Współfermentacja osadów ściekowych i produktu ubocznego rafinacji buraków cukrowych

• Autorzy: Kalemba K. , Barbusiński K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2018.12.5

Warianty tytułu

EN

Anaerobic co-digestion of sewage sludge and by-product of sugar beet refining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie wpływu współfermentacji osadów ściekowych i produktu ubocznego rafinacji buraków cukrowych (melasa) na efektywność produkcji biogazu. Badania były prowadzone w warunkach mezofilowych przez 28 dni. Do badanych próbek dodano kolejno 0,5%, 1%, 1,5%, 2% oraz 3% melasy. Uzyskane wyniki wskazują, że dodany substrat wpłyną) pozytywnie na ilość wyprodukowanego biogazu. Najwyższą sumaryczną produkcję biogazu (3,9 dm³) uzyskano w próbce z 0,5% udziałem melasy. W stosunku do próbki zawierającej same osady produkcja biogazu zwiększyła się o 21%. W tej samej próbce odnotowano również najwyższą zawartość metanu w biogazie (73%). Dla porównania w próbce kontrolnej zawartość metanu w biogazie wynosiła 70%. Dawki melasy powyżej 0,5% powodowały inhibicję procesu fermentacji. Minimalny stopień degradacji substancji organicznych został osiągnięty w próbce kontrolnej (38,53%) oraz w próbce z 0,5% udziałem melasy (39,71%). W przypadku pozostałych próbek wartości kształtowały się od 35,61% dla próbki z 3% zawartością melasy do 36,76% dla próbki z 1% zawartością melasy. Proces współfermentacji miał natomiast negatywny wpływ na właściwości odwadniające osadów. Przed procesem czas ssania kapilarnego wynosił od 31 do 55 sek., natomiast po procesie od 36 do 556 sek. (odpowiednio w próbkach od 0% do 3% zawartości melasy).

EN

The efficiency of simultaneous digestion of sewage sludge and by-product of refining sugar beets (molasses) was investigated. The study was conducted for 28 days under mesophilic conditions. 0,5%, 1%, 1,5%, 2% and 3% (m/m) of molasses was added to the mixture of sludge. The result of the study showed that addition of molasses had positive effect the biogas production. The biggest biogas yield was achieved in sample with 0,5% of molasses (3,9 dm³). In this sample biogas production increased by 34% in comparison with reference sample (without molasses). The biggest methane content (73%) was also observed in the sample with 0,5% of molasses. For comparison in reference sample was produced biogas with 70% content of methane. The dose over 0,5% of molasses caused inhibition of fermentation process. The minimal degree (38%) of degradation of organic matter was achieved in reference sample (38,53%) and in sample with 0,5% of molasses (39,71%) but in other samples was in the range of 35,61-36,76% (from 3% to 1%, respectively). Digestion process have adverse effect on dewatering properties of sludge. Before co-digestion capillary suction time was from 31 s to 55 s, and after process increased from 36 s to 556 s (from 0% to 3% of molasses, respectively).

Słowa kluczowe

PL

współfermentacja; osady ściekowe; melasa; produkcja biogazu

EN

molasses; sewage sludge; biogas production

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 12
• Strony: 453--456
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kalemba K.

• SEEN Technologie Sp. z o.o.

autor

Barbusiński K.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Aichinger P., Wadhawan T., Kuprian M., Higgins M., Ebner Ch., Fimml Ch., Murthy S. and Wett B. 2015. “Synergistic Co-Digestion of Solid-Organic-Waste and Municipal-Sewage-Sludge: 1 Plus 1 Equals More than 2 in Terms of Biogas Production and Solids Reduction”. Water Research (87): 416-423.
• [2] Asadi M. Beet-Sugar Handbook, John Wiley & Sons, Inc. 2007.
• [3] Bień J. and Wystalska K. 2011. Osady ściekowe. Teoria i praktyka, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
• [4] Fang Ch., Boe K. and Angelidaki I. 2011. “Anaerobic co-digestion of desugared molasses with cow manure; focusing on sodium and potassium inhibition” Bioresource Technology (102): 1005-1011.
• [5] Fang Ch., Boe K. and Angelidaki I. 2011. “Anaerobic co-digestion of desugared molasses with cow manure; focusing on sodium and potassium inhibition” Bioresource Technology (102): 1005-1011.
• [6] Kalemba K. and Barbusiński K. 2016. Próba współfermentacji osadów ściekowych i odpadów mięsnych. Ochrona Środowiska, 38, 21-24.
• [7] Kalemba K. and Barbusiński K. 2017. Próba współfermentacji osadów ściekowych i sopstoku - produktu ubocznego rafinacji olejów roślinnych. Ochrona Środowiska, 39, 47-50.
• [8] Kongjan P., O-Thong S. and Angelidaki I. 2013. “Hydrogen and methane productionfrom desugared molasses using a two-stagethermophilic anaerobic process” Engineering in Life Sciences (13): 118-125.
• [9] López J.A.S., Santos M.A.M., Perez A.F.C. and Martin A.M. 2009. Anaerobic digestion of glycerol derived from biodiesel manufacturing. Bioresource Technology, 100, 5609-5615.
• [10] Luste S. and Luostarinen S. 2010. Anaerobic co-digestion of meat-processing by-products and sewage sludge - effect of hygienization and organic loading rate. Bioresource Technology, 101, 2657-2664
• [11] Mata-Alvarez J., Dosta J., Romero-Guiza M.S., Fonoll X., Peces M. and Astals S. 2014. “A critical review on anaerobic co-digestion achievements between 2010 and 2013” Renewable and Sustainable Energy Reviews 36: 412-427.
• [12] PN-EN 12879:2004 Charakterystyka osadów ściekowych. Oznaczanie strat przy prażeniu suchej masy osadu.
• [13] PN-EN 12880:2004 Charakterystyka osadów ściekowych. Oznaczanie suchej pozostałości i zawartości wody.
• [14] PN-EN 12176:2004 Charakterystyka osadów ściekowych. Oznaczanie wartości pH.
• [15] PN-91/C-04540/05 Badania pH, kwasowości i zasadowości. Oznaczanie pH, kwasowości i zasadowości mineralnej i ogólnej w osadach ścieków miejskich.
• [16] PN-EN 14701-1 Charakterystyka osadów ściekowych. Właściwości filtracyjne. Część 1: Czas ssania kapilarnego (CST).
• [17] Rodriguez-Verde I., Regueiro L., Carballa M., Hospido A. and Lema J.M. 2014. “Assessing anaerobic co-digestion of pig manure with agroindustrial wastes: The link between environmental impacts and operational parameters” Science of The TotalEnvironment: 497-498, 475-483.
• [18] Sawalha O. and Scholz M. 2007. Assessment of Capillary Suction Time (CST) Test Methodologies. Environmental Technology, 28, 1377-1386.
• [19] Sugar production, United State Department of Agriculture (USDA), November 2016.
• [20] U.S. EPA, Pathogen and vector attraction reduction requirements, EPA/832/R-93/003, Washington, September, 1994.
• [21] Wickham R., Galway B., Bustamante H. and Nghiem L.D. 2016. Biomethane potential evaluation of co-digestion of sewage sludge and organic wastes. International Biodeterioration & Biodegradation, 113, 3-8.
• [22] Wu X., Lin H. and Zhu J. 2013. “Optimization of continuous hydrogen production from co-fermenting molasses with liquid swine manure in an anaerobic sequencing batch reactor” Bioresource Technology (136): 351-359.