The possibility of sewage sludge conditioning and dewatering with the use of biomass ashes

• Autorzy: Wójcik M. , Stachowicz F. , Masłoń A.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2017.2.1

Warianty tytułu

PL

Możliwość kondycjonowania i odwadniania osadów ściekowych z zastosowaniem popiołów ze spalania biomasy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The wastewater treatment produces a huge amount of excess sludge which has to be removed in line with ecological and legal requirements. Raw sewage sludge is characterized by the high moisture content, over 90 % and the microbiological activity. The high content of water in sewage sludge results in its big volume and generates significant problems with transport and further utilization. As the high moisture content in raw sewage sludge generates significant costs in treatment plants, it is essential to provide effective dewatering. In order to improve the sewage sludge dewatering, conditioning by means of different materials is applied. Chemical conditioning with the application of organic polymers is used in treatment plants more often than any other methods. The drawback of the aforementioned process is the high cost of chemical reagents and for this reason, it is necessary to find inexpensive and effective conditioners. The aim of this paper is the possibility of sewage sludge dewatering after conditioning with the use of biomass ash derived from the biomassfired power plant. The effectiveness of the aforementioned process was based on the capillary suction time (CST) measurement. After conditioning with the use of biomass ash, the article goes on to describe dewater-ability of sewage sludge by vacuum filtration. The results showed that the sewage sludge moisture content decreased as a dosage of biomass ash increased. Mechanical conditioning with the use of biomass ash influenced the increase of filtrate volume after dewatering. Additionally, the application of biomass ash in sewage sludge management confers the earthen structure of sludge which is suitable to the transport and application in the environment. The mixture of ash and sewage sludge might be used as a valuable fertilizer in perennial plants plantations. Owing to agricultural utilization of sewage sludge, fertilizing properties of sludge are used without a minimal risk to human health.

PL

Procesy oczyszczania ścieków powodują wytwarzanie ogromnych ilości osadów ściekowych, które wymagają odpowiedniego unieszkodliwiania zgodnie z wymogami ekologicznymi, ekonomicznymi, społecznymi i prawnymi. Surowe osady ściekowe charakteryzują się wysokim uwodnieniem, powyżej 90%, oraz aktywnością mikrobiologiczną. Wysoka zawartość wody w osadach ściekowych przekłada się na ich znaczną objętość, co generuje problemy z transportem i utylizacją osadów. Ze względu na fakt, że wysokie uwodnienie osadów ściekowych generuje wysokie koszty eksploatacyjne oczyszczalni ścieków, niezbędna jest intensyfikacja procesu odwadniania osadów. W celu poprawy efektywności odwadniania osadów ściekowych stosuje się proces kondycjonowania z zastosowaniem różnych substancji. Powszechnie w oczyszczalniach ścieków stosowane jest kondycjonowanie chemiczne z zastosowaniem polielektrolitów. Wadą powyższej metody są wysokie koszty związane z zakupem organicznych flokulantów, co wymusza potrzebę poszukiwania tanich i skutecznych środków kondycjonujących. Celem prezentowanego artykułu jest zbadanie możliwości kondycjonowania osadów ściekowych z zastosowaniem popiołu, pochodzącego ze spalania biomasy w elektrociepłowni. Do oceny skuteczności zaproponowanej metody kondycjonowania osadów ściekowych zastosowano pomiar czasu ssania kapilarnego (CSK). Osady ściekowe po procesie kondycjonowania zbadano pod kątem poprawy efektywności procesu odwadniania za pomocą filtracji próżniowej, dla dwóch wartości próżni: 0,01 i 0,02 MPa. Uzyskane rezultaty wykazały spadek uwodnienia końcowego osadów ściekowych wraz ze wzrastającą dawką popiołu. Mechaniczne kondycjonowanie osadów ściekowych z użyciem popiołu ze spalania biomasy wpłynęło również na wzrost objętości filtratu uzyskanego po procesie filtracji próżniowej. Dodatkowo, zastosowanie popiołu ze spalania biomasy w gospodarce osadowej nadaje osadowi ziemistą strukturę, dogodną do transportu i aplikacji w celach przyrodniczych. Wytworzona mieszanina osadu ściekowego i popiołu może znaleźć zastosowanie jako wartościowy nawóz na plantacjach roślin wieloletnich. Dzięki wspomnianej metodzie zagospodarowania osadów ściekowych możliwe jest wykorzystanie właściwości nawozowych osadów przy minimalnym poziomie zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; biomass ash; sludge conditioning; dewatering; recycling

PL

osady ściekowe; popioły ze spalania biomasy; kondycjonowanie; odwadnianie; recykling

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 20, nr 2
• Strony: 153--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fot (w tym kolor.), 1 rys., wykr.

Twórcy

autor

Wójcik M.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Forming and Processing, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Stachowicz F.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Forming and Processing, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Masłoń A.

• Rzeszow University of Technology, Department of Chemistry and Environmental Engineering, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Act of 14 December 2012 on waste (Journal of Laws of 2013, item 21, as amended).
• [2] Bień J., Strzelczyk M., Trzepizur M., Pole ultradźwiękowe i elektromagnetyczne w preparowaniu osadów ściekowych przed ich odwadnianiem, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2000, 3, 109-113.
• [3] Małkowski M., Wolski P., Wpływ termicznego kondycjonowania na efektywność odwadniania osadów ściekowych poddanych stabilizacji beztlenowej, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2010, 13, 2, 103-109.
• [4] Wang S., Viraraghavan T., Wastewater sludge conditioning by fly ash, Waste Management 1997, 17, 7, 443-450.
• [5] Oleszkiewicz J.A., Gospodarka osadami ściekowymi, Lem s.c., Kraków 1998.
• [6] Lee C.H., Liu J.C., Enhanced sludge dewatering by dual polyelectrolytes conditioning, Water Research 2000, 34, 18, 4430-4436.
• [7] Stachowicz F., Trzepieciński T., Wójcik M., Masłoń A., Niemiec W., Piech A., Agricultural utilisation of municipal sludge in willow plantation, E3S Web of Conferences, 2016, 10, 1-6.
• [8] Masłoń A., Wpływ materiałów pylistych na poprawę właściwości sedymentacyjnych osadu czynnego, Instal 2015, 4, 51-55.
• [9] Jun L., Liu L., Jun L., Ting M., Ailan Y., Yongjiong N., Effect of adding alum sludge from water treatment plant on sewage sludge dewatering, Journal of Environmental Chemical Engineering 2016, 4, 746-752.
• [10] Yan W., Panyue Z., Haibo Z., Guangming Z., Jianbo L., Jie Y., Wei F., Xiying G., Possibility of sludge conditioning and dewatering with rice husk biochar modified by ferric chloride, Bioresource Technology 2016, 205, 258-263.
• [11] Nowicka E., Grübel K.A., Machnicka A., Polepszenie właściwości grawitacyjnych osadu nadmiernego poddawanego wstępnej obróbce, Inżynieria Ekologiczna 2015, 41, 90-96.
• [12] Kuglarz M., Bohdziewicz J., Przywara L., The influence of dual conditioning methods on sludge dewatering properties, Architecture Civil Engineering Environment 2008, 3, 103-106.
• [13] Piotrowska-Cyplik A., Czarnecki Z., Determination of capillary suction time (CST) as a method for estimation of optimal dose of flocculants supporting dewatering of municipal sewage sludge, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 2005, 50, 1, 21-23.
• [14] Panyue Z., Changa C., Guangming Z., Jiuhua F., Yu Z., Haifeng L., Sewage sludge conditioning with coal fly ash modified by sulfuric acid, Chemical Engineering Journal 2010, 158, 3, 616-622.
• [15] Wójcik M., Stachowicz F., Masłoń A., Recycling of ashes from biomass-combustion power plant in sewage sludge management, Proceedings of 9th International Symposium on Exploitation of Renewable Energy Sources and Efficiency EXPRES, Subotica Engineering and Technical Association of Hungary, Subotica, 2017, 15-20.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).