Wpływ wstępnej dezintegracji na parametry reologiczne osadów ściekowych poddanych fermentacji

• Autorzy: Wolski P.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)086

Warianty tytułu

EN

The impact of the initial disintegration on the rheological parameters of the fermented sewage sludge

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016, Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prowadzonych badań było wyznaczenie zależności naprężeń stycznych od gradientu prędkości (krzywych płynięcia) osadów ściekowych wstępnie kondycjonowanych polem ultradźwiękowym, a następnie poddanych fermentacji. W procesie sonifikacji zastosowano cztery natężenia fali ultradźwiękowej: 2,2; 2,7; 3,2; 3,8 W/cm2, natomiast czas sonifikacji przyjęto 600 s. Proces fermentacji prowadzono w 10 kolbach szklanych o pojemności 0,5 dm3 stanowiących modele komór fermentacyjnych. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano najprostszy matematyczny model reologiczny, tzw. model Ostwalda. Przedstawiono również sumaryczny ubytek suchej masy osadów poddanych stabilizacji. W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano zwiększenie naprężeń stycznych wraz z zastosowaniem wyższych natężeń fali pola ultradźwiękowego. Zmniejszenie wartości naprężeń zaobserwowano dla osadów poddanych fermentacji z każdym dniem prowadzenia procesu.

EN

Yield point, viscosity, shear stress are technological parameters useful in practice to control the pumping of sludge, flow and other processes related to their processing. Increasing the efficiency of dewatering causes a decrease in their ability to flow through an increase in the limits of flow and thus the shear stress values. The variability of the stress and the viscosity is the result of changes in the structure occurring in the sludge during the flow. Any change in the structure of sludge by conditioning affected the same for their rheological parameters. The aim of the study was to determine the dependence of shear velocity gradient (flow curves) pre-conditioned ultrasonic field sludge, and then fermented. In the process of sonication, four of the ultrasonic wave intensity i.e.: 2.2; 2.7; 3.2; 3.8 W/cm2 were applied, and the time of sonication equals 600 s. The fermentation process was carried out in 10 glass flask with a capacity of 0.5 dm3 which were models the digester. To describe the flow Wpływ wstępnej dezintegracji na parametry reologiczne osadów ściekowych poddanych fermentacji 781 curves used the simplest mathematical rheological model so. power model Ostwald. It also presents the total loss of dry mass of sludge undergoing stabilization. The studies reported an increase in shear stress with the application of higher intensity ultrasonic wave field. Reducing stress values were observed for fermented sludge with each day of anaerobic stabilization process.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; parametry reologiczne; pole ultradźwiękowe; fermentacja

EN

sewage sludge; rheological parameters; ultrasonic field; fermentation

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 2
• Strony: 775--784
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Wolski P.

• Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Sozański MM, Kempa ES, Grocholski K, Bień J. The rheological experiment in sludge properties research. Water Sci Technol. 1997;36:69-78. DOI: 10.1016/S0273-1223(97)00671-9.
• [2] Wolny L, Wolski P, Zawieja I. Rheological parameters of dewatered sewage sludge after conditioning. Desalination. 2008:382-387. DOI: 10.1016/j.desal.2007.01.175.
• [3] Fryźlewicz-Kozak B, Długosz O. Właściwości tiksotropowe wybranych osadów biologicznych. Inż Ap Chem. 2015;54:31-32. www. http://inzynieria-aparatura-chemiczna.pl/pdf/2015/2015-2/InzApChem_2015_2_031-032.pdf.
• [4] Ruiz-Hernando M, Labanda J, Lorens J. Effect of ultrasonic waves on the rheological features of secondary sludge. Biochem Eng J. 2010;52:131-136. DOI: 10.1016/j.bej.2010.07.012.
• [5] Ruiz-Hernando M, Martinez-Elorza G, Labanda J, Lorens J. Dewaterability of sewage sludge by ultrasonic, thermal and chemical treatments. Chem Eng J. 2013;230:102-110. DOI:10.1016/j.cej.2013.06.046.
• [6] Seyssiecq I, Ferasse JH, Roche N. State-of-the-art: rheological characterization of wastewater treatment sludge. Biochem Eng J. 2003;16:41-56. DOI: 10.1016/S1369-703 X(03)00021-4.
• [7] Markis F, Baudez J, Parthasarathy R, Slatter P, Eshtiaghi N. Rheological characterisation of primary and secondary sludge: Impact of solids concentration. Chem Eng J. 2014;253: 526-537. DOI: 10.1016/j.cej.2014.05.085.
• [8] Wolski P, Zawieja I. Effect of ultrasound field on dewatering of sewage sludge. Arch Environ Protect. 2012;38:25-31. DOI: 10.2478/v10265-012-0015-7.
• [9] Ruiz-Hernando M, Labanda J, Lorens J. Effect of ultrasonic waves on the rheological features of secondary sludge. Biochem Eng J. 2010;52:131-136. DOI: 10.1016/j.bej.2010.07.012.
• [10] Zawieja I, Wolny L. Effect of sonicator power on the biodegradability of sewage sludge. Annual Set Environ Protect. 2011;13:1719-1730. www. http://ros.edu.pl/images/roczniki/archive/pp_2011_110.pdf.
• [11] Zawieja I, Wolny L, Wolski P. Wpływ procesu hydrolizy ultradźwiękowej na generowanie lotnych kwasów tłuszczowych w procesie kwaśnej fermentacji osadów nadmiernych, Inż Ochr Środow. 2009;3:207-217. www. https://is.pcz.pl/static/pdf//2009/zeszyt%20nr%203/T%2012%20nr%203%20Zawieja.pdf.
• [12] Charakterystyka osadów ściekowych. Oznaczanie suchej pozostałości i zawartości wody. PN-EN 12880.
• [13] Ferguson J, Kembłowski Z. Reologia stosowana płynów. Łódź: MARCUS; 1995.