Analysis of combustion process of sewage sludge in reference to coals and biomass

• Autorzy: Środa K. , Kijo-Kleczkowska A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2016-0031

Warianty tytułu

PL

Analiza przebiegu procesu spalania osadów ściekowych w odniesieniu do paliw węglowych oraz biomasy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Production of sewage sludge is an inseparable part of the treatment process. The chemical and sanitary composition of sewage sludge flowing into the treatment plant is a very important factor determining the further use of the final product obtained in these plants. The sewage sludge is characterized by heterogeneity and multi-components properties, because they have characteristics of the classical and fertilizer wastes and energetic fuels. The thermal utilization of sewage sludge is necessary due to the unfavorable sanitary characteristics and the addition of the industrial sewage. This method ensures use of sewage sludge energy and return of expenditure incurred for the treatment of these wastes and their disposal. Sewage sludge should be analyzed in relation to conventional fuels (coals and biomass). They must comply with the applicable requirements, for example by an appropriate degree of dehydration, which guarantee the stable and efficient combustion.

PL

Produkcja osadów ściekowych jest nierozłącznym elementem procesu oczyszczania ścieków. Skład chemiczny oraz sanitarny ścieków dopływających do oczyszczalni jest niezwykle istotnym czynnikiem determinującym dalsze wykorzystanie produktu finalnego uzyskiwanego w tych zakładach. Osady charakteryzuje niejednorodność oraz wieloskładnikowość, dlatego posiadają one cechy zarówno klasycznego odpadu czy nawozu, a także wartościowego paliwa energetycznego. Termiczna utylizacja osadów ściekowych jest niezbędna ze względu na niekorzystne ich cechy sanitarne, jak również dodatek ścieków przemysłowych. Ten sposób zagospodarowania osadów gwarantuje wykorzystanie zawartej w nich energii oraz zwrot nakładów finansowych poniesionych na obróbkę tych odpadów i ich zbyt. Osady ściekowe powinno się analizować w odniesieniu do tradycyjnych paliw (węgli oraz biomasy). Muszą one spełniać stosowne wymagania, poprzez np. odpowiedni stopień odwodnienia, gwarantujące ich stabilne i sprawne spalanie. Niniejszy artykuł podejmuje problematykę przebiegu procesu spalania osadów ściekowych o różnych własnościach, w postaci granulatu, w odniesieniu do paliw węglowych oraz biomasy.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; coal; biomass; kinetics of fuels combustion

PL

osady ściekowe; węgiel; biomasa; kinetyka spalania paliw

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, no. 2
• Strony: 425--442
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Środa K.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Thermal Machinery, al. Armii Krajowej 21; 42-202 Czestochowa, Poland

autor

Kijo-Kleczkowska A.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Thermal Machinery, al. Armii Krajowej 21; 42-202 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Bień J., 2013. Doświadczenia ze współspalania osadów ściekowych w kotle fluidalnym z warstwą pęcherzykową. Materiały IV Ogólnopolskiej Konferencji Szkoleniowej „Metody zagospodarowania osadów ściekowych”, 11-12.02.2013, Starachowice.
• [2] Bień J., Gandor M., 2011. Parametry kinetyczne spalania osadów ściekowych w atmosferze O2/CO2. Archiwum Spalania, 11, nr 3-4, s. 171-179.
• [3] Bień J.B., 2007. Osady ściekowe - teoria i praktyka. Wyd. II poprawione i uzupełnione. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
• [4] Bień J.B., Wystalska K., 2008. Procesy termiczne w unieszkodliwianiu osadów ściekowych. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
• [5] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE).
• [6] Górski M., Zabawa S., 2008. Zarządzanie gospodarką odpadami: techniczno-organizacyjno-prawne aspekty gospodarki odpadami. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Poznań.
• [7] Gromiec M.J., Koć J., 2009. Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych po 2013 r. Wodociągi - Kanalizacja, 9, s. 24-25.
• [8] Heidrich Z., Witkowski A., 2010. Urządzenia do oczyszczania ścieków. Projektowe przykłady obliczeń. Wyd. II, Wydawnictwo „Seidel-Przywecki” Sp. z o.o., Warszawa.
• [9] Kijo-Kleczkowska A., 2009. Analysis combustion process of coal-water fuel. Archives of Mining Sciences, vol. 54, 1, p. 119-133.
• [10] Kijo-Kleczkowska A., 2010a. Analysis of the co-combustion process of coal-water slurries and biomass. Archives of Mining Science, vol. 55, 3, p. 487-500.
• [11] Kijo-Kleczkowska A., 2010b. Research on destruction mechanism of drops and evolution of coal-water suspension in combustion process. Archives of Mining Science, vol. 55, 4, p. 923-946.
• [12] Kijo-Kleczkowska A., 2011. Combustion of coal-water suspensions. Fuel, vol. 90, p. 865-877.
• [13] Kijo-Kleczkowska A., 2012. Research on coal-water fuel combustion in a circulating fluidized bed. Archives of Mining Science, vol. 57, 1, p. 79-92.
• [14] Kijo-Kleczkowska A., Środa K., Otwinowski H. Study into combustion of sewage sludge as energetic fuel. Archives of Mining Science (in print).
• [15] Leckner B., Amand L.-E., Lucke K., Werther J., 2004. Gaseous emissions from co-combustion of sewage sludge and coal/wood in a fluidized bed. Fuel, 83, 477-486.
• [16] Li P.-S., Hu Y., Yu W., Yue Y.-N., Xu Q., Hu S., Hu N.-S., Yang J., 2009. Investigation of sulfur forms and transformation during the co-combustion of sewage sludge and coal X-ray photoelectron spectroscopy. Journal of Hazardous Materials, 167, p. 1126-1132.
• [17] Moroń W., Szydełko A., Król K. i in., 2012. Właściwości fizykochemiczne i przydatność do spalania makulatury, osadów ściekowych i odpadów komunalnych. Archiwum Spalania, 12, nr 4, s. 185-194.
• [18] Ochrona Środowiska 2000-2012. Główny Urząd Statystyczny. Informacje i Opracowania Statystyczne, Warszawa 2000-2012.
• [19] Pająk T., 2003. Spalanie i współspalanie osadów ściekowych - podstawowe uwarunkowania. Przegląd Komunalny, 1, s. 35-38.
• [20] Pająk T., 2010. Projekty spalarni odpadów komunalnych i osadów ściekowych w strategii zagospodarowania odpadów. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 13, s. 53-66.
• [21] Pająk T., 2012. Suszenie i spalanie osadów ściekowych - w Polsce i innych krajach UE. VI Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowa Suszenie i termiczne przekształcanie osadów ściekowych. Warszawa 19-21 września 2012.
• [22] Pająk T., Wielgosiński G., 2003. Współczesne technologie suszenia i spalania osadów ściekowych - kryteria i uwarunkowania wyboru technologii. II Międzynarodowa i XIII Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna n.t. Nowe spojrzenie na osady ściekowe, Odnawialne źródła energii, 3-5 luty, Częstochowa 2003, s. 491-500.
• [23] Pelka P., Golanski G., Wieczorek P. Evolution of the structure and mechanical strength of a coal particle during combustion in the atmosphere of air in the mixture of oxigen and carbon dioxide. Archives of Mining Science, (in print).
• [24] Podedworna J., Umiejewska K., 2008. Technologia osadów ściekowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• [25] Podewils W., 2012. Spalanie osadów - aktualny stan w Niemczech. Materiały VI Ogólnopolskiej Konferencji Szkoleniowej „Suszenie i termiczne przekształcanie osadów ściekowych”, 19-21.09.2012 r., Warszawa, s. 15-30.
• [26] Polska Norma PN-EN 12832:2004 Charakterystyka osadów ściekowych. Wykorzystanie i usuwanie osadów ściekowych. Terminologia.
• [27] Poradnik gospodarowania odpadami: Podręcznik dla specjalistów i referentów ds. Ochrony Środowiska: Stan prawny na 1 kwietnia 2006. Pod redakcją K. Skalmowskiego, Tom 4, Wydawnictwo Verlag Dashofer, Warszawa 2006.
• [28] Rosik-Dulewska C., 2008. Podstawy gospodarki odpadami. PWN, Warszawa.
• [29] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 stycznia 2013 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu.
• [30] Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. Nr 112, poz. 1206).
• [31] Słowik K., Stelmach S., Wasilewski R., 2011. Sewage sludge co-combustion in coal-fired boilers. Archives of Waste Management and Environmental Protection, 13, p. 41-50.
• [32] Solmaz S.: Termiczne unieszkodliwianie osadów. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, załącznik marzec (1999), s. 1-8.
• [33] Stasta P., Boran J., Bebar L., Stehlik P., Oral J., 2006. Thermal processing of sewage sludge. Applied Thermal Engineering, 26, 1420-1426.
• [34] Środa K., Kijo-Kleczkowska A., Otwinowski H., 2012a. Osady ściekowe - właściwości, spalanie i współspalanie. Archiwum Spalania, vol. 12, s. 253-261.
• [35] Środa K., Kijo-Kleczkowska A., Otwinowski H., 2012b. Properties of sewage sludge and methods of utilization. 39th International Conference of SSCHE, Tatranske Matliare, Slovakia, May 21-25, 2012.
• [36] Środa K., Kijo-Kleczkowska A., Otwinowski H., 2012c. Termiczne unieszkodliwianie osadów ściekowych. Inżynieria Ekologiczna, 28, s. 67-81.
• [37] Ustawa o odpadach z dnia 14 grudnia 2012r.
• [38] Werle S., 2010. Termiczne sposoby zagospodarowania osadów ściekowych. Energia ze ścieków. Energetyka Cieplna i Zawodowa, nr 9.
• [39] Werle S., 2011. Wielowariantowa analiza możliwości współspalania osadów ściekowych w kotłach energetycznych opalanych węglem. Archives of Waste Management, 13 nr 1, s. 21-38.
• [40] Werther J., Ogada T., 1999. Sewage sludge combustion. Progress in Energy and Combustion Science, 25, s. 55-116.
• [41] Werther J., Ogada T., Borodulya V.A., Dikalenko V.I., 1995. Devolatilisation and combustion kinetic parameters of wet sewage sludge in a bubbling fluidized bed furnace. Proc. Inst. of Energy’s 2nd International Conference on Combustion and Emission Control, London, 1995, pp.149-158.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę