Badania laboratoryjne nad możliwością współspalania osadów ściekowych z wybranej oczyszczalni ścieków

• Autorzy: Dąbrowski J. , Dąbrowski T.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/63266

Warianty tytułu

EN

Laboratory studies on possibility of co-incineration of sewage sludge from the selected wastewater treatment plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad możliwością współspalania osadów ściekowych z odpadami gumowymi, jako możliwość termicznego przekształcania zarówno osadów ściekowych, jak i badanych odpadów. Badaniom tym poddano komunalne osady ściekowe, pobrane z Oczyszczalni Ścieków w Tychowie oraz zużyte opony rowerowe. Dodatkowo, określone wyniki porównano z wynikami badań współspalania analizowanych osadów ściekowych w mieszance z miałem węglowych, jako paliwem klasycznym. Wstępnym etapem badań było wykonanie analizy technicznej materiałów użytych do badań. W dalszej części pracy, przedstawiono i poddano ocenie wyniki analizy strumienia gazów spalinowych, powstających w wyniku procesu współspalania badanych odpadów i osadów ściekowych. Mierzonymi parametrami były: cSO₂ – stężenie tlenku siarki(IV), cNO_x – stężenie tlenków azotu. W badaniach procesu spalania mieszanek użytych do badań, jako zmienne parametry niezależne przyjęto: udział masowy osadów ściekowych w mieszance paliwowej, temperaturę w strefie spalania pieca oraz współczynnik nadmiaru powietrza. Ostateczna analiza właściwości energetycznych mieszanek paliwowych oraz wyników badań warunków spalania tych mieszanek wykazała, że maksymalna wartość udziału osadów nie powinna przekraczać 10%. Wzrost temperatury spalania, znacznie pogarsza jakość termicznego przekształcania analizowanych osadów ściekowych, zwiększając emisje tlenku siarki(IV) a także, w dużo większym stopniu, tlenków azotu NO_x

EN

The paper presents results of laboratory studies on the possibility of co-incineration of sewage sludge with waste rubber, as the possibility of thermal treatment of both: sludge and examined waste. Municipal sewage sludge, taken from the Wastewater Treatment Plant in Tychowo and waste bicycle tires ware used in the examinations. In addition, results were compared with the results of co-incineration of analysed sewage sludge mixed with hard coal as classic fuel. The initial stage of the study was a technical analysis of materials used in the examinations. Results of the analysis of exhaust gas fluxes, resulting from the co-incineration of examined waste and sewage sludge were presented and evaluated in the next part of paper. Following parameters were determined: cSO₂ – concentration of sulfur oxide (IV), cNO_x – concentration of nitrogen oxides. Variable independent parameters determined during studies of mixtures incineration were: mass fraction of sludge in the fuel mixture, temperature in the combustion zone of the furnace and the excess air coefficient. Analysis of energetic properties and emissions of pollutants, under tested conditions of incineration of those mixtures, allowed determining the maximum share of sewage sludge in the fuel mixture and impact of variability of independent parameters of the incineration process on the quality of this process. Final analysis of energetic properties of mixtures and results of examinations on incineration conditions of those mixtures proved, that maximum mass fraction of sewage sludge should not exceed 10%. Increase of incineration temperature significantly decreases quality of thermal processing of examined sewage sludge, increasing emissions of sulfur oxide (IV) and, to a greater extent, of nitrogen oxides NO_x. Increase of oxygen amount, along with air fed into incineration chamber caused, causes increase of nitrogen oxides emission and slight changes of sulfur dioxide concentration.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; odpady gumowe; termiczne przekształcanie

EN

sewage sludge; waste rubber; thermal processing

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 48
• Strony: 35--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys.

Twórcy

autor

Dąbrowski J.

• Katedra Techniki Wodno-Mułowej i Utylizacji Odpadów, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji, Politechnika Koszalińska, 75-453 Koszalin, ul. Śniadeckich 2

autor

Dąbrowski T.

• Katedra Techniki Wodno-Mułowej i Utylizacji Odpadów, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji, Politechnika Koszalińska, 75-453 Koszalin, ul. Śniadeckich 2

Bibliografia

• 1. Barz M. Sewage Sludge from Wastewater Treatment as Energy Source. International Journal of Renewable Energy, 4(1), 2009.
• 2. Bień J.D., Bień B. Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych metodami termicznymi w obliczu zakazu składowania po 1 stycznia 2016. Inżynieria Ekologiczna (Ecological Engineering) 45, 2015, 36–43.
• 3. Bień J.D., Wystalska K. Przekształcanie osadów ściekowych w procesach termicznych. Wydawnictwo Seidel-Przywecki. Warszawa 2009.
• 4. Czechowska-Kosacka A. Sewage Sludge as a Source of Renewable Energy. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 15, 2013.
• 5. Czechowska-Kosacka A., Cel W., Kujawska J., Wróbel K. Alternative Fuel Production Based on Sewage Sludge Generated in the Municipal Wastewater Treatment. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 17, 2015.
• 6. Dąbrowski J., Dąbrowski T. Laboratory Studies on the Effectiveness of Thermal Treatment of Selected Compositions of Waste from Organic Chemistry Industry. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 17, 2015.
• 7. Dąbrowski J., Piecuch T. Mathematical Description of Combustion Process of Selected Groups of Waste. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 13, 2011, 25–50.
• 8. Dąbrowski J., Piecuch T.: Badania laboratoryjne nad możliwością współspalania wybranych grup odpadów tworzyw sztucznych wraz z osadami ściekowymi. Polityka Energetyczna, 14(1), 2011.
• 9. Kordylewski W. i in. Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 2008.
• 10. Kowalski Z., Wzorek Z., Gorazda K., Jodko M., Przewrocki P., Kulczycka J. Thermal Utilisation of Sewage Sludge in Poland. Minerals and Energy, 18(2), 2003.
• 11. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2014 – Aktualizacja. Warszawa 2015.
• 12. Li S., Li Y., Lu Q., Zhu J., Yao Y., Bao S. Integrated drying and incineration of wet sewage sludge in combined bubbling and circulating fluidized bed units. Waste Management 34, 2014, 2561–2566.
• 13. Lin D.F., Luo H.L., Sheen Y-N. Glazed Tiles Manufactured from Incinerated Sewage Sludge Ash and Clay. Air & Waste Manage. Assoc. 55, 2005, 163–172.
• 14. Magdziarz A., Wilk M., Kosturkiewicz B. Investigation of Sewage Sludge Preparation for Combustion Process. Chemical and Process Engineering, 32(4), 2011, 299–309.
• 15. Marcisz M.: Zawartość siarki całkowitej w złożach monokliny Zofiówki (SW część Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 29(3), 2013.
• 16. Mianowski A., Radko T., Koszorek A.: Współspalanie miału węglowego i zużytych opon. Zeszyty Naukowe Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Koszalińskiej. Koszalin 2007.
• 17. Misiak J.: Jakość węgla eksploatowanych pokładów w LW „Bogdanka” S.A. (Lubelskie Zagłębie Węglowe). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 28(4), 2012.
• 18. Murakami T., Suzuki Y., Nagasawa H., Yamamoto T., Koseki T., Hirose H., Okamoto S. Combustion characteristic of sewage sludge in an incineration plant for energy recovery. Fuel Process. Technol., 90, 2009, 778–783.
• 19. Piecuch T., Dąbrowski J., Dąbrowski T.: Badania laboratoryjne nad możliwością termicznej utylizacji poprodukcyjnych odpadów poliestrowych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection), Tom 11, Koszalin 2009.
• 20. Piecuch T., Dąbrowski J.: Projekt koncepcyjno-technologiczny Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów Komunalnych dla Regionu Środkowopomorskiego. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection), 16, 136, 2011.
• 21. Rajczyk R., Bień J., Palka H., Pogodziński A., Smorąg H. Co-combustion of municipal sewage sludge and hard coal on fluidized bed boiler WF- 6. Archives of Environmental Protection, 40(3), 2014, 101–113.
• 22. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015 r. w sprawie dopuszczenia odpadów do składowania na składowiskach (Dz.U. 2015, 1277).
• 23. Shen L., Zhang D-K. An experimental study of oil recovery from sewage sludge by low-temperature pyrolysis in a fluidised-bed. Fuel, 82, 2003, 465–472.
• 24. Shimizu T., Toyono M., Ohsawa H. Emission of NOx and N2O during via co-combustion of dried sewage sludge with coal in a bubbling fluidized bed combustor, Fuel, 86, 2007, 957–964.
• 25. Siuta J. Spór o prawną i wykonawczą zasadność stosowania komunalnych osadów ściekowych. Inżynieria Ekologiczna (Ecological Engineering) 45, 2015, 1–20.
• 26. Skalmowski K.: Poradnik gospodarowania odpadami. Wyd. Verlag-Dashöfer, Warszawa, 2007.
• 27. Solimene R., Urciuolo M., Cammmarota A., Chirone R., Salationo P., Damonte G., Donati C., Puglisi G.: Devolatilization and ash comminution of two different sewage sludges under fluidized bed combustion conditions. Mediterranean Combustion Symposium. Ajaccio, France 2009.
• 28. Stępień A. Badania procesu spalania osadów ściekowych po wirówce dekantacyjnej miejsko-gminnej oczyszczalni ścieków w Tychowie. Praca magisterska. Promotor prof. T. Piecuch. Politechnika Koszalińska, Koszalin 2014.
• 29. Szaflik W., Iżewska A., Dominowska M. Chemical Energy Balance of Digested Sludge in Sewage Treatment Plant Pomorzany in Szczecin. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 16. Koszalin 2014.
• 30. Szaja A. Phosphorus Recovery from Sewage Sludge via Pyrolysis. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 15, 2013, 361–370.
• 31. Vainio E. i in. The fate of chlorine, sulfur, and potassium during co-combustion of bark, sludge, and solid recovered fuel in an industrial scale BFB boiler. Fuel Processing Technology, 105, 2013, 59–68.
• 32. Werle S. Wpływ rodzaju czynnika zgazowującego na parametry gazu ze zgazowania osadów ściekowych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 16, 2014, 440–452.
• 33. Zabielska-Adamska K. Produkt spalania komunalnych osadów ściekowych jako grunt antropogeniczny. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection). Tom 17. Koszalin 2015.

Uwagi

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