Analysis of Energy Demand in the Process of Continuous and Pulse Sonication of Sewage Sludge

• Autorzy: Wolski P. , Strugacz R.

Warianty tytułu

PL

Zapotrzebowanie energetyczne w procesie ciągłej i pulsacyjnej sonifikacji osadów ściekowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the ways of sewage sludge conditioning is the use of ultrasonic field energy. As a result of its operation, coagulation or dispersion of sludge flocs may occur depending on the parameters used (UD field strength, operating time). The amount of energy supplied to the system results from the operating time and intensity of the ultrasonic field. The purpose of the research was to determine the amount of energy introduced depending on the time and intensity of the ultrasonic field energy and its effect on the evaluation of the dehydration efficiency expressed by the capillary suction time. Fermented sewage sludge was used as the substrate for the study, which was subjected to an ultrasonic field of 3.8, 3.04, 2.28, 1.52, 0.75 W·cm^-2 (corresponding to amplitude 100, 80, 60, 40, 20%). The sonication time was from 2 to 120 s. On the basis of the research, the increase in energy demand and the increase of the capillary suction time with increasing amplitude and time of exposure of the UD field were recorded.

PL

Jednym ze sposobów kondycjonowania osadów ściekowych jest zastosowanie energii pola ultradźwiękowego. W wyniku jego działania w zależności od zastosowanych parametrów (natężenia pola UD, czasu działania) może dojść do koagulacji lub dyspersji kłaczków osadowych. Ilość dostarczonej energii do układu wynika z czasu działania i natężenia pola ultradźwiękowego. Celem prowadzonych badań było określenie ilości wprowadzonej energii w zależności od czasu działania i natężenia energii pola ultradźwiękowego, oraz jego wpływu na ocenę efektywności odwadniania wyrażoną czasem ssania kapilarnego. Jako substrat badań zastosowano przefermentowane osady ściekowe, które poddano działaniu pola ultradźwiękowego o natężeniu 3,8, 3,2, 2,7, 2,2, 1,6 W·cm^-2 (co odpowiadało amplitudą 100, 80, 60, 40, 20%). W badaniach przyjęto czas sonifikacji z przedziału od 2 do 120 s. Na podstawie przeprowadzonych badań odnotowano wzrost zapotrzebowania na energie oraz wydłużenie czasu ssania kapilarnego wraz ze wzrostem amplitudy i czasu ekspozycji pola UD.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; energy; sonication; capillary suction time

PL

osady ściekowe; energia; nadźwiękawianie; czas ssania kapilarnego

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 1
• Strony: 793--803
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Wolski P.

• Czestochowa University of Technology

autor

Strugacz R.

• Czestochowa University of Technology

Bibliografia

• 1. Bień, J.B., Kacprzak, M., Kamizela, T., Kowalczyk, M., Neczaj, E., Pająk, T., Wystalska, K. (2015). Komunalne osady ściekowe-zagospodarowanie energetyczne i przyrodnicze. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
• 2. Chang, G. R., Liu, J. C., Lee, D. J. (2001). Co-conditioning and dewatering of chemical sludge and waste activated sludge. Water Res., 35, 786-794.
• 3. Feng, X., Deng, J., Lei, H., Bai, T., Fan, Q., Li, Z. (2009). Dewaterability of waste activated sludge with ultrasound conditioning. Bioresource Technol., 100, 1074-1081.
• 4. Gonze, E., Pillot, S., Valette, E., Gonthier, Y., Bernis, A. (2003). Ultrasonic treatment of an aerobic activated sludge in a batch reactor. Chem. Eng. and Process., 42, 965-975.
• 5. Grosser, A. (2017). The influence of decreased hydraulic retention time on the performance and stability of co-digestion of sewage sludge with grease trap sludge and organic fraction of municipal waste. J. Environ. Manage. 203(1), 1143-1157.
• 6. Guan, Q., Tang, M., Zheng, H., Teng, H., Tang, X., Liao, Y. (2016). Investigation of sludge conditioning performance and mechanism by examining the effect of charge density on cationic polyacrylamide microstructure. Desa- lin. Water Treat, 57(28), 12988-12997.
• 7. Śliwiński, A. (2001). Ultradźwięki i ich zastosowania. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• 8. Wolski, P., & Zawieja, I. (2012). Effect of ultrasound field on dewatering of sewage sludge. Arch. Environ. Prot., 38(2), 25-31.
• 9. Zawieja, I. (2016). Characteristics of Excess Sludge Subjected to Disintegration. Rocz. Ochr. Sr,,18(1), 124-136.
• 10. Zhang, G., Zhang, P., Yang, J., Liu, H. (2008). Energy-efficient sludge sonification: Power and sludge characteristics. Bioresource Technol., 99, 9029-9031.
• 11. Zhang, L., Wang, W., Chen, Y., Liu, Q., Li, Q., Long, Q. (2017). Sewage sludge conditioning and mechanism with semi-coke powder. Chinese Journal of Environmental Engineering, 11(3), 1831-1836.
• 12. Zhou, C.H., Ling, Y., Zeng, M., Li, X.Y. (2017). Analysis of particle size distribution and water content on microwave/ultrasound pretreated sludge. Chinese Journal of Environmental Engineering, 11(1), 529-534.
• 13. Zhou, C.H., Ling, Y., Zeng, M., Li, X.Y. (2014). Influence of microwave and ultrasound on sludge dewaterability. Advanced Materials Research, 955959, 2074-2079.
• 14. Zielewicz, E. (2016). Effects of ultrasonic disintegration of excess sewage sludge. Top. Curr. Chem., 374, 5.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).