Impact of organic additives on biogas efficiency of sewage sludge

• Autorzy: Pilarska A. , Pilarski K. , Krysztofiak A. , Dach J. , Witaszek J.

Identyfikatory

DOI

10.14654/ir.2014.151.066

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatków organicznych na wydajność biogazową osadów ściekowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Methane fermentation, which constitutes at the same time a precious biogas source, is the most frequently applied stabilization method of sewage sludge. Municipal or industrial sewage does not, however, provide for the effective biogas production, mainly on account of their chemical composition. The objective of the paper was to verify susceptibility to the methanation process of the selected organic substrates (refined glycerine, beet molasses, whey) with sewage sludge. The scope of the research covered initial analysis of the raw material (pH, dry mass, dry organic mass), methane fermentation of the suitably prepared samples of fermentation mixtures and the assessment of biogas and methane efficiency. The highest concentration of methane was obtained from the mixture of sewage sludge with refined glycerine (63.10%), whereas the lowest – from the mixture with whey (49.8%).

PL

Najczęściej stosowaną metodą stabilizacji osadów ściekowych jest fermentacja metanowa, stanowiąca jedocześnie cenne źródło biogazu. Ścieki komunalne czy przemysłowe nie zapewniają jednak efektywnej produkcji biogazu, przede wszystkim ze względu na ich skład chemiczny. Celem badań było sprawdzenie podatności na proces metanizacji wybranych substratów organicznych (gliceryna rafinowana, melasa buraczana, serwatka) z osadem ściekowym. Zakres badań obejmował wstępną analizę surowca (pH, suchą masę, suchą masę organiczną), fermentację metanową odpowiednio przygotowanych próbek mieszanin fermentacyjnych oraz oszacowanie wydajności biogazowej i metanowej. Największe stężenie metanu uzyskano z mieszaniny osadu ściekowego z gliceryną rafinowaną (63,10%), natomiast najmniejsze – z mieszaniny z serwatką (49,8%).

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; stabilization; methane fermentation; substrate; biogas efficiency

PL

osad ściekowy; stabilizacja; fermentacja metanowa; substrat; wydajność biogazowa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 18, No. 3
• Strony: 139--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Pilarska A.

• Institute of Plant Food Products Technology, Poznań University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań

autor

Pilarski K.

• Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences

autor

Krysztofiak A.

• Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences

autor

Dach J.

• Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences

autor

Witaszek J.

• Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences

Bibliografia

• Borowski, S.; Domański, J.; Weatherley L. (2014). Anaerobic co-digestion of swine and poultry manure with municipal sewage sludge. Waste Management, 34, 513-521.
• CEC (1991). Council Directive of 21 of May 1991 on urbane waste water treatment. Council of the European Communities (Directive 91/271/EEC).
• Dach, J.; Zbytek, Z.; Pilarski, K.; Adamski, M. (2009). Badania efektywności wykorzystania odpadów z produkcji biopaliw jako substratu w biogazowni. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 6, 7-9.
• Fugol, M.; Prask, H. (2011). Porównanie uzysku biogazu z trzech rodzajów kiszonek z kukurydzy, luceryny i trawy. Inżynieria Rolnicza, 9, 31-39.
• Kabouris, J.C.; Tezel, U.; Parlostathis, S.G.; Engelmann, M.; Todd, A.C.; Gilette, R.A. (2008). The anaerobic biodegradability of municipal sludge ad fat, oli, and grease at mesophilic conditions. Water Environment Research, 80, 212-221.
• Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (2011). Biogaz – produkcja i wykorzystywanie (Poradnik BIOGAZ), Institut für Energetik und Umwelt gGmbH, Leipzig.
• Magrel, L. (2002). Metodyka efektywności procesu fermentacji wybranych osadów ściekowych. Rozprawy naukowe, 93. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej. ISSN 0867-096X.
• Miodoński, S.; Iskra, K. (2011). Ocena efektywności procesu skojarzonej fermentacji osadów ściekowych oraz odpadów tłuszczowych na przykładzie oczyszczalni ścieków w Brzegu. Ochrona środowiska i zasobów naturalnych, 47, 62-69.
• Montańés, R.; Pérez M.; Solera, R. (2013). Biomass adaptation over anaerobic co-digestion of sewage sludge and trapped grease waste. Bioresource Technology, 142, 655-662.
• Noutsopoulos, C.; Mamais, D.; Antoniou, K.; Avramides, C.; Oikonomopoulos, P.; Fountoulakis, I. (2013). Anaerobic co-digestion of grease sludge and sewage sludge: The effect of organic loading and grease sludge content. Bioresource Technology, 131, 452-459.
• Parkin, G.F.; Owen, W.F. (1986). Fundamentals of anaerobic digestion of wastewater sludge. ASEE Journal Environment Engineering, 112, 867-920.
• Pereira, M.A.; Sousa, D.Z; Mota, M.; Alves, M.M. (2004). Mineralization of LCFA associated with anaerobic sludge: kinetics, enhancement of methanogenic activity, and effect of VFA. Biotechnology and Bioenergy, 88, 502-511.
• Pierścieniak, M.; Bartkiewicz, B. (2011). Zagospodarowanie biogazu powstającego w procesie fermentacji metanowej w oczyszczalniach ścieków. Ochrona środowiska i zasobów naturalnych, 47, 47-61.
• Pilarski, K.; Dach, J.; Mioduszewska, N. (2010). Comparison of efficiency of methane production from liquid muck and dung with refined glicerin addition. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 55, 78-81.
• Scaglia, B.; D'Imporzano, G.; Garuti, G.; Negri, M.; Adani, F. (2014). Sanitation ability of anaerobic digestion performed at different temperature on sewage sludge. Science of the Total Environment, 466-467, 888-897.
• Shin, H.; Kim, S.H.; Lee, C.Y. (2003). Inhibitory effects of long - chain fatty acids on VFA degradation and beta - oxidation. Water Science Technology, 47, 139-146.
• Silvestre, G.; Illa, J.; Fernández, B.; A. Bonmatí, A. (2014). Thermophilic anaerobic co- digestion of sewage sludge with grease waste: Effect of long chain fatty acids in the methane yield and its dewatering properties. Applied Energy, 117, 87-94.
• Silvestre, G.; Rodríguez-Abalde, A.; Fernández, B.; Flotats X.; Bonmatí A. (2011). Biomass adaptation over anaerobic co-digestion of sewage sludge and trapped grease waste Bioresource Technology, 102, 6830-6836.
• Sosnowski, P.; Klepacz-Smolka, A.; Kaczorek, K.; Ledakowicz, S. (2007). Kinetic investigations of methane co-fermentation of sewage sludge and organic fraction of municipal solid wastes. Bioresource Technology, 99, 5731-5737.