1. IntroductionPolycyclic aromatic

1. Introduction
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are related to incomplete oxidation and combustion of organic compounds. They are thus produced during industrial pyrolisis and combustion processes, by residential heating, motor vehicles, …. As they are ubiquitous in the environment, they cause contamination of soil and groundwater. Due to their transport by runoff waters, they converge to wastewater treatment plants. During wastewater treatment, they adsorb and concentrate in the sludge solid phase because of their high hydrophobicity and recalcitrance. Thus, the presence of PAH in municipal sewage sludge is a major problem due to the risks associated with the agricultural application of sludge and potential risk of transfer to waters, plants and animals. Many of PAH are known to be carcinogenic and mutagenic. They are absorbed by the respiratory tracts (the inhalation of contaminated atmospheric particles or cigarette smokes), the digestive system (ingestion of contaminated foodstuffs, in particular the roasted or smoked products) and the skin [1] and [2]. Environmental Protection Agency included 16 of them in the list of priority pollutants (naphthalene, acenaphtalene, acenaphtene, fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, indeno(1,2,3-cd)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, benzo(g,h,i)perylene. Some of them are also listed in the EU Water framework directive (2000/60/EC). The European Commission [3] 2000) has proposed a limit value of 6 mg/kgTS for the sum of 11 PAH from acenaphthene to indeno(1,2,3-cd)pyrene as the limit to allow sludge spreading.

Before spreading, sludge has to be stabilised. A currently used method is anaerobic digestion with simultaneous production of methane. This method is interesting because it allows energy recovery in the form of biogas, is low cost and has potentialities to degrade xenobiotics. Indeed, although aerobic biodegradation of PAH is more investigated [4] degradation of PAH during mesophilic and thermophilic anaerobic digestion of sludge has been shown [5], [6] and [7]. Chang et al. [5] showed higher removal rates in sulfate reducing conditions, followed by methanogenic conditions and nitrate reducing conditions. In methanogenic conditions, El-Hadj et al. [7] reported removal efficiencies ranging from 51 to 65% in thermophilic conditions and from 36 to 43% in mesophilic conditions for the sum of 16 PAH. Moreover, according to Trably et al. [6], the removal rate of the sum of 13 PAH (about 50%) was directly linked to total solids removal rate.

Beside, ozone is known to have high reactivity with PAH in liquid media. Ozone is a very strong oxidant (E° = +2.07 V) that has been used successfully in wastewater treatment for the oxidation of organic contaminants. It oxidizes organic compounds either by direct oxidation or through the generation of hydroxyl radicals, or both. Organic compounds treated with ozone are transformed to oxygenated intermediates which are more soluble and more biodegradable [8]. Trapido et al. [9] investigated the ozonation of seven PAH. All compounds were degraded by ozone in few minutes. Due to a higher reaction rate in neutral and acidic media than in basic one, and a slower degradation using advanced oxidation processes, they concluded that the reaction proceeds mostly by molecular ozone. PAHs ozonation has also been investigated in dodecane/water emulsions [10], kerosene films [11], sediments [12] or soils [13], [14] and [15]. The high potentiality of combining ozonation with biological aerobic treatment of PAH has been shown in the case of remediation of sediments [12] or soils [14] and [15].

But no study was focussed on the fate of PAH in processes combining ozonation and anaerobic digestions although such processes are investigated with the aim of reducing sludge amount during their stabilisation [16] and [17]. In previous works, we showed that ozonation was efficient to remove PAHs in digested sludge and we selected an optimum dose equal to 1.5 g O3/L corresponding to 0.11 g O3/gTotal Solid[18]. We also showed that PAH degradation by anaerobic digestion could be improved by ozone pre-treatment [19].

The objective of this work was to asses the removal of PAH naturally present in sludge by continuous anaerobic digestion with recirculation of ozonated sludge. Two combined processes with 100% recirculation ratio were carried out. One was operated with the optimal ozone dose of 0.11 g O3/gTS and the other one was run with a dose of 0.055 g O3/gTS to investigate the impact of ozone dose. Finally, in order to assess the impact of sludge recirculation, a cascade configuration was also tested with the 0.11 g O3/gTS dose.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำไฮโดรคาร์บอนหอม polycyclic (ละ) เกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์และการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ พวกเขาจึงผลิต pyrolisis อุตสาหกรรมและกระบวนการเผาไหม้ โดยอาศัยความร้อน คัน, ... พวกเขาเป็นในสิ่งแวดล้อม พวกเขาทำให้ปนเปื้อนดินและน้ำบาดาล เนื่องจากน้ำไหลบ่าขนของพวกเขา พวกเขาจึงทำให้โรงบำบัดน้ำเสีย ในระหว่างการบำบัดน้ำเสีย พวกเขาชื้น และเข้มข้นในระยะแข็งตะกอน hydrophobicity สูงและ recalcitrance ของพวกเขา ดังนั้น ก็ละในเทศบาลกากตะกอนเป็นปัญหาสำคัญเนื่องจากความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับโปรแกรมประยุกต์เกษตรของตะกอนและความเสี่ยงอาจโอนน้ำ พืช และสัตว์ หลายละทราบว่า carcinogenic และ mutagenic มีการดูดซึม โดยรามิดทางเดินหายใจ (การดมของอนุภาคอากาศปนเปื้อนหรือ smokes บุหรี่), ระบบย่อยอาหาร (กินปนเปื้อนอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลิตภัณฑ์ที่อบ หรือรมควัน) และผิว [1] และ [2] สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมรวม 16 ของพวกเขาในรายการของสารมลพิษสำคัญ (แนฟทาลีน acenaphtalene, acenaphtene, fluorene ฟีแนนทรีน แอนทราซีน fluoranthene ไพรีน benzo (ก) แอนทราซีน chrysene, benzo (b) fluoranthene, fluoranthene benzo (k) ไพรี น benzo (a) indeno(1,2,3-cd) ไพรีน แอนทราซีน dibenzo (a, h) benzo (g, h, i) เพอรีลีน บางส่วนของพวกเขายังแสดงในคำสั่งกรอบน้ำ EU (2000/60/EC) คณะกรรมาธิการยุโรปที่ [3] 2000) ได้เสนอค่าขีดจำกัดของ kgTS ละ 6 มิลลิกรัมสำหรับผลรวมของละ 11 จาก acenaphthene เพื่อ indeno(1,2,3-cd) ไพรีนเป็นวงเงินให้แพร่กระจายตะกอนก่อนที่จะแพร่กระจาย ตะกอนได้มีเสถียรภาพ วิธีใช้อยู่ในปัจจุบันไม่ใช้ย่อยอาหาร ด้วยพร้อมผลิตมีเทนได้ วิธีนี้เป็นที่น่าสนใจเนื่องจากให้พลังงานการกู้คืนในรูปของก๊าซชีวภาพ มีต้นทุนต่ำ และมี potentialities การ xenobiotics จริง ๆ แม้ว่า biodegradation แอโรบิกของละจะ สลายตัว [4] ของละช่วง mesophilic สอบสวนเพิ่มเติม และ thermophilic ย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนของตะกอนมีการแสดง [5], [6] [7] และ ช้างร้อยเอ็ด al. [5] แสดงให้เห็นว่าเอาราคาสูงในการลดเงื่อนไข ตามเงื่อนไข methanogenic และลดเงื่อนไขไนเตรตซัลเฟต ในเงื่อนไข methanogenic, al. et Hadj เอลเอา [7] รายงานประสิทธิภาพตั้งแต่ จาก 51 65% สภาพ thermophilic และ 36 43% ใน mesophilic เงื่อนไขผลบวกของละ 16 นอกจากนี้ ตาม Trably et al. [6], อัตราเอาผลรวมของ 13 ละ (ประมาณ 50%) ถูกเชื่อมโยงโดยตรงอัตราการกำจัดของแข็งทั้งหมดข้าง โอโซนเป็นที่รู้จักกันเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาสูง ด้วยละในสื่อของเหลว โอโซนคือ อนุมูลอิสระที่แรงมาก (องศา E = +2.07 V) ที่ใช้สำเร็จในการบำบัดน้ำเสียสำหรับการเกิดออกซิเดชันของสารปนเปื้อนอินทรีย์ มัน oxidizes สารอินทรีย์ โดยการออกซิเดชันโดยตรง หรือ ผ่านการสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล หรือทั้งสองอย่าง สารอินทรีย์รับโอโซนจะแปลงไป intermediates oxygenated มากละลายน้ำ และย่อยสลายยากมาก [8] Trapido et al. [9] สอบสวนกัมมันต์ของละเจ็ด สารทั้งหมดได้เสื่อมโทรม โดยโอโซนในสองสามนาที เนื่องจากอัตราปฏิกิริยาสูงในกรด และเป็นกลางสื่อมากกว่าหนึ่งพื้นฐาน และการสลายตัวช้าโดยใช้กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง พวกเขาสรุปว่า ปฏิกิริยาดำเนิน โดยโมเลกุลโอโซน ยังถูกสอบสวนกัมมันต์ PAHs ใน emulsions dodecane/น้ำ [10], ฟิล์มน้ำมันก๊าด [11], [12] ในตะกอน หรือดินเนื้อปูน [13], [14] [15] และ ศักยภาพสูงของรวมกัมมันต์กับการบำบัดทางชีวภาพละได้รับการแสดงในกรณีที่ผู้เชี่ยวชาญ ของตะกอน [12] หรือดินเนื้อปูน [14] [15]แต่การศึกษาไม่ถูก focussed ในชะตากรรมของละกระบวนการรวมกัมมันต์และ digestions ไม่ใช้แม้ว่ามีสอบสวนกระบวนการดังกล่าว มีจุดประสงค์เพื่อลดจำนวนของตะกอนระหว่าง stabilisation ของพวกเขา [16] [17] ในงานก่อนหน้านี้ เราพบว่า กัมมันต์มากเอา PAHs ในย่อยตะกอน และเราเลือกยาเหมาะสมเท่ากับ 1.5 g O3/L ที่สอดคล้องกับ 0.11 g O3/gTotal ของแข็ง [18] เรายังพบว่า ละการย่อยสลาย โดยไม่ใช้ออกซิเจนย่อยอาหารสามารถปรับปรุง โดยโอโซนก่อนรักษา [19]วัตถุประสงค์ของงานนี้คือการประเมิน เอาตามธรรมชาติอยู่ในตะกอนโดยย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างต่อเนื่องละ recirculation ozonated ตะกอน กระบวนการรวมทั้งสอง ด้วยอัตราส่วน 100% recirculation ได้ดำเนิน หนึ่งได้ดำเนินการกับโอโซนดีที่สุดของ 0.11 g O3/งาน จีทีเอส และอีกหนึ่งถูกรัน ด้วยปริมาณของ 0.055 g O3/งาน จีทีเอสการตรวจสอบผลกระทบของโอโซน สุดท้าย การประเมินผลกระทบของตะกอน recirculation โครงแบบเรียงซ้อนยังทดสอบกับยา O3/งาน จีทีเอส 0.11 g

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
สารโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ( PAH ) เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์และการเผาไหม้ของสารประกอบอินทรีย์ พวกเขาจึงผลิตในระหว่างกระบวนการไพโรลิซิสอุตสาหกรรมและการเผาไหม้ โดยความร้อน ที่อยู่อาศัย ยานพาหนะ , . . . เช่นที่พวกเขามีทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่พวกเขาก่อให้เกิดการปนเปื้อนของดินและน้ำใต้ดิน เนื่องจากการขนส่งของตน โดยปริมาณน้ำพวกเขาเป็นพืชบำบัดน้ำเสีย ในการบำบัดน้ำเสีย จะดูดซับและมีสมาธิในตะกอนของแข็งเฟสเพราะไม่ชอบสูงและ recalcitrance ของพวกเขา ดังนั้นการปรากฏตัวของ PAH ในกากตะกอนน้ำเสียชุมชนเป็นปัญหาใหญ่เนื่องจากความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์ทางด้านการเกษตรของตะกอนและความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นของการโอนน้ำ พืชและสัตว์หลายของป่าเป็นที่รู้จักกันเป็นสารก่อมะเร็ง และสารก่อกลายพันธุ์ . พวกเขาจะถูกดูดซึมโดยทางเดินอาหาร ทางเดินหายใจ ( Inhalation ปนเปื้อนของอนุภาคในบรรยากาศ หรือสูบบุหรี่ ) , ระบบย่อยอาหาร ( รับประทานอาหารที่ปนเปื้อนอาหาร โดยเฉพาะย่างหรือผลิตภัณฑ์รมควัน ) และผิว [ 1 ] และ [ 2 ]หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมรวม 16 ของพวกเขาในรายการของสารมลพิษ ( แนพทาลีน acenaphtalene acenaphtene , ความสำคัญ , ฟลูออรีน ฟีแนนทรีน , แอนทราซีน , อะโครโพลิสไพรีน , , , เบนโซ ( เอ ) แอนทราซีน , chrysene เบนโซอะโครโพลิส , ( b ) , อะโครโพลิส ( K ) , เบนโซเบนโซเอไพรีน indeno ( 1,2,3-cd , สำหรับ dibenzo ( , , H ) แอนทราซีน , เบนโซ ( G , H , I ) เพอรีลีน .บางส่วนของพวกเขายังแสดงอยู่ในกรอบน้ำ EU Directive ( 2000 / 60 / EC ) คณะกรรมาธิการยุโรป [ 3 ] 2000 ) ได้เสนอวงเงินมูลค่า 6 มก. / kgts สำหรับผลรวมของ 11 ป่าจากแนพเพื่อ indeno ( 1,2,3-cd ) ไพรีนเป็นขีด จำกัด เพื่อให้ตะกอนกระจาย

ก่อนการแพร่กระจายตะกอนมีความเสถียร . ในปัจจุบันใช้วิธีการย่อยไร้อากาศด้วยการผลิตก๊าซมีเทนที่พร้อมกันวิธีนี้เป็นวิธีที่น่าสนใจ เพราะจะช่วยให้พลังงานในรูปแบบของก๊าซชีวภาพ คือ ต้นทุนต่ำ และมีศักยภาพที่จะลด xenobiotics . แน่นอน แม้ว่าทางแอโรบิคของป่ามีมากขึ้นตรวจสอบ [ 4 ] การย่อยสลายของผ้าในช่วงเมโซฟิลิกและย่อยไร้อากาศและตะกอนได้แสดง [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ชาง et al .[ 5 ] พบว่ามีอัตราที่สูงขึ้นในการกำจัดซัลเฟตลดเงื่อนไข ตามสภาพแขวนลอย และไนเตรท ลดเงื่อนไข ในสภาวะที่จุลินทรีย์ เอล hadj et al . [ 7 ] รายงานประสิทธิภาพการกำจัดตั้งแต่ 51 ถึง 65% ในเงื่อนไขการตอบสนองจาก 36 43% ในเงื่อนไขมีสำหรับผลรวมของ 16 ป้า นอกจากนี้ ตาม trably et al . [ 6 ]เอาคะแนนของผลบวกของ 13 ป่า ( ประมาณ 50% ) คือการเชื่อมโยงโดยตรงกับอัตราการกำจัดของแข็งทั้งหมด

ข้าง โอโซน เป็นที่รู้จักกัน มีความว่องไวสูง กับ PAH ในสื่อที่เป็นของเหลว โอโซนจะแข็งแรงมาก อนุมูลอิสระ ( E / V = 2.07 ) ที่ได้รับการใช้ประสบความสำเร็จในการบำบัดน้ำเสียสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารปนเปื้อนอินทรีย์มัน oxidizes สารอินทรีย์ทั้งโดยตรงหรือผ่านการสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล หรือทั้งสองอย่าง สารอินทรีย์ที่ได้รับการรักษาด้วยออกซิเจน โอโซน กลายมาเป็น ตัวกลางซึ่งจะละลายมากขึ้น และย่อยสลายได้มากขึ้น [ 8 ] trapido et al . [ 9 ] ศึกษาโอโซน 7 ป้า สารประกอบทั้งหมดถูกย่อยสลายด้วยโอโซนในไม่กี่นาทีเนื่องจากมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงขึ้นในสื่อที่เป็นกลางและกรดมากกว่าพื้นฐาน และภาวะการย่อยสลายโดยใช้กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง พวกเขาพบว่าปฏิกิริยาเป็นส่วนใหญ่โดยโอโซนในระดับโมเลกุล PAHs ได้แก่ ยังถูกสอบสวนในโดดีเคน / น้ำอิมัลชัน [ 10 ] น้ำมันก๊าดภาพยนตร์ [ 11 ] หรือดินตะกอน [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] และ [ 15 ]ศักยภาพสูง ได้แก่ การรักษาด้วยการแอโรบิก ทางชีวภาพของป่าได้ถูกแสดงในกรณีของการฟื้นฟูของตะกอนหรือดิน [ 12 ] [ 14 ] และ [ 15 ] .

แต่ไม่มีการเน้นในเรื่องชะตากรรมของ PAH ในกระบวนการผสมโอโซนแบบ digestions แม้ว่ากระบวนการดังกล่าวจะใช้กับวัตถุประสงค์ของการลด ปริมาณตะกอนในระหว่างการรักษาเสถียรภาพ [ 16 ] และ [ 17 ]ผลงานที่ผ่านมา เราพบว่าโอโซนมีประสิทธิภาพเพื่อเอาสารย่อยสลายกากตะกอนและเราเลือกที่เหมาะสมขนาดเท่ากับ 1.5 กรัม / ลิตรที่ 0.11 O3 g O3 / gtotal แข็ง [ 18 ] นอกจากนี้เรายังพบว่า ป่าเสื่อมโทรม โดยการหมัก สามารถปรับปรุงและโอโซนโดย [ 19 ] .

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการลาป่าตามธรรมชาติที่มีอยู่ในการกำจัดตะกอนอย่างต่อเนื่องย่อยไร้อากาศโอโซนความเข้มมีการหมุนเวียนของตะกอน กระบวนการที่สองรวมกับอัตราส่วนการหมุนเวียนน้ำ 100 % พบว่า หนึ่ง ดำเนินการโดยการใช้โอโซน O3 0.11 กรัม / GTS และอีกคนก็วิ่งกับปริมาณของ 0.055 g O3 / กำลังศึกษาผลกระทบของโอโซน ) ในที่สุดเพื่อศึกษาผลกระทบของการเผากากตะกอน , น้ำตกก็ยังทดสอบกับ 0.11 g O3 / GTS )