Możliwości energetycznego wykorzystania osadów ściekowych jako paliwa

• Autorzy: Ostojski A. , Gajewska M.

Warianty tytułu

EN

Possibilities of energy use sewage sludge as fuel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie szeroko dyskutowana jest efektywność energetyczna oczyszczalni, stąd istotnym zagadnieniem staje się prawidłowe wykorzystanie potencjału energetycznego osadów ściekowych (CHP i ITPO). Realizacja termicznej przeróbki osadów ściekowych wymaga znajomości właściwości energetycznych (ciepło spalania, wartość opałowa, zawartość wody) oraz składu pierwiastkowego, wskazującego na zawartość substancji lotnych i mineralnych osadów przeznaczonych do spalania. W pracy przedstawiono wyniki badań prowadzonych w dwóch dużych trójmiejskich oczyszczalniach ścieków. Analizie poddano osady ściekowe po kolejnych stopniach przetwarzania, a więc osady surowe, zmieszane i przefermentowane. Wykazano, że osady ściekowe w obu analizowanych oczyszczalniach, pomimo innych warunków i procesów przeróbki, charakteryzowały się bardzo podobnym składem pierwiastkowym odwodnionych, przefermentowanych osadów C - 30÷31%, H - 4,5%, N - 4%, O - 26,5÷30%, S - 1%, przy zawartości popiołu 30÷33% (w odniesieniu do suchej masy). Wykazano, że osady są dobrym źródłem energii. Średnie ciepło spalania dla osadów nieprzefermentowanych wynosiło 17,5 MJ/kg, a proces fermentacji obniżał je jedynie o 20 do 30%. Oceniając uzyskane wyniki, zauważyć można, że szanse na autotermiczny proces spalania daje jedynie zastosowanie osadu wysuszonego. Gdynia posiada instalację do suszenia osadu i uzyskuje osady o wartości opałowej wynoszącej około 10 MJ/kg przy 30% zawartości popiołu. W tym przypadku jedna tona węgla kamiennego jest równoważna energetycznie 3 tonom suchego osadu.

EN

Energy efficiency of WWTP is currently widely discussed thus sewage sludge processing becomes an important issue hence it could be a potential source of energy (CHP and ITPO). Execution of thermal sludge treatment requires knowledge of the energetic properties (heat of combustion, calorific value, water content) and elemental composition indicating content of volatile substances and mineral deposits to be incinerated. The paper presents the results of research carried out in two major WWTP Tricities. The sludge after subsequent stages of processing : raw, mixed and fermented sludge were analyzed. It has been shown that sludge in both analyzed WWTPs, in spite of other conditions and treatment processes, showed very similar properties in case of digested and dewatered ones: C - 30÷31%, H - 4.5%, N - 4%, O - 26.5÷30% S - 1%, with ash content of 30-33% (based on dry weight). It has been shown that the sludge could be a good source of energy. Average heat of combustion for undigested sludge was 17.8 MJ/kg and the fermentation process decreased it only by 20 to 30%. When evaluating the results it can be seen that the chances of autothermal combustion process gives only the use of the dried sludge (not digested one). Gdynia WWTP is equipped with installation for sludge drying and in this way and obtained calorific value is of about 10 MJ/kg at 30% ash content. In this case, one ton of coal energy is equivalent to three tons of dry sludge.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; przekształcenie termiczne; skład pierwiastkowy; wartość opałowa; bilans energetyczny

EN

sewage sludge; thermal processing; elemental composition; calorific value; energy balance

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, nr 4
• Strony: 521--531
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Ostojski A.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Gajewska M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Bień J.D., Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych metodami termicznymi, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, 15, 4, 439-449.
• [2] Kowalik P., Ostojski A., Cytawa S., Efekty pracy urządzeń grzewczych wykorzystujących osady ściekowe jako paliwo w budynku biurowo-administracyjnym w oczyszczalni ścieków w Swarzewie, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie 2000, 11/12, 204-206.
• [3] Ostojski A., Kowalik P., Ciepło spalania i wartość opałowa osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków w Gdyni Dębogórzu oraz Swarzewie, II Międzynarodowa i XIII Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Nowe spojrzenie na osady ściekowe. Odnawialne źródła energii, cz. 2, Częstochowa, 3-5 lutego 2003, 432-445.
• [4] Wandrasz J.W., Energetyczne wykorzystanie odpadów organicznych i osadów ściekowych, IV Konferencja nt. Racjonalizacja użytkowania energii i środowiska, Szczyrk, 7-9 października 1996, ODKT RS NOT, Warszawa 1996, Tom I, 97-108.
• [5] Wandrasz J.W., Wandrasz A.J., Paliwa formowalne, Biopaliwa i paliwa z odpadów w procesach termicznych, Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o., Warszawa 2006.
• [6] Węglarczyk S., Statystyka w inżynierii środowiska, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2010.
• [7] Gajewska M., Obarska-Pempkowiak H., Wpływ zawracania odcieków z odwadniania osadów ściekowych na pracę oczyszczalni ścieków, Przemysł Chemiczny 2008, 87(5), 448-452.
• [8] Werle S., Termiczne sposoby zagospodarowania osadów ściekowych, Energia ze ścieków, Energetyka Cieplna i Zawodowa 2010, 9.
• [9] Alvarez E.A., Mochon M.C., Sanchez J.C.J., Rodriguez M.T., Heavy metals extractable forms in sludge from wastewater treatment plants. Chemosphere 2002, 47, 765-775.
• [10] Wang Ch., Hu X., Chen M-L., Wu Y-H., Total concentrations and fractions of Cd, Cr, Pb, Cu, Ni and Zn in sewage sludge from municipal and industrial wastewater treatment plants, Journal of Hazardous Materials 2005, B119, 245-249.
• [11] Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dn. 12 czerwca 2007 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu (DzU poz. 832).
• [12] Forum eksploatatorów spalarni osadów ściekowych, Materiały szkoleniowe Gdańskiej Fundacji Wody, Sobieszewo, 7-9 maja 2014.
• [13] Bernacka J., Pawłowska L., Przeróbka i zagospodarowanie osadów z miejskich oczyszczalni ścieków, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1996.
• [14] Bień J., Neczaj E., Worwąg M., Grosser A., Nowak D., Milczarek M., Janik M., Kierunki zagospodarowania osadów w Polsce po roku 2013, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2011, 14, 4, 375-384.
• [15] Kempa E.S., Osady ściekowe paliwem, X Konferencja Naukowo-Techniczna Osady ściekowe - przepisy, rozporządzenia, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.