Mechaniczne odwadnianie osadów ściekowych wspomagane wybranym koagulantem i polielektrolitem

• Autorzy: Bień B. , Bień J. D.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2018.12(2)041

Warianty tytułu

EN

Mechanical dewatering of sewage sludge aided by both coagulant and polyelectrolyte

• Konferencja: ECOpole’18 Conference (10-13.10.2018 ; Polanica Zdrój, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Osady poddawane są wstępnemu przygotowaniu (kondycjonowaniu), aby zwiększyć efekty odwadniania. Kondycjonowanie ma na celu poprawę szybkości odwadniania w wyniku zmniejszenia oporu właściwego oraz ściśliwości osadów. Stopień odwodnienia osadów ściekowych wpływa na sposoby dalszej ich przeróbki, zagospodarowania oraz transportu. Celem badań było określenie możliwości zwiększenia wydajności odwadniania osadów ściekowych przy zastosowaniu metod łączonych wykorzystujących pole ultradźwiękowe oraz środki chemiczne. Zakres pracy obejmował: badania odwadniania osadów w procesie filtracji ciśnieniowej z zastosowaniem nieorganicznego koagulantu i kationowego polielektrolitu oraz czasu ssania kapilarnego. Filtrację ciśnieniową prowadzono w warunkach laboratoryjnych. Ponadto w cieczy osadowej analizowano: ChZT (chemiczne zapotrzebowanie tlenu), zawiesinę ogólną i fosfor. Osady przefermentowane należą do grupy osadów trudno odwadnianych, co odzwierciedla pomiar CSK, wynoszący 2639 s. Najmniejszą wartość CSK - 88 s uzyskano dla nienadźwiękawianych osadów preparowanych PIX-em 113 w dawce 7,0 mg/g s.m.o. Zarówno dawka, jak i rodzaj zastosowanych środków chemicznych, a także czas sonifikacji mają wpływ na procesy zachodzące w osadach. Wzrost skuteczności mechanicznego odwadniania otrzymano przez zastosowanie w preparowaniu osadów metod łączonych, w których wykorzystano wstępne nadźwiękawianie osadów, a nastepnie dawkowanie substancji chemicznych. Spowodowało to obniżenie uwodnienia końcowego oraz zmiany pozostałych parametrów procesu filtracji ciśnieniowej podczas odwadniania osadów ściekowych w odniesieniu do parametrów osadów nienadźwiękawianych. Ponadto łączne działanie pola ultradźwiękowego, PIX-u 113 i Zetagu 8180 pozwoliło na zmniejszenie zawartości zawiesin, ChZT oraz fosforu w cieczach osadowych.

EN

To increase the dewatering effect the sewage sludge should be properly prepared before dewatering. Sludge conditioning is a such process whereby sludge solids are treated with chemicals or various other means to improve dewatering characteristics of the sludge by reducing the specific resistance and the compressibility of the sludge. The aim of the research was to determine the possibility of increasing in the efficiency of sewage sludge dewatering by applying chemical agents and ultrasonic field. The scope of work included dewatering of prepared sludge in a pressure filtration process which was carried out under laboratory conditions. Also some parameters, such: suspension, COD, phosphorus content in sludge supernatant were analyzed. Digestated sludge belonged to the group of hardly dewatered sludge, its CST was of high value (2639 s). The lowest CST value (88.5 s) was obtained for the unsonicated sludge prepared only with PIX-113 at a dose of 7.0 mg/g d.m.o. Both the dose and the type of chemicals used, as well as the time of sonification had an impact on the changes occurring in sludge properties. The increase in the mechanical dewatering efficiency was obtained by using the combined methods applied for sludge preparation, where the sonication of sludge was used at the preliminary stage and then dosing of chemical substances. This resulted in the reduction of the sludge final hydration and changes of other parameters. In addition the combined action of PIX 113 and Zetag 8180 allowed to reduce the content of suspended solids and COD in sludge supernatant.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; kondycjonowanie; filtracja; efekt odwadniania osadu; nadźwiękawianie

EN

sewage sludge; sludge conditioning; filtration; effect of sludge dewatering; sludge sonication

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 12, No. 2
• Strony: 421--432
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bień B.

• Katedra Chemii, Technologii Wody i Ścieków, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

autor

Bień J. D.

• Instytut Zaawansowanych Technologii Energetycznych, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Ginisty P, Olivier J, Vaxelaire J, Fortuny S. Influence of flocculation on sewage sludge thickening and dewatering. 3rd European Conf Sludge Manage. 2012, Leon, Spain. www.researchgate.net/publication/299511556.
• [2] Glendinning S, Lamont-Black J, Jones CJFP. Treatment of sewage sludge using electrokinetic geosynthetics. J Hazard Mater. 2007:139:267-276. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.02.046.
• [3] Ramnath L, Gunaratna KR. Effective water content reduction in sewage wastewater sludge using magnetic nanoparticles. Bioresour Technol. 2014;153:333-339. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.12.003.
• [4] Vaxelaire J, Olivier J. Conditioning for municipal sludge dewatering. From filtration compression tests to belt press. Drying Technol. 2006:24:1225-1233. DOI: 10.1080/07373930600838090.
• [5] Chen Z, Zhang W, Wang D, Ma T, Bai R. Enhancement of activated sludge dewatering performance by combined composite enzymatic lysis and chemical reflocculation with inorganic coagulants: Kinetics of enzymatic reaction and reflocculation morphology. Water Res. 2015;83:367-376. DOI: 10.1016/j.watres.2015.06.026.
• [6] Ohm TI, Chae JS, Kim JE, Kim HK, Moon SH. A study on the dewatering of industrial waste sludge by fry-drying technology. J Hazard Mater. 2009;168(1):445-50. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.02.053.
• [7] Yuan H, Zhu N, Song L. Conditioning of sewage sludge with electrolysis: effectiveness and optimizing study to improve dewaterability. Bioresour Technol. 2010;101(12):4285-90. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.12.147.
• [8] Ren W, Zhou Z, Wan L, Hu D, Jiang LM, Wang L. Optimization of phosphorus removal from reject water of sludge thickening and dewatering process through struvite precipitation. Desal Water Treat. 2016;57(33):15515-15523. DOI: 10.1080/19443994.2015.1072059.
• [9] Mahmoud A, Olivier J, Vaxelaire J, Hoadley AFA. Advances in mechanical dewatering of wastewater sludge treatment. Wastewater Reuse Manage. 2013;253-303. DOI: 10.1007/978-94-007-4942-9_9.
• [10] Sadecka Z. Suszenie osadów - hybrydowe? III Ogólnopolska Konf Szkoleniowa Metody zagospodarowania osadów ściekowych. Chorzów: 2012; 86-96. https://docplayer.pl/19054149-Suszenie-osadowhybrydowe.html
• [11] Boráň J, Houdková L, Elsäßer T. Processing of sewage sludge: Dependence of sludge dewatering efficiency on amount of flocculant. Resour Conserv Recycl. 2010;54(5):278-282. DOI: 10.1016/j.resconrec.2009.08.010.
• [12] Bień B. The quality of sludge liquids produced in the process of mechanical dewatering of digested sludge. Ecol Chem Eng A. 2017;24(1):65-74. DOI: 10.2428/ecea.2017.24(1)5.
• [13] Ying Q, Khagendra BT, Andrew FAH. Application of filtration aids for improving sludge dewatering properties - A review. Chem Eng J. 2011;171(2):373-384. DOI: 10.1016/j.cej.2011.04.060.
• [14] Changya Ch, Panyue Z, Guangming Z, Jiuhua D, Yu Z, Haifeng L. Sewage sludge conditioning with coal fly ash modified by sulfuric acid. Chem Eng J. 2010;158(3):616-622. DOI: 10.1016/j.cej.2010.02.021.
• [15] Ealias AM, Jose JV, Saravanakumar MP. Biosynthesised magnetic iron nanoparticles for sludge dewatering via Fenton process. Environ Sci Pollut Res. 2016;23(21):21416-21430. DOI: 10.1007/s11356-016-7351-4
• [16] Saveyn H, Meersseman S, Thas O, Van DMP. Influence of polyelectrolyte characteristics on pressure-driven physicochemical dewatering. Colloid Surf A: Physicochem Eng Aspects. 2005;262:40-51. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2005.04.006.
• [17] Bień B, Bień J. Coagulant and polyelectrolyte application performance testing in sonicated sewage sludge dewatering. Desal Water Treat. 2016;57(3):1154-1162. DOI: 10.1080/19443994.2014.989632.
• [18] Saveyn H, Curvers D, Thas O, Van der Meeren P. Optimization of sewage sludge conditioning and pressure dewatering by statistical modelling. Water Res. 2008;42(4-5):1061-1074. DOI: 10.1016/j.watres.2007.09.029.
• [19] Chen C, Zhang P, Zeng G, Deng J, Zhou Y, Lu H. Sewage sludge conditioning with coal fly ash modified by sulfuric acid. Chem Eng J. 2010:158:616-622. DOI: 10.1016/j.cej.2010.02.021.
• [20] Mohammad TA, Mohamed EH, Megat J, Megat MN, Ghazali AH. Dual polyelectrolytes incorporating Moringa oleifera in the dewatering of sewage sludge. Desal Water Treat. 2015;55(13):3613-3620. DOI: 10.1080/19443994.2014.946728.
• [21] Hussain J, Jami MS, Suleyman A, Muyibi SA. Enhancement of dewatering properties of kaolin suspension by using cationic polyacrylamide (PAM-C) flocculant and surfactants. AJBAS. 2012;6(1):70-73. www.researchgate.net/publication/268004195.
• [22] Kowalczyk A, Piecuch T. Sludge dewatering in a decanter centrifuge aided by cationic flocculant Praestol 855BS and essential oil of waste orange peels. Arch Environ Prot. 2016;42(1):3-18. DOI: 10.1515/aep-2016-0001.
• [23] PN-ISO 6060:2006, Jakość wody -- Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu. http://sklep.pkn.pl/pn-iso-6060-2006p.html

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).