Wpływ alkalizacji osadu czynnego nadmiernego na produkcję biogazu

• Autorzy: Grűbel K. , Machnicka A. , Wacławek S.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2012.6(2)096

Warianty tytułu

EN

Impact of alkalization of surplus activated sludge on biogas production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chemiczna dezintegracja osadu czynnego pod wpływem jego alkalizacji skutkuje destrukcją i rozdrobnieniem kłaczków oraz mikroorganizmów, jak również wzrostem stężenia materii organicznej w fazie płynnej osadu. Fermentacja mezofilowa osadu nadmiernego jest najczęstszym procesem wykorzystywanym w średnich i dużych oczyszczalniach ścieków. Zachodzi ona w czterech głównych etapach. Pierwszy etap, tj. hydroliza, powoduje rozkład związków makromolekularnych do monomerów. Etap ten limituje szybkość reakcji następnych procesów: acidogenezy i acetogenezy. Zastosowanie chemicznej dezintegracji osadu ułatwia biologiczną hydrolizę, a także może znacząco wpływać na wzrost tempa stabilizacji. Z przeprowadzonych badań wynika, iż podniesienie odczynu osadu do wartości pH = 9,0 powoduje wzrost stężenia ChZT w cieczy nadosadowej z wartości 101 do 530 mg O2/dm3. Ponadto w pracy przedstawiono wpływ chemicznej dezintegracji osadu na wzrost produkcji biogazu.

EN

Chemical disintegration of surplus activated sludge by alkalization results in destruction and disruption of the flocs and microorganisms as well as increase concentration of organic matter in supernatant. The mesophilic anaerobic sewage sludge digestion is an established process, most often applied at medium and large municipal sewage treatment plants. Four major steps of anaerobic digestion are distinguished. The first hydrolysis step leads to solubilization of insoluble particulate matter and biological decomposition of organic polymers to monomers or dimers. The hydrolysis step is recognized as the rate-limiting step of the following second and third steps, the processes of acidogenesis and acetogenesis. Chemical disintegration activates biological hydrolysis and, therefore, it can significantly increase the stabilization rate of the secondary sludge. It has been shown that when the activated sludge was subjected to alkalization to pH 9.0 value, the COD concentration increased from 101 mg/dm3 to 530 mg/dm3 in sludge supernatant. The paper presents a potential application of chemical disintegration for sewage sludge (mainly activated sludge) to upgrading biogas production.

Słowa kluczowe

PL

osad czynny nadmierny; alkalizacja; biogaz

EN

surplus activated sludge; alkalization; biogas

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 6, No. 2
• Strony: 707--712
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grűbel K.

• Zakład Mikrobiologii Środowiskowej, Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Wydział Nauk o Materiałach i Środowisku, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Machnicka A.

• Zakład Mikrobiologii Środowiskowej, Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Wydział Nauk o Materiałach i Środowisku, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Wacławek S.

• Zakład Mikrobiologii Środowiskowej, Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Wydział Nauk o Materiałach i Środowisku, Akademia Techniczno-Humanistyczna, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

Bibliografia

• [1] Bień J. Osady ściekowe. Teoria i praktyka. Częstochowa: Wyd Politechniki Częstochowskiej; 2002.
• [2] Wilson ChA, Novak JT. 2009;43:4489-4498. DOI: 10.1016/j.watres.2009.07.022
• [3] Appels L, Degrčve J, van Der Bruggen B, van Impe J, Dewil R. 2010; 101:5743-5748. DOI: 10.1016/j.biortech.2010.02.068.
• [4] Barjenbruch M, Kopplow O. Adv Environ Res. 2003;7:715-720. DOI: 10.1016/S1093-0191(02)00032-1.
• [5] Roman HJ, Burgess JE, Pletschke BI. Enzyme treatment to decrease solids and improve digestion of primary sewage sludge. African J Biotechnol. 2006;5:963-967.
• [6] Weemaes M, Grootaerd HM, Simoens F, Verstraeta W. 2000;34:2330-2336. DOI: 10.1016/S0043-1354(99)00373-5.
• [7] Campos JL, Otero L, Franco A, Mosquera-Corral A, Roca E. 2009;100:1069-1073. DOI: 10.1016/j.biortech.2008.07.056.
• [8] Grűbel K, Machnicka A, Suschka J. Scum hydrodynamic disintegration for waste water treatment efficiency upgrading. Ecol Chem Eng S. 2009;16:359-367.
• [9] Machnicka A, Grübel K, Suschka J. The use of disintegrated foam to accelerate anaerobic digestion of activated sludge. Arch Environ Protect. 2009;35:11-19.
• [10] Müller J. Disintegration as key-stop in sewage sludge treatment. Water Sci Technol. 2000;41:123-139.
• [11] Antoniadis A, Poulios I, Nikolakaki E, Mantzavinos D. J Hazard Mater. 2007;146:492-495. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.04.065.
• [12] Zhang G, Zhang P, Yang J, Chena Y. J Hazard Mater. 2007;145:515-519. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.01.133.
• [13] Janosz-Rajczyk M, Tomska A. Wpływ pola magnetycznego na proces oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego. Gaz, Woda i Techn Sanit. 2006;2:28-31.
• [14] Kennedy KJ, Thibault G, Droste RL. Microwave enhanced digestion of aerobic SBR sludge. Water SA. 2007;33:261-270.
• [15] Woodard SE, Wukasch RF. A hydrolysis/thickening/filtration process for the treatment of waste activated sludge. Water Sci Technol. 1994;30:29-38.
• [16] Vlyssides AG, Karlis PK. Thermal-alkaline solubilization of waste activated sludge as a pre-treatment stage for anaerobic digestion. Bioresour Technol. 2004;91:201-206.
• [17] Zielewicz E, Fukas-Płonka Ł, Janik M, Sorys P. Stan i perspektywy dezintegracji osadów w Polsce, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Materiały konferencyjne, Katowice; 2009.
• [18] Bień J, Zawieja I, Wolski P. Pozyskiwanie biogazu z osadów ściekowych - metody intensyfikacji. Zintegrowane, inteligentne systemy wykorzystania energii odnawialnej. Materiały konferencyjne. Częstochowa-Podlesice; 2005.