Wpływ dezintegracji osadów nadmiernych na zmiany wartości całkowitego węgla organicznego (OWO)

• Autorzy: Zawieja I.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)087

Warianty tytułu

EN

The impact of excess sludge disintegration on the changes of total organic carbon (TOC) value

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016, Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Efektywność przemiany substancji organicznych zawartych w osadach nadmiernych do formy rozpuszczonej jest traktowana jako ważny czynnik limitujący przebieg procesu stabilizacji beztlenowej. Bezpośrednim efektem, zachodzącego w dezintegrowanych osadach, procesu lizy jest wzrost wartości ogólnego węgla organicznego (OWO) oraz korelujący z nim wzrost wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Ogólny węgiel organiczny jest wskaźnikiem zawartości w cieczy nadosadowej całkowitego węgla organicznego w formie rozpuszczonej (RWO) i zawieszonej (ZWO). Wraz z zachodzącym, w wyniku procesów biochemicznych, wzrostem stopniem rozkładu substancji organicznych zawartych w osadach maleje wartość ilorazu ChZT do OWO. Celem badań było określenie wpływu procesu dezintegracji osadów nadmiernych na zmiany wartości całkowitej węgla organicznego. Proces chemicznej dezintegracji osadów nadmiernych prowadzono, stosując wybrane reagenty kwaśne (HCl), zasadowe (KOH) i utleniające (H2O2). Modyfikację przeprowadzono w temperaturze pokojowej w ciągu 6 i 24 godzin. Podczas procesu dezintegracji osadów nadmiernych odnotowano wzrost wartości ogólnego węgla organicznego, chemicznego zapotrzebowania na tlen, a także stężenia lotnych kwasów tłuszczowych, co potwierdziło podatność preparowanych osadów na biodegradację. Stwierdzono, że w przypadku uzyskanego wzrostu wartości badanych wskaźników zastosowany czas preparowania 24 h nie wpłynął znacząco na efektywność dezintegracji prowadzonej wodorotlenkiem potasu. Najwyższą wartość ChZT (8354 mg O2/dm3) uzyskano w przypadku chemicznej dezintegracji wodorotlenkiem potasu w dawce 6 g/dm3 i czasu preparowania 6 h. Dla podanych powyżej warunków preparowania uzyskano wartość ogólnego węgla organicznego 1450 mg C/dm3.

EN

The efficiency of conversion of organic substances contained in the excess sludge to the dissolved form is considered as an important factor limiting the process of anaerobic stabilization. Direct effect, occurring in the disintegrated sludge, lysis process is to increase the value of the total organic carbon (TOC), correlates with the increase of the chemical oxygen demand (COD) and the concentration of volatile fatty acids (VFAs). The total organic carbon content is indicative of the supernatant liquid of total organic carbon in dissolved form (DOC) and suspended (SOC). Together with occurring, as a result of biochemical processes, increase the degree of decomposition of organic substances contained in the sludge decreases the value of the ratio of COD to TOC. The aim of the study was to determine the impact of the process of excess sludge disintegration on the changes of the total organic carbon values. The process of chemical disintegration of excess sludge was treated using the selected acidic i.e. HC, alkaline i.e. KOH, Ca (OH)2 and oxidizing reagents i.e. H2O2. The modification was carried out at ambient temperature for 6 and 12 h. During sludge disintegration it was noticed the growth of total organic carbon values, chemical oxygen demand as well as concentration of volatile fatty acids that confirmed the susceptibility of prepared sludge to biodegradation. It has been found that in the case of the tested indicators, the time of a preparation 24 h did not affect significant the effectiveness of disintegration by KOH. The highest COD value of 8354 mg O2/dm3 obtained in case of chemical disintegration of sodium hydroxide at a dose of 6 g/dm3 and preparation time 6 h. For given conditions of preparing a value of total organic carbon was 1450 mg C/dm3.

Słowa kluczowe

PL

osady nadmierne; ogólny węgiel organiczny; OWO; zapotrzebowanie chemiczne na tlen; ChZT; lotne kwasy tłuszczowe; LKT

EN

excess sludge; chemical disintegration; total organic carbon (TOC); TOC; chemical oxygen demand; volatile; fatty acids; VFAs

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 2
• Strony: 785--790
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Zawieja I.

• Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Wonglertarak W, Wichitsathian B. Alkaline Pretreatment of waste activated sludge in anaerobic digestion. J Clean Ener Technol. 2014;2(2):118-121. DOI: 10.7763/JOCET.2014.V2.10.
• [2] Barański M, Małkowski M, Wolny L. Wpływ dezintegracji fizycznej osadów nadmiernych na przebieg procesu stabilizacji beztlenowej. Inż Ochr Środow. 2014;17(2):315-324. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-a1136ab2-2411-4dc9-b1ab-4df3fa2ebcce/c/Baranski_Malkowski_Wolny_Wplyw_2_2014.pdf.
• [3] Zawieja I, Wolski P. Effect of hybrid method of excess sludge disintegration on the increase of their biodegradalibity. Environ Protect Eng. 2013;39(2):153-165. DOI: 10.5277/EPE130215.
• [4] Myszograj S. Biodegradowalność hydrolizatów z dezintegracji termicznej odpadów komunalnych. Inż Ochr Środow. 2011;14(3):281-290. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-LOD7-0032-0031/c/Myszograj_ Biodegradowalnosc_3_2011.pdf.
• [5] Kim J, Park C, Kim TH, Lee M, Kim S, Kim SW, et al. Effects of various pretreatments for enhanced anaerobic digestion with waste activated sludge. J Biosci Bioeng. 200;95:271-275. DOI: 10.1016/S1389-1723(03)80028-2.
• [6] Vlyssides A, Karlis P. Thermal-alkaline solubilization of WAS as apretreatment for anaerobic digestion. Bioresour Technol. 2004;91:201-206. DOI: 10.1016/S0960-8524(03)00176-7.
• [7] Określanie zawartości naturalnej materii organicznej w wodach na podstawie oznaczeń ogólnego węgla organicznego i absorbancji UV. http://www.staff.amu.edu.pl/~ZTUW/ftp/D5%20Okreslenie%20NOM%20na%20podstawie%20OWO%20i%20absorbancji.pdf.
• [8] Tiehm A, Nickel K, Zellhorn M, Neis U. Ultrasonic waste activated sludge disintegration for improving anaerobic stabilization. Water Res. 2001;35(8):2003-2009. DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00468-1.