abiotycznych w usuwaniu WWA w cieczach był znaczący. W cieczach wydzielonych znad osadów, w których zahamowano aktywność mikroorganizmów, spadek stężenia sumarycznego WWA wynosił 47% w porównaniu ze stężeniem początkowym.The study expands on the changes of PAHs in sewage sludge and supernatants under nitrate reducing conditions as well as during anaerobic digestion. Raw and digested sludge samples used in the experiment were collected from a municipal wastewater treatment plant receiving both domestic and industrial effluents. Mixed sludge samples were incubated in dark at 36°C. As required for denitrification NaNO3 was added to the mixed sludge. For comparison abiotic samples with sodium azide were also prepared. PAHs concentration was determined before incubation, after 8 days and after 22 days of incubation. Qualification and quantification of 2-, 3- and 4-ring PAHs (according to EPA recommendation) was carried out by gas chromatography - mass spectrometry. Determination of PAHs was done in sewage sludge and in supernatants simultaneously. Over 22 days of anaerobic digestion changes of PAH total concentration in both sewage sludge and supernatants were observed. During hydrolysis of organic compounds (first phase of fermentation) in the control samples (in sewage sludge and in supernatants) the increase in the concentration of PAHs occurred (especially for naphthalene and 3-ring PAHs). The concentration changes of individual hydrocarbons were different. The sum of concentrations of 10 PAHs in sewage sludge was reduced by 22% on average under nitrate-reducing conditions after 22 days. The concentration of PAHs in control samples of sewage sludge was higher than the initial concentration. In the supernatants the concentration of PAHs was reduced by 31% on average under nitrate-reducing conditions. The contribution of abiotic processes in the removal of PAHs in the supernatants was significant. In the samples with the inhibited activity of microorganisms the decreases of PAHs concentration was equal 47%