The influence of mechanical and thermal disintegration on gravitational separation of surplus sludge

• Autorzy: Machnicka A. , Nowicka E.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2016.23(3)23

Warianty tytułu

PL

Wpływ dezintegracji mechanicznej i termicznej na separację grawitacyjną osadu nadmiernego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The primary effect of sewage sludge disintegration process is the physical, chemical or biological change of their structure, which causes destruction of flocs, fragmentation of microbial cells and thus release of cell contents into the surrounding liquid. Pre-treatment of the sludge can be used for the process of thickening and dewatering of sludge. In this paper, the influence of hydrodynamic, microwave and freezing/thawing disintegration on selected properties of gravitational surplus activated sludge, were assessed. The scope of the research included the parameters characteristic of the sedimentation process, ie sludge density index (SDI), sludge volume index (SVI), sludge thickening speed (v), sludge concentration (Ci) and changes in the liquid phase of sludge chemical oxygen demand (SCOD) and turbidity. The obtained results as well as performed calculations have confirmed the impact of used disintegration in terms of improving the properties of surplus activated sludge.

PL

Podstawowym efektem procesu dezintegracji osadów ściekowych jest fizyczna, chemiczna lub biologiczna przemiana ich struktury, która powoduje destrukcję kłaczków, fragmentację komórek mikroorganizmów, a przez to uwolnienie treści komórkowej do otaczającej cieczy. Tak spreparowany osad może być wykorzystany w ciągu technologicznym przeróbki osadów, m.in. w procesach zagęszczania i odwadniania osadów ściekowych. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ dezintegracji hydrodynamicznej, mikrofalowej i termicznej na wybrane własności grawitacyjne osadu czynnego nadmiernego. Zakres badań obejmował parametry charakterystyczne dla procesu sedymentacji, tj. I.G.O., I.O.O., prędkość zagęszczania osadu, stężenie osadu oraz zmiany zachodzące w fazie płynnej osadu (ChZTCr i mętność). Uzyskane wyniki badań oraz przeprowadzone obliczenia potwierdziły wpływ zastosowanych metod dezintegracji na poprawę własności grawitacyjnych osadu czynnego nadmiernego.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamic cavitation; microwave radiation; dry ice; surplus activated sludge; gravitational separation sludge

PL

kawitacja hydrodynamiczna; pole elektromagnetyczne; suchy lód; osad czynny nadmierny; własności grawitacyjne osadu

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 23, nr 3
• Strony: 321--335
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., wykr.

Twórcy

autor

Machnicka A.

• Department of Microbiology and Environmental Biotechnology, Faculty of Materials, Civil and Environmental Engineering, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43–309 Bielsko-Biała, Poland, phone: [phone].

autor

Nowicka E.

• Department of Microbiology and Environmental Biotechnology, Faculty of Materials, Civil and Environmental Engineering, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43–309 Bielsko-Biała, Poland, phone: [phone].

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Środowiska [Regulation of the Minister of the Environment] (Dz.U. z 2010 r. Nr 137, poz. 924).http://isap.sejm.gov.pl/DetailsServlet?id=WDU20101370924.
• [2] Directive 86/278/EEC of 12 June 1986 on the protection of the environment, and in particular of the soil, when sewage sludge is used in agriculture. http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=cellar:14c6524e-34cc-461c-a938-51a09c529144.
• [3] Al-Sharif MM, Attom MF. Environ Earth Sci. 2014;71(5):2453-2463. DOI: 10.1007/s12665-013-2645-z.
• [4] Peccia J, Westerhoff P. Environ Sci Technol. 2015;49(14):8271-8276. DOI: 10.1021/acs.est.5b01931.
• [5] Nowicka E, Machnicka A. Effect of surplus sludge disintegration by dry ice on the release of organic and inorganic matter. GWiTS. 2014;8:307-310. http://www.gazwoda.pl/index.php?option=content&task=view&id=7420.
• [6] Feng X, Lei HY, Deng JC, Yu Q, Li HL. Chem Eng Process. 2009;48(1):187-194. DOI: 10.1016/j.cep.2008.03.012.
• [7] Bohdziewicz J, Kuglarz M, Grübel K. The influence of microwave irradiation on the increase of waste activated sludge biodegradability. ACEE. 2011;4(4):123-130. https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.baztech-article-BSL9-0064-0012.
• [8] Campios JL, Otero L, Franco A, Mosquera-Corral A, Roca E. Bioresour Technol. 2009;100(3):1069-1073. DOI: 10.1016/j.biortech.2008.07.056.
• [9] Şahinkaya S, Sevimli MF, Aygün A. Water Sci Technol. 2012;65(10):1809-1816. DOI: 10.2166/wst.2012.074.
• [10] Roman HJ, Burgess JE, Pletschke BI. Afr J Biotech. 2006;5(10):963-967. DOI: 10.5897/AJB06.154.
• [11] Montusiewicz A, Lebiocka M, Rożej A, Zacharska E, Pawłowski L. Bioresour Technol. 2010;101(10):3466-3473. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.12.125.
• [12] Nowicka E, Machnicka A. Ecol Chem Eng S. 2015;21(4):651-660. DOI: 10.1515/eces-2014-0047.
• [13] Grübel K, Machnicka A, Nowicka E, Wacławek S. Ecol Chem Eng S. 2014;21(1):125-136. DOI: 10.2478/eces-2014-0011.
• [14] Dewil R, Baeyens J, Goutvrind R. Environ Prog Sustain Energy. 2006;25(2):121-128. DOI: 10.1002/ep.10130.
• [15] Vichare NP, Gogate PR, Pandit AB. Chem Eng Technol. 2000;23(8):683-690. DOI: 10.1002/1521-4125(200008)23:8hichhich683::AID CEAT6833.0.CO;2-9.
• [16] Machnicka A, Grübel K, Suschka J. The use of hydrodynamic disintegration as a means to improve anaerobic digestion of activated sludge. Water SA. 2009;35(1):129-132. http://www.ajol.info/index.php/wsa/article/view/76715.
• [17] Grübel K, Machnicka A. Impact of microwaves irradiation on activated sludge. Nauka Przyr Technol. 2011;5(4)#67. http://www.npt.up-poznan.net/pub/art_5_67.pdf.
• [18] Luque-Garcia JL, Luque de Castro MD. Trends Anal Chem. 2003;22(2):90-98. DOI: 10.1016/S0165-9936(03)00202-4.
• [19] Grübel K, Machnicka A. Ecol Chem Eng S. 2011;18(1):75-82. https://www.researchgate.net/profile/ Klaudiusz_Gruebel/publication/288554257_Impact_of_microwave_disintegration_on_activated_sludge/links/56bdc03b08aec7960639ed71.pdf.
• [20] Parker PJ, Collins AG, Dempsey JP. Environ Sci Technol. 1998;32(3):383-387. DOI: 10.1021/es970603j.
• [21] Chen LC, Chian CY, Yen PS, Chu CP, Lee DJ. Water Res. 2001;35(14):3502-3507. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00048-3.
• [22] Tao T, Peng XF, Lee DJ. Chem Eng Sci. 2006;61(16):5369-5376. DOI: 10.1016/j.ces.2006.04.019.
• [23] Jean DS, Lee DJ, Chang CY. Adv Environ Res. 2001;5(2):145-150. DOI: 10.1016/S1093-0191(00)00052-6.
• [24] Rice EW, Baird RB, Eaton AD, Clesceri LS. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (22nd ed.). Washington: American Public Health Association; 2012.
• [25] Tchobanoglous G, Burton FL, Stensel HD. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (4th ed.). New York: Mc Graw Hill; 2002.
• [26] Font R, Hernández A. Separ Sci Technol. 2000;35(2):183-210. DOI: 10.1081/SS-100100151.
• [27] Phothilangka P, Schoen MA, Huber M, Luchetta P, Winkler T, Wett B. Water Sci Technol.2008;58(7):1467-1473. DOI: 10.2166/wst.2008.726.
• [28] Kennedy KJ, Thibault G, Droste RL. Water SA. 2007;33(2):267-270. DOI: 10.4314/wsa.v33i2.49085.
• [29] Hu K, Jiang JQ, Zhao QL, Lee DJ, Wang K, Qiu W. Water Res. 2011;45(18):5969-5976. DOI: 10.1016/j.watres.2011.08.064.
• [30] Bougrier C, Delgenčs JP, Carrčre H. Chem Eng J. 2008;139(2):236-244. DOI: 10.1016/j.cej.2007.07.099.
• [31] Zhang G, Wan T. Procedia Environ Sci. 2012;16:368-377. DOI: 10.1016/j.proenv.2012.10.053.
• [32] Bye CM, Dold PL. Water Environ Res. 1998;70(1):87-93. DOI: 10.2175/106143098X126928.
• [33] Bień J, Kamizela T, Kowalczyk M, Stępniak L. The analysis of sedimentation and thickening of sewage sludges after ultrasonic disintegration. Environ Prot Eng. 2004;30(4):24-28. https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.baztech-article-BPG5-0010-0042.
• [34] Kesari KK, Kumar S, Verma HN, Behari J. Hydrol Current Res. 2011;2(2):115. DOI: 10.4172/2157-7587.1000115.
• [35] Prentice P, Cuschieri A, Dholakia K, Prausnitz M, Cambell P. Nature Phys. 2005;1:107-110. DOI: 10.1038/nphys148.
• [36] Li S, Brennen CE, Matsumoto Y. 2015;5(5):20150059. DOI: 10.1098/rsfs.2015.0059.
• [37] Vollmer M. Phys Educ. 2004;39(1):74-81. DOI: 10.1088/0031-9120/39/1/006.
• [38] Örmeci B, Vesilind PA. Water Res. 2001;35(18):4299-4306. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00174-9.

Uwagi

PL

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