Dezintegracja ultradźwiękowa jako skuteczna metoda intensyfikacji procesu stabilizacji beztlenowej osadów ściekowych

• Autorzy: Tytła Malwina

Warianty tytułu

EN

Ultrasonic disintegration as an effective method of the intensification of anaerobic sewage sludge digestion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biologiczna stabilizacja beztlenowa, zwana inaczej fermentacją beztlenową, jest jednym z najważniejszych procesów przeróbki osadów stasowanych w oczyszczalniach ścieków. Proces ten umożliwia redukcję masy osadów przeznaczonych do zagospodarowania, zmniejsza udział patogenów oraz eliminuje odory. W procesie tym powstaje biogaz, który stanowi cenne źródło energii odnawialnej. Celem stabilizacji beztlenowej jest generowanie bezpiecznego dla środowiska odpadu, który może być wykorzystany, np. do celów rolniczych lub do rekultywacji. Stabilizacji beztlenowej poddawane są głównie osady nadmierne. Niestety stosowanie nowoczesnych technologii oczyszczania ścieków oraz zagęszczanie osadów z dodatkiem polielektrolitu powodują, że znaczna część materii organicznej zawartej w tych osadach staje się niedostępna i trudno biodegradowalna w procesie fermentacji metanowej, co wpływa negatywnie na przebieg fazy hydrolitycznej limitującej szybkość stabilizacji. W związku z powyższym konieczne jest stosowanie metod mających na celu wstępną obróbkę osadów nadmiernych przed procesem stabilizacji beztlenowej, która pozwoli na przyspieszenie fazy hydrolitycznej oraz poprawi uzyskiwane w procesie efekty. Jedną z takich metod jest dezintegracja ultradźwiękowa.

EN

Anaerobic biological stabilization, known as anaerobic digestion, is one of the most important sewage sludge treatment processes used in wastewater treatments plants. This process enables reducing the mass of sludge intended for management, reduces the share of pathogens and eliminates odours. In this process, a biogas is produced, which is a valuable source of renewable energy. The purpose of anaerobic stabilization is to generate environmentally safe waste that can be used, for example, for agricultural purposes or for reclamation. Excess sludge is mainly subjected to anaerobic stabilization. Unfortunately, the use of advanced wastewater treatment technologies and sludge thickening with the addition of polyelectrolyte makes a significant part of the organic matter contained in the sludge unavailable and difficult to biodegrade in the process of methane fermentation, which negatively affects the course of the hydrolytic phase, limiting the rate of stabilization. Therefore, it is necessary to use methods aimed at the pre-treatment of excess sludge before the anaerobic stabilization, which will allow for the acceleration of the hydrolytic phase and improve the effects obtained in the process. One of such methods is ultrasonic disintegration.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; stabilizacja beztlenowa; dezintegracja ultradźwiękowa; odnawialne źródła energii

EN

sewage sludge; anaerobic digestion; ultrasonic disintegration; renewable energy sources

• Wydawca: ELAMED Media Group
• Czasopismo: Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 2
• Strony: 36--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tytła Malwina

• Instytut Podstaw Inżynierii środowiska, Polska Akademia Nauk

Bibliografia

• 1. Le N.T., Julcour-Lebigue C., Delmas H.: An executive review of sludge pretreatment by sonication. "Journal of Environmental Sciences", 2015, 37, 139-153.
• 2. Tytła M., Widziewicz-Rzońca K., Kernert J.,Bernaś Z., Słaby K.: First Comprehensive Analysis of Potential Ecological Risk and Factors Influencing Heavy Metals Binding in Sewage Sludge from WWTPs Using the Ultrasonic Disintegration Process. "Water", 2023, 15 (4), 666.
• 3. Zubrowska-Sudol M., Sytek-Szmeichel K., Krawczyk P., Bisak A.: Energy-Positive Disintegration of Waste Activated Sludge - Full Scale Study. "Energies", 2022, 15, 555.
• 4. Zielewicz E.: Effect of ultrasonic disintegration of excess sewage sludge. "Topics in Current Chemistry", 2016, 374 (5), 67.
• 5. He H., Xin X, Qiu W., Li D., Liu Z., Ma J.: Waste sludge disintegration, methanogenesis and final disposal via various pretreatments: comparison of performance and effectiveness. "Environmental Science and Ecotechnology", 2021, 8, 100132.
• 6. Tytła M.: The Effects of Ultrasonic Disintegration as a Function of Waste Activated Sludge Characteristics and Technical Conditions of Conducting the Process - Comprehensive Analysis. "International Journal of Environmental Research and Public Health", 2018, 15 (10), 2311.
• 7. Mitraka G.C., Kontogiannopoulos K.N., Batsioula M., Banias G.F., Zouboulis A.I., Kougias P.G.: A Comprehensive Review on Pretreatment Methods for Enhanced Biogas Production from Sewage Sludge, "Energies", 2022, 15 (18), 6536.
• 8. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady(UE) 2018/2001Z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych.
• 9. Ministerstwo Aktywów Państwowych: Krajowy plan na rzecz energii i klimatu na lata 2021-2030. Warszawa 2019.
• 10. Podedworna J., Umiejewska K.: Technologia osadów ściekowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
• 11. Tytła M., Zielewicz E.: The impact of temporal variability of excess sludge characteristics on the effects obtained in the process of its ultrasonic disintegration. "Environmental Technology", 2018, 39 (23), 3020-3032.
• 12. Neczaj E., Grosser A: Najnowsze trendy w fermentacji metanowej osadów ściekowych. III Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowa Metody zagospodarowania osadów ściekowych, Chorzów 2012, 97-109.
• 13. Cimochowicz-Rybicka M.: Minimization of sewage sludge production - European trends and selected technologies, Joint Polish-Swedish-Ukrainian Reports. KungligaTekniska Högskolan (KTH), Stockholm 2013, 99-107.
• 14. https://www.weber-entec.com/en/wwtp/.
• 15. https://ultrawaves.de/en/wastewater-treatment-plants/.
• 16. https://vta.cc/en/news/every-sludge-different.
• 17. https://www.igwp.org.pl/eurotech-efektywne-rozwiązania-dla gospodarki-osadowej/.
• 18. https://vta.cc/en/news/ultrasound-highlight.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).