Suszenie kompozytowego paliwa formowanego z dominującym udziałem pofermentacyjnych osadów ściekowych

• Autorzy: Hehlmann J. , Benducki P.

Warianty tytułu

EN

Drying of a composite formed fuel with dominant fraction of digested sewage sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Krajowym Planie Gospodarki Odpadami 2014, jako główne cele do 2022 roku, wymieniono zwiększenie ilości osadów ściekowych wykorzystywanych do produkcji biogazu oraz przekształcanych termicznie. Zastosowanie termicznych metod utylizacji (np. spalanie, piroliza, zgazowanie) przeważnie wymaga wcześniejszego suszenia osadów. W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących kompozytowego paliwa stałego, którego głównym składnikiem (68÷90% masy wilgotnej) są pofermentacyjne osady ściekowe. Pozostałe składniki to trociny, lignoceluloza, słoma i koncentrat flotacyjny węgla. W celu porównania kinetyki suszenia oraz własności mechanicznych, formowano sferyczne kształtki o jednakowej objętości ale zmiennym składzie. Drugi zastosowany w badaniach sposób formowania paliwa polegał na ekstruzji mieszanki przez otwory i obtaczaniu elementów warstwą trocin. Zaproponowana w artykule metoda pozwala wyeliminować szereg problemów pojawiających się obecnie podczas eksploatacji suszarni osadów. Dodatkowo, zastosowanie rozwiązania w oczyszczalniach ścieków rokuje, że nie będą one wytwarzały jak dotąd odpadu jakim jest pofermentacyjny osad, ale produkt w postaci formowanego paliwa stałego.

EN

The increased use of the sewage sludge for biogas production, as well as thermal processing of sewage sludge, are the main goals of the National Waste Management Plan 2014, that are to be fulfilled by 2022. Application of the thermal processing methods e.g. combustion, pyrolisis, gasification usually requires a preliminary drying of the sludge. The paper presents the results of a research on the production of a composite, solid fuel. The key component of the fuel (68÷90% wet basis) is a digested sewage sludge. The remaining components used by the study are sawdust, lignocellulose, straw and coal concentrate obtained by flotation process. To compare the drying kinetics and mechanical properties, spherical particles with uniform volume and different composition were formed. The second method of fuel forming, used in the research, is based on the extrusion of the fuel mixture through the openings. Then, the particles were coated with sawdust. Proposed method enables to eliminate a number of problems, which occurs in sludge dryers operation recently. Furthermore, application of the solution by wastewater treatment plants will allow to switch from the production of waste as digested sludge into the production of a valuable solid formed fuel.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; suszenie; paliwo alternatywne

EN

sewage sludge; drying; alternative fuel

• Wydawca: Mastermedia sp. z o.o.
• Czasopismo: Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, nr 2
• Strony: 9--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Hehlmann J.

• Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Projektowania Procesowego, ul. M. Strzody 7, 44-100 Gliwice, tel.: [phone]

autor

Benducki P.

• Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Projektowania Procesowego, ul. M. Strzody 7, 44-100 Gliwice, tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Werle S., Wilk R. K.: A review of methods for the thermal utilization of sewage sludge: The Polish perspective. Renewable Energy 35, 1914–1919 (2010).
• 2. Krajowy plan gospodarki odpadami 2014. Dziennik Urzędowy Rzeczypospolitej Polskiej „Monitor Polski”. Nr 101, poz. 1183. Warszawa 2010.
• 3. Cao Y., Shan S.: Energy recovery from sewage sludge. Rocznik Ochrony Środowiska 14, 81-95 (2012).
• 4. Malej J.: Odpady i osady ściekowe. Charakterystyka – unieszkodliwianie – zagospodarowanie. Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2004.
• 5. Rulkens W.: Sewage sludge as a biomass resource for the production of energy: Overview and assessment of the various options. Energy & Fuels, 22, 9-15 (2008).
• 6. Kozioł M.: Procesy termicznego wykorzystania osadów w Polsce. W: Paliwa z odpadów. Wyzwania XXI wieku. Praca zbiorowa pod redakcją J. Biegańskiej i M. Landrata. Wydawca: KTiUZO Politechnika Śląska. Gliwice 2013.
• 7. Karcz H., Kantorek M., Folga K., Butmankiewicz T., Kozakiewicz A., Maciejak D.: Osady ściekowe alternatywnym paliwem dla kotłów energetycznych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska. 6, 23-32 (2007).
• 8. Kubica K., Robak J.: Formowane paliwa stałe z udziałem osadów ze ścieków komunalnych - otrzymywanie i własności. W: Paliwa z odpadów t. III. Praca zbiorowa pod redakcją J. W. Wandrasza i J. Nadziakiewicza. Wydawnictwo HELION. Gliwice 2001.
• 9. Turkienė N., Zigmontienė A., Buinevičius K, Plečkaitienė R.: Sewage Sludge Combustion – Experimental and Theoretical Analysis. Chemical and Process Engineering 34(2), 203-214 (2013).
• 10. Wzorek M.: Wpływ składowania paliwa z biomasy drzewnej i osadów ściekowych na jego właściwości. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska. 10, 77-86 (2008).
• 11. Hehlmann J., Pietrasik E.: Ekologiczne paliwa formowane. Wybrane aspekty inżynierii produktu. Wydawnictwo KOMAG. Gliwice 2005.
• 12. Hehlmann J., Szeja W., Jodkowski M., Benducki P.: Badania nad otrzymywaniem kompozytowego biopaliwa energetycznego z udziałem pofermentacyjnej biomasy ściekowej. Rocznik Ochrony Środowiska. 13, 921-934 (2011).
• 13. Hehlmann J., Szeja W., Jodkowski M., Karwot J.: Sposób i układ urządzeń do wytwarzania biomasy energetycznej zwłaszcza z biokomponentów depozytowych. Zgłoszenie patentowe: P-392220 z dn. 24.08.2010.
• 14. Bień J., Wystalska K.: Przekształcanie osadów ściekowych w procesach termicznych. Wydawnictwo Seidel – Przywecki. Warszawa 2009.
• 15. Podedworna J., Umiejewska K.: Technologia osadów ściekowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2008.
• 16. Emerging technologies for biosolids management. Office of Wastewater Management U.S. Environmental Protection Agency Washington, D.C., EPA 832-R-06-005 (2007).
• 17. Broszura zamieszczona na stronie internetowej: http://www.microtekprocesses.com/Documents/Dryer%20Brochure.pdf, dostęp 15.10.2013.
• 18. Filipiak J., Przybyła C.: Wykorzystanie energii słonecznej w procesie suszenia osadów ściekowych. Rocznik Ochrony Środowiska. 13, 1783-1794 (2011).
• 19. Ohm T.I., Chae J.S., Kim J.E., Kim H.K., Moon S.H.: A study on the dewatering of industrial waste sludge by fry-drying technology. Journal of Hazardous Materials 168, 445–450 (2009).
• 20. Silva D.P., Rudolph V., Taranto O.P.: The drying of sewage sludge by immersion frying. Brazilian Journal of Chemical Engineering 22(02), 271-276 (2005).
• 21. Navaee-Ardeh S., Bertrand F., Stuart P.R.: Key variables analysis of a novel continuous biodrying process for drying mixed sludge. Bioresource Technology 101, 3379-3387 (2010).
• 22. Zhao L., Gu W.M., He P.J, Shao L.M.: Biodegradation potential of bulking agents used in sludge bio-drying and their contribution to bio-generated heat. Water Research 45, 2322-2330 (2011).
• 23. Ruiz T., Wisniewski C.: Correlation between dewatering and hydro-textural characteristics of sewage sludge during drying. Separation and Purification Technology 61, 204–210 (2008).
• 24. Font R., Gomez – Rico M.F., Fullana A.: Skin effect in the heat and mass transfer model for sewage sludge drying. Separation and Purification Technology 77, 146–161 (2011).
• 25. Fukas – Płonka Ł., Janik M.: Plusy i minusy suszenia osadów ściekowych. Forum Eksploatatora. 5, 25-27 (2008).
• 26. Wypler M., Kopiec R.: Doświadczenia z eksploatacji suszarni osadów ściekowych oczyszczalni Orzegów w Rudzie Śląskiej. Materiały z konferencji „Metody zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych”. Katowice, 19.03.2012.
• 27. Léonard A., Meneses E., Le Trong E., Salmon T., Marchot P., Toye D., Crine M.: Influence of back mixing on the convective drying of residual sludges in a fixed bed. Water Research 42, 2671-2677 (2008).
• 28. Głogowski Z.: Doświadczenia eksploatacyjne z suszarni osadów ściekowych w Radomiu. Materiał zamieszczony na stronie internetowej: http://odpady.nfosigw.gov.pl/gfx/odpady/userfiles/files/ spotkanie_06/6_glogowski.pdf, dostęp 15.10.2013.
• 29. Romdhana M.H., Lecomte D., Ladevie B., Sablayrolles C.: Monitoring of pathogenic microorganisms contamination during heat drying process of sewage sludge. Process Safety and Environmental Protection. 87, 377-386 (2009).
• 30. Deng W.Y., Yan J.H., Li X.D., Wang F., Zhu X.W., Lu S.Y. Cen K.F.: Emission characteristics of volatile compounds during sludges drying process. Journal of Hazardous Materials 162, 186–192 (2009).
• 31. Środa K., Kijo – Kleczkowska A., Otwinowski H.: Termiczne unieszkodliwianie osadów ściekowych. Inżynieria Ekologiczna. 12, 67-81 (2012).