Assessment of physical, chemical and energetic properties of sludge in industrial and municipal sewage treatment plant

• Autorzy: Iżewska A. , Wołoszyk Cz. , Sienkiewicz S.

Warianty tytułu

PL

Ocena właściwości fizycznych, chemicznych i energetycznych osadów pochodzących z oczyszczalni ścieków przemysłowych i komunalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work presents physical, chemical and energetic properties of sludge from industrial and municipal sewage treatment plant in West Pomeranian Voivodeship. Among many macronutrients, sludge contains much of the following: nitrogen, phosphorus, calcium and magnesium, but little potassium. Total content of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Hg, Zn) was lower than norms admitting sludge for natural, including agricultural use, presented in the Order of Ministry of the Environment14. Much content differentiation of particular sludge components indicates on the necessity to analyze each portion before its use. The kind of sludge (municipal, industrial) and the way of processing (thickening, drainage, drying) is embodied in differentiation in the content of organic dry matter and total organic carbon. Heat of combustion and calorific value of analyzed sludge oscillates in a very wide scope and the lowest value of indexes were achieved for dried municipal and industrial sludge, whilst higher for thickened municipal sludge and drained one. Sludge, the one after initial thermal processing (i.e. drying) can be used as renewable source of energy. Pearson's linear correlation analysis of sludge has show significant positive linear dependence between calorific value and organic dry matter content as well as total content of carbon and nitrogen for all analyzed kinds of sludge.

PL

W pracy przedstawiono właściwości fizyczne, chemiczne i energetyczne osadów pochodzących z oczyszczalni ścieków przemysłu spożywczego i komunalnych województwa zachodniopomorskiego. Spośród makro-składników osady ściekowe zawierały dużo: azotu, fosforu, wapnia i magnezu, a mało potasu. Całkowita zawartość metali ciężkich (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Hg, Zn) była mniejsza od norm dopuszczających osady do przyrodniczego, w tym rolniczego wykorzystania, przedstawionych w Rozporządzeniu MŚ. Znaczne zróżnicowanie zawartości poszczególnych składników w osadach wskazuje na konieczność analizowania każdej partii przed ich wykorzystaniem. Rodzaj osadów (z przemysłu spożywczego, komunalne) i sposób ich przerobu (zagęszczanie, odwadnianie, suszenie) znajdowało odzwierciedlenie w zróżnicowaniu zawartości suchej masy organicznej i węgla całkowitego. Ciepło spalania i wartość opałowa analizowanych osadów ściekowych wahała się w bardzo szerokim zakresie i najniższe wartości tych wskaźników uzyskano w przypadku osadu przemysłowego i komunalnego po suszeniu, a wyższe dla osadu komunalnego zagęszczonego oraz odwodnionych. Osady, te po wstępnej termicznej przeróbce (np. suszeniu) mogą być wykorzystywane jako odnawialne źródło energii. Analiza korelacji prostoliniowej Pearsona osadów ściekowych wykazała istotne dodatnie prostoliniowe zależności między wartością opałową a zawartością suchej masy organicznej oraz całkowitą zawartością węgla i azotu dla wszystkich badanych rodzajów osadów ściekowych.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; properties of sludge; chemical composition of sludge; calorific value of sludge; heat of combustion

PL

osady ściekowe; właściwości osadów; skład chemiczny osadów; wartość opałowa osadów; ciepło spalania

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 152 (32)
• Strony: 94--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab.

Twórcy

autor

Iżewska A.

• West Pomeranian Technological University in Szczecin, Department of Sanitary Engineering

autor

Wołoszyk Cz.

• West Pomeranian Technological University in Szczecin, Department of Reclamation

autor

Sienkiewicz S.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Chair of Agricultural Chemistry and Environmental Protection

Bibliografia

• 1. BIEŃ J.; 2007. Osady ściekowe. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa. (in Polish).
• 2. CORNEL P., MEDA A., BIEKER S.; 2011. Wastewater as a source of energy, nutrients and service water. Treatise in Water Science. Elsevier Verlag.
• 3. CZEKAŁA J.; 1999. Osady ściekowe źródłem materii organicznej i składników pokarmowych. Fol. Univ. Agric. Stetin. 200 Agricultura (77), 33-39. (in Polish).
• 4. DUSZA E, ZABŁOCKI Z, MIESZCZERYKOWSKA-WÓJCIKOWSKA B.; 2009. Content of magnesium and other fertilizer compounds in stabilized and dewatered sewage sludge from the municipal sewage treatment plant in Recz. J. Elem. 2009, 14(1), 63-70. (in Polish).
• 5. Dyrektywa 2001/77/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych (Dz. Urz. L 293/33 z dnia 27.09.2001).
• 6. GONDEK K.; 2006. Zawartość różnych form metali ciężkich w osadach ściekowych i kompostach. Acta Agrophysica 8(4): 825-838. (in Polish).
• 7. KITCZAK T., CZYŻ H., KIEPAS-KOKOT A.; 2012. Możliwości zagospodarowania odpadów organicznych, jako źródła masy organicznej w budowie podłoży trawnikowych. Rocznik Ochrona Środowiska 14: 407-416. (in Polish).
• 8. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami (M.P. z dnia 24 grudnia 2010 r. nr 101, poz. 1193).
• 9. LI S., ZHANG K., ZHOU S., ZHANG L., CHEN Q.; 2009. Use of dewatered municipal sludge on Canna growth in pot experiments with a barren clay soil. Waste Management, doi:10.1016/j.wasman.2008.12.007.
• 10. MURAKAMI T., SUZUKI Y., NAGASAWA H., YAMAMOTO T., KOSEKI T., HIROSE H., OKAMOTO S.; 2009. Combustion characteristics of sewage sludge in an incineration plant for energy recovery. Fuel Processing Technology 90, 778-783.
• 11. NDAJI F.E., ELLYATT W.A.T., MALIK A.A., THOMAS K.M.; 1999. Temperature programmed combustion studies of coal and waste materials. Fuel 78, 301-307.
• 12. PASCUAL J.A., GARCIA C., HERMANDEZ T., AYUSO M.; 1997. Changes in the microbial activity of an arid soil amended with urban organic wastes. Biol. Fertil. Soil 24: 429-434.
• 13. ROCA-PEREZ L., MARTINEZ C., MARCILLA P., BOLUDA R.; 2009. Composting rice straw with sewage sludge and compost effects on the soilplant system. Chemosphere (2009), doi: 10.1016/j.chemosphere.2009.12.059.
• 14. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz. U. z dnia 13 lipca 2010 r. nr 137 poz. 924). (in Polish).
• 15. SHEN L., ZHANG D.; 2003. An experimental study of oil recovery from sewage sludge by low–temperature pyrolysis in a fluidizedbed. Fuel 82, 465-472.
• 16. STELMACH S., WASIELEWSKI R.; 2008.Co-combustion of dried sewage and coal in a pulverized coal boiler. J. Mater Cycles Waste Manag. 10: 110-115.
• 17. TORII S.I., LAVADO R.; 2009. Zinc distribution in soils amended with different kinds of sewage sludge. J. Environmental Management 99: 1571-1579.
• 18. WEI Y., LUI Y.; 2005. Effects of sewage sludge compost application on crops and cropland in a 3-year field study. Chemosphere 59, 1257-1265.
• 19. WERLE S., WILK R.K.; 2010. A review of methods for the thermal utilization of sewage sludge: The Polish perspective. Renewable Energy 35, 1914-1919.