Đánh giá chất lượng bùn ở các nhà máy xử lý nước thải ở Ấn Độ để phát triển các chỉ số kiểm soát chất lượng

Ganesh Sude1, Ankur Rajpal1, Vinay Kumar Tyagi2, Kapil Sharma3, Pravin Kumar Mutiyar4, B. K. Panday5, R. P. Pandey2, Absar Ahmad Kazmi1
1Environmental Engineering Group, Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, India
2Environmental Hydrology Division, National Institute of Hydrology (NIH), Roorkee, India
3Laboratory of Environmental Sustainability and Energy Research (LESER), National Institute of Technology, Delhi, India
4Department of Water Resources, Ministry of Jal Shakti, Govt. of India, National Mission for Clean Ganga, New Delhi, India
5Uttarakhand Jal Jeevan Mission, Dehradun, India

Tóm tắt

Bùn đã được tách nước từ hai mươi hai cơ sở xử lý nước thải đã được phân tích để phát triển các chỉ số kiểm soát chất lượng ở Ấn Độ. Nghiên cứu này sử dụng chỉ số phân bón (FI) và chỉ số sạch (CI) như một công cụ để phân loại việc sử dụng bùn thành các lớp khác nhau (A, B, C và các lớp sử dụng giới hạn LU-1, LU-2, LU-3) dựa trên tiềm năng phân bón, mức độ độc hại, sự hiện diện của mầm bệnh và tiêu chí giảm thu hút sinh vật mang mầm bệnh. Kết quả cho thấy tổng P (dưới dạng P2O5), tổng N và K (dưới dạng K2O) trong các mẫu bùn dao động từ 0.9 đến 5.7%, 1.2 đến 3.8%, và 0.1 đến 1.5%, tương ứng. Hơn nữa, tất cả các loại bùn thuộc lớp C và các loại thấp hơn do sự hiện diện của kim loại độc hại và mầm bệnh. Số lượng trứng giun được tìm thấy trong khoảng từ 25–1450 Số/4gTS trong các mẫu bùn. Số lượng trứng giun cao nhất là 1450/4 g TS được tìm thấy trong bùn chứa phân. Giá trị tỷ lệ hấp thu oxy cụ thể (SOUR) trong các mẫu bùn dao động từ 0.3 đến 4.9, với giá trị trung vị là 1.3 và RSD lên đến 86% là quá cao. Điều này cho thấy các mẫu bùn cần được xử lý thêm để giảm thiểu độ hấp dẫn như một nguồn thức ăn cho các sinh vật mang mầm bệnh và chuột. Tuy nhiên, các mẫu bùn có tiềm năng phân bón và giá trị FI dao động từ 4.1 đến 4.9, và giá trị CI dao động từ 2.5 đến 5.0. Điều này cho thấy phân compost có chất lượng tốt nhất và có tiềm năng phân bón cao, với hàm lượng kim loại nặng thấp, phù hợp cho các loại cây trồng có giá trị cao như nông nghiệp hữu cơ. Việc xử lý bùn thêm bằng phương pháp ủ phân truyền thống, tiêu hóa hiếu khí hoặc kỵ khí, và làm khô bằng ánh sáng mặt trời hoặc nhiệt có thể đưa bùn vào các loại lớp A và B.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Antonkiewicz J, Kołodziej B, Bielińska EJ, Gleń-Karolczyk K (2018) The use of macroelements from municipal sewage sludge by the Multiflora rose and the Virginia fanpetals. J Ecol Eng 19(6):1–13. https://doi.org/10.12911/22998993/92889 Antonkiewicz J, Kołodziej B, Bielińska EJ, Popławska A (2019) The possibility of using sewage sludge for energy crop cultivation exemplified by reed canary grass and giant miscanthus. Soil Sci Annu 70(1):21–33. https://doi.org/10.2478/ssa-2019-0003 APHA (2017) Standard methods for the examination of water and wastewater, 23rd ed. American Public Health Association (APHA), Washington, DC. Briton WF (2000) Compost quality standards and guidelines. Final Report. Woods End Research Laboratory, Inc., USA. < http://Compost.Css.Cornell.Edu/Brinton.Pdf Cohen Y (2009) Phosphorus dissolution from ash of incinerated sewage sludge and animal carcasses using sulphuric acid. Environ Technol 30:1215–1226 CPHEEO (2016), Indian standard methods of Analysis of solid wastes. Central Public Health and Environmental Engineering Organisation IS-10158, 1982 (Reaffirmed 2003) Ehalt MacEdo H, Lehner B, Nicell J, Grill G, Li J, Limtong A, Shakya R (2022) Distribution and characteristics of wastewater treatment plants within the global river network. Earth Syst Sci Data 14:559–577 FCO (2009) Fertiliser (Control) Order 1985. The Fertiliser Association of India, Ministry of Agriculture and Rural Development, India. 10, Shaheed Jit Singh Marg, New Delhi, India GTZ Sustainet (2006) Sustainable agriculture: a pathway out of poverty for India’s rural poor. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit, Eschborn Gurjar BR, Tyagi VK (2017) Sludge management. Taylor & Francis, United Kingdom Indian standards (1982) Methods of Analysis for solid wastes (IS 10158) Larson DW, Jones E, Pannu RS, Sheokand RS (2004) Instability in Indian agriculture—a challenge to the green revolution technology. Food Policy 29(3):257–273 Lotter DW, Seidel R, Liebhardt W (2003) The performance of organic and conventional cropping systems in an extreme climate year. Am J Altern Agric 18(3):146–154 Metcalf & Eddy (2003) Wastewater engineering: treatment and reuse. McGraw Hill, USA Saha JK, Panwar N, Singh MV (2010) An assessment of municipal solid waste compost quality produced in different cities of India in the perspective of developing quality control indices. Waste Manag. 30:192–201 Singh V, Harish PC, Chandel MK (2020) Estimation of energy recovery potential of sewage sludge in India: waste to watt approach. J Clean Product 276:122538 Soumaré M, Tack FMG, Verloo MG (2003) Characterisation of Malian and Belgian solid waste composts with respect to fertility and suitability for land application. Waste Manag 23(6):517–522 Tyagi VK, Lo SL (2013) Sludge: a waste or renewable source for energy and resources recovery? Renew Sustain Energy Rev 25:708–728 USEPA (1979) Process design manual for sludge treatment and disposal. EPA 625/1–79/011 USEPA (1982) Guide to the disposal of chemically stabilized and solidified waste, SW-872, Washington, DC, Office Solid Waste Emergency Response USEPA (1992) Integrated risk information system- molybdenum; CASRN 7439–98–7 USEPA (1994) Standards for the use or disposal of sewage sludge (40 CFR Part 503). A Plain English Guide to the EPA Part 503 Biosolids Rule USEPA (1999) Environmental regulations and technology—control of pathogens and vectors in sewage sludge. EPA-625/R-92/013 (Revised October 1999) WHO (1996) Analysis of wastewater for use in agriculture – a laboratory manual of parasitological and bacteriological techniques