The changes in exhaust gas and selected waste properties during biostabilization process

• Autorzy: Baran D. , Famielec S. , Koncewicz-Baran M. , Malinowski M. , Sobol Z.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)001

Warianty tytułu

PL

Zmiany składu gazów procesowych oraz wybranych właściwości fizykochemicznych odpadów podczas stabilizacji tlenowej

• Konferencja: ECOpole’15 Conference (14-16.10.2015, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In recent years mechanical-biological waste treatment facilities increasingly apply the biostabilization process to treat the undersize fraction (most frequently less than 80 mm in diameter) obtained from municipal solid waste. The process lasts at least 14 days in closed but aerated chambers. The process gas exiting the chamber is transferred to biofilters filled with biomass, which ensure odours elimination. The aim of the study was to analyze the aerobic biostabilization process of selected waste groups using a laboratory BKB 100 reactor, especially in the aspect of exhaust gas composition changes. The bioreactor was equipped with a 116-liter, thermally insulated chamber, controlled air flow and a system of gases and temperature analyzers. The analyzed parameters were: CO2 and O2 concentration in the emitted gases, the temperature changes during the process, waste density, C:N ratio, organic matter content as well as moisture content. As a result of the research it was stated that the temperature changes in the processed waste vary in different seasons and might depend on the share of fine and biodegradable fractions in waste. In the case of waste collected in summer or autumn the thermophilic phase began during the 2nd or 3rd day of the process and lasted about 5-6 days, causing a considerable CO2 emission (with the maximum between the 1st and 4th day). The changes in O2 and CO2 concentration were directly connected with the process intensity. Waste collected during winter or spring and subjected to the process didn’t reach the temperature which would ensure waste stabilization and hygienization.

PL

W zakładach mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych do przetwarzania biologicznego frakcji podsitowej (najczęściej o uziarnieniu poniżej 80 mm), wydzielonej ze strumienia zmieszanych odpadów komunalnych, coraz częściej wykorzystuje się proces stabilizacji tlenowej. Proces ten przebiega przez okres co najmniej 2 tygodni w zamkniętych i napowietrzanych kontenerach. Powietrze procesowe odprowadzane jest do biofiltra wypełnionego biomasą, która ma zapewnić redukcję uciążliwych zapachów. Celem badań była analiza przebiegu procesu stabilizacji tlenowej w laboratoryjnym bioreaktorze BKB 100 ze szczególnym uwzględnieniem zmian w składzie emitowanego powietrza procesowego. Bioreaktor był wyposażony w termicznie izolowaną komorę o pojemności 116 dm3, system pozwalający na kontrolowane wprowadzanie powietrza do procesu, system czujników temperatury oraz analizator gazów poprocesowych. Analizom podlegał udział CO2 i O2 w objętości emitowanych gazów procesowych, zmiana temperatury w czasie trwania procesu, a także gęstość odpadów, stosunek C:N, zawartość substancji organicznej i wilgotność. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że przebieg zmian temperatury w stabilizowanej masie wsadowej nie jest jednakowy w poszczególnych porach roku i może ona zależeć od udziału frakcji drobnej oraz zawartości odpadów ulegających biodegradacji. Faza termofilna dla odpadów pobranych w okresie lata i jesieni nastąpiła już w 2-3 dniu procesu, trwała około 5-6 dni i spowodowała dużą emisję CO2. Zmiana zawartości O2 oraz CO2 była bezpośrednio powiązana z intensywnością procesu. Odpady pobrane w okresie zimy i wiosny nie osiągnęły temperatury, która mogłaby wskazywać na stabilizację i higienizację materiału. Odpady pobrane latem i jesienią charakteryzowały się największą emisją CO2 pomiędzy 1 a 4 dniem procesu.

Słowa kluczowe

EN

municipal solid waste; under-size fraction; aerobic biostabilization

PL

odpady komunalne; frakcja podsitowa; stabilizacja tlenowa

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 1
• Strony: 11--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Baran D.

• Institute of Machinery Management, Ergonomics and Production Processes, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków, Poland, phone [phone]

autor

Famielec S.

• Institute of Agricultural Engineering and Informatics, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków, Poland, phone [phone]

autor

Koncewicz-Baran M.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31-120Kraków, Poland, phone[phone]

autor

Malinowski M.

• Institute of Agricultural Engineering and Informatics, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków, Poland, phone [phone]

autor

Sobol Z.

• Institute of Machinery Management, Ergonomics and Production Processes, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków, Poland, phone [phone]

Bibliografia

• [1] Dębicka M, Żygadło M, Latosińska J. Investigations of bio-drying process of municipal solid waste. Ecol Chem Eng A. 2013;20(12):1461-1470. DOI: 10.2428/ecea.2013.20(12)132.
• [2] Dziedzic K, Łapczyńska-Kordon B, Malinowski M, Niemiec M, Sikora J. Impact of aerobic biostabilization and biodrying process of municipal solid waste on minimization of waste deposited in landfills. Chemical and Process Engineering. 2015;36(4):381-394. DOI: 10.1515/cpe-2015-0027.
• [3] Hurka M, Malinowski M. Assessment of the use of EWA bioreactor in the process of bio-drying of undersize fraction manufactured from mixed municipal solid waste. Infrastructure and Ecology of Rural Areas. 2014;IV(1):1127-1136. DOI: 10.14597/infraeco.2014.4.1.083.
• [4] Adani F, Tambone F, Gotti A. Biostabilization of municipal solid waste. Waste Management. 2004;24:775-783. DOI: 10.1016/j.wasman.2004.03.007.
• [5] Adani F, Baido D, Calcaterra E, Genevini P. The influence of biomass temperature on biostabilization-biodrying of municipal solid waste. Bioresour Technol. 2002;83:173-179. DOI: 10.1016/S0960-8524(01)00231-0.
• [6] Sugni M, Calcaterra E, Adani F. Biostabilization-biodrying of municipal solid waste by inverting air-flow. Bioresour Technol. 2005;96:1331-1337. DOI: 10.1016/j.biortech.2004.11.016.
• [7] Domińczyk A, Krzystek L, Ledakowicz S. Biologiczne suszenie mieszaniny stałych odpadów przemysłu papierniczego oraz organicznej frakcji stałych odpadów komunalnych. Inż Ap Chem. 2012;51(4):115-116. http://inzynieria-aparatura-chemiczna.pl/pdf/2012/2012-4/InzApChem_2012_4_115-116.pdf.
• [8] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 września 2012 roku w sprawie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych (DzU 2012, poz. 1052). http://isap.sejm.gov.pl/DetailsServlet?id=WDU20120001052.
• [9] Jędrczak A. Biologiczne przetwarzanie odpadów. Warszawa: Wyd Nauk PWN; 2008.
• [10] PN-EN 15443-2011 Stałe paliwa wtórne - Metody przygotowania próbki laboratoryjnej. http://sklep.pkn.pl/pn-en-15443-2011e.html.
• [11] PN-EN 15414-3-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości wilgoci metodą suszarkową - część 3: wilgoć w ogólnej próbce analitycznej. http://sklep.pkn.pl/pn-en-15414-3-2011e.html.
• [12] PN-EN 15403-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości popiołu. http://sklep.pkn.pl/pn-en-15403-2011e.html.
• [13] KPGO 2014. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami na lata 2010-2014 (MP Nr 101. poz. 1183). isap.sejm.gov.pl/Download?id=WMP20101011183&type=2.
• [14] Niżewski P, Dach J, Jędruś A. Zagospodarowanie zużytego podłoża z pieczarkarni metodą kompostowania. J Res Appl Agric Engin. 2006;51(1):24-27. http://www.pimr.poznan.pl/biul/2006_1_5NDJ.pdf.
• [15] Piotrowska-Cyplik A, Chrzanowski Ł, Cyplik P, Dach J, Olejnik A, Staninska J, et al. Composting of oiled bleaching earth: Fatty acids degradation, phytotoxicity and mutagenicity changes. Int Biodeter Biodegr. 2013;78:49-57. DOI: 10.1016/j.ibiod.2012.12.007.
• [16] Sidełko R, Seweryn K, Walendzik B. Optymalizacja procesu kompostowania w warunkach rzeczywistych. Roczn Ochr Sr. 2011;41(13):681-692. http://old.ros.edu.pl/text/pp_2011_041.pdf.
• [17] Szpadt R, Jędrczak A. Wytycznie dotyczące wymagań dla procesów kompostowania, fermentacji i mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów. Warszawa. 2008. https://www.mos.gov.pl/fileadmin/user_upload/odpady/Wytyczne_dotyczce_wymagan_dla_procesow_kompostowania__fermentacji_i_przetwarzania.pdf.
• [18] Wolna-Maruwka A, Schroeter-Zakrzewska A, Dach J. Analysis of the growth and metabolic activity of microorganisms in substrates prepared on the base of sewage sludges and their impact on growth and flowering of garden verbena. Fresen Environ Bull. 2012;21(2):325-336. https://www.researchgate.net/publication/285837803_Analysis_of_the_growth_and_metabolic_activity_of_microorganisms_in_substrates_prepared_on_the_base_of_sewage_sludges_and_their_impact_on_growth_and_flowering_of_garden_verbena.

Uwagi

PL

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