Impact of microwave radiation on the process of aerobic digestion of sewage sludge

• Autorzy: Czajkowska J. , Malarski M. , Nowak P. , Siwiec T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jwld-2017-0043

Warianty tytułu

PL

Wpływ promieniowania mikrofalowego na proces tlenowej stabilizacji osadów ściekowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The process of aerobic stabilization of sludge is a process used in small or medium sewage treatment plants (up to 15 000 ENI). Owing to its energy intensity resulting from the need for intensive sedimentation and longterm process, many researches are being conducted on its intensification. One such method is disintegration. The purpose of disintegration is to increase the susceptibility of sewage sludge to aerobic decomposition by breaking up sediment flocs into fine particles along with the breakdown of cell membranes and then allowing biodegradation. The paper presents results of research of aerobic stabilized sludge, which is a mixture of non-disintegrated and microwave disintegrated sludge in different volume proportions. It was shown that sludge stabilized more quickly during the first days of the process. The minimum reduction of organic solids required at 38% for stabilized sludge occure earlier in mixed sludge tests than in non-disintegrated sludge.

PL

Proces tlenowej stabilizacji osadów ściekowych jest stosowany w małych lub średnich oczyszczalniach ścieków (do 15000 RLM). Ze względu na swą energochłonność, wynikającą z konieczności intensywnego natleniania osadu i długotrwałości procesu, w wielu miejscach prowadzone są badania nad jego zintensyfikowaniem. Jedną z metod jest dezintegracja. Celem dezintegracji jest zwiększenie podatności osadów ściekowych na rozkład tlenowy przez rozbicie kłaczków osadu na drobne cząstki wraz z rozpadem błon komórkowych i wówczas umożliwienie biodegradacji. W pracy przedstawiono wyniki badań osadu stabilizowanego tlenowo, który jest mieszaniną osadu niezdezintegrowanego i poddanego dezintegracji mikrofalowej w różnej proporcji objętościowej. Wykazano, że osad dezintegrowany mikrofalowo szybciej się stabilizował, szczególnie w pierwszych dniach procesu. Wymagane minimalne zmniejszenie suchej masy organicznej dla osadu ustabilizowanego na poziomie 38% w przypadku prób osadu mieszanego następowało wcześniej niż w przypadku osadu nie poddanego dezintegracji.

Słowa kluczowe

EN

aerobic stabilization; disintegration; dry organic matter; microwaves

PL

dezintegracja; mikrofale; stabilizacja tlenowa; sucha masa organiczna

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 34
• Strony: 103--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czajkowska J.

• Warsaw University of Life Sciences, Faculty of Civil and Environmental Engineering, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Malarski M.

• Warsaw University of Life Sciences, Faculty of Civil and Environmental Engineering, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Nowak P.

• Warsaw University of Life Sciences, Faculty of Civil and Environmental Engineering, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Siwiec T.

• Warsaw University of Life Sciences, Faculty of Civil and Environmental Engineering, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• APPELS L., HOUTMEYERS S., DEGREVE J., IMPE J.V., DEWIL R. 2013. Influence of a microwave pre-treatment on sludge solubilization and pilot scale semi – continuous anaerobic digestion. Bioresource Technology. No. 128 p. 598–603.
• AUGUSTYNOWICZ J., PIETKIEWICZ S., KALAJI M.H., RUSSEL S. 2010. Wpływ nawożenia osadem ściekowym na wybrane parametry aktywności biologicznej gleby oraz wydajności aparatu fotosyntetycznego słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.) [Microbiological status of soil and the efficiency of photosynthetic apparatus of the jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) fertilized with sludge from wastewater treatment plant]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 10. Z. 2 (30) p. 7–18.
• BARTKOWSKA I. 2015. Drop in dry mass and organic substance content in the process of autothermal thermophilic aerobic digestion. Process Safety and Environmental Protection. Vol. 98 p. 170–175.
• BAUMAN-KASZUBSKA H., SIKORSKI M. 2009. Selected problems of waste water disposal and sludge handling in the Mazovian province. Journal of Water and Land Development. No. 13b p. 149–159.
• CZAJKOWSKA J., KAZIMIERCZAK M. 2016. Wpływ dezintegracji mikrofalowej na proces tlenowej stabilizacji osadu nadmiernego [The impast of the disintegration of the microwave on the process of aerobic digestion of excess sludge]. Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska. Vol. 25 (4). No. 74 p. 444–452.
• ESKICIOGLUA C., TERZIANB N., KENNEDY K.J., DROSTEA R.L., HAMODAC M. 2007. Athermal microwave effects for enhancing digestibility of waste activated sludge. Water Research. No. 41 p. 2457–2466.
• HOUTMEYERS S., DEGRÈVE J., WILLEMS K., DEWIL R., APPELS L. 2014. Comparing the influence of low power ultrasonic and microwave pre-treatments on the solubilisation and semi-continuous anaerobic digestion of waste activated sludge. Bioresource Technology. No. 171 p. 44–49.
• ISKRA K., MIODOŃSKI S. 2014. Dezintegracja osadu nadmiernego – dobra praktyka czy konieczność? [Disintegration of excessive sludge – good practice or necessity?] Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska [Interdisciplinary issues in engineering and environmental protection]. T. 4. Ed. M. Teodory, T.M. Traczewska, B. Kaźmierczak. Wrocław. Ofic. Wydaw. PWroc. p. 323–336.
• JAKUBUS M. 2006. Ocena przydatności osadów ściekowych w nawożeniu roślin [The assessment of the usefulness of sewage sludge in plant fertilization]. WodaŚrodowisko-Obszary Wiejskie. T. 6. Z. 2(18) p. 87–97.
• LIU S, ZHU N., LI L. Y., YUAN H. 2011. Isolation, identification and utilization of thermophilic strains in aerobic digestion of sewage sludge. Water Research. Vol. 45 p. 5959–5968.
• LOW E.W., CHASE H.A., MILNER M.G., CURTIS T.P. 2000. Uncoupling of metabolism to reduce biomass production in the activated sludge process. Water Research. No. 34 p. 3204–3212.
• PN-EN 10523:2012. Jakość wody. Oznaczenie pH [Water quality. PH determination].
• PN-EN 14346:2011. Charakteryzowanie odpadów – Obliczanie suchej masy na podstawie oznaczania suchej pozostałości lub zawartości wody [Characterization of waste – Calculation of dry matter based on the determination of dry residue or water content].
• PN-EN 15169:2011. Charakteryzowanie odpadów – Oznaczanie straty prażenia odpadów, szlamów i osadów [Characterization of waste – Determination of loss of roasting of waste, sludge and sludge].
• PN-EN 1899-1:2002. Jakość wody. Oznaczenie biochemicznego zapotrzebowania tlenu po n dniach (BZTn) [Water quality. Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn).
• PN-EN 25813:1997P. Jakość wody – Oznaczanie tlenu rozpuszczonego – Metoda jodometryczna [Water quality – Determination of dissolved oxygen – Iodometric metod].
• PN-EN ISO 7027:2003. Jakość wody. Oznaczenie mętności, rozdział 6 [Water quality. Turbidity, Chapter 6].
• PN-ISO 6060:2006. Jakość wody. Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu [Water quality. Determination of chemical oxygen demand].
• PODEDWORNA J., UMIEJEWSKA K. 2008. Technologia osadów ściekowych [Sludge technology]. Warszawa. Ofic. Wydaw. PW. ISBN 978-83-7202-764-6 pp. 228.
• SADECKA Z. 2010. Podstawy biologicznego oczyszczania ścieków [Basics of biological wastewater treatment]. Wydaw. Seidel-Przywecki Sp. Z o.o. ISBN 978-83-60956-16-8 pp. 221.
• YANG Q., YI J., LUO K., JING X., LI X., LIU Y., ZENG G. 2013. Improving disintegration and acidification of waste activated sludge by combined alkaline and microwave pretreatment. Process Safety and Environmental Protection. Vol. 91. Iss. 6 p. 521–526.
• ZHU X., YUAN W., WU Z., WANG X., ZHANG X. 2017. New insight into sludge digestion mechanism for simultaneous sludge thickening and reduction using flat-sheet membrane-coupled aerobic digesters. Chemical Engineering Journal. Vol. 309 p. 41–48.