Dewaterability of Digested Sludge Conditioned with Sludge from a Water Treatment Plant

• Autorzy: Kowalczyk Mariusz , Kamizela Tomasz

Warianty tytułu

PL

Podatność na odwadnianie przefermentowanych osadów ściekowych kondycjonowanych osadami z stacji uzdatniania wody

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sewage sludge treatment, including dewatering, represents a technological challenge similar to wastewater treatment. It is necessary for the effective sludge dewatering to use conditioning agents, and currently only polyelectrolytes. However, any factor or substance, including waste, which reduces the bonds between water and solid particles can be considered a conditioning agent. The study verified the possibility of conditioning the digested sludge with sludges from the water treatment plant, mainly produced by coagulation of chlorine iron III and denitrification, was verified. The main process variable was the volumetric fraction of water processing sludges in a mixture with municipal digested sludge amounting to 1:9, 3:7, 5:5. It was found that the sludge from water treatment plants cannot be used as aconditioner of municipal sludge. Deterioration of filtration and dewatering capacity of the tested mixtures and the quality of the separated sludge liquor was observed. The study confirmed the possibility of the use of post-coagulation sludge in sorption of metals and phosphorus.

PL

Przeróbka osadów ściekowych, w tym ich odwadnianie, stanowi równorzędne wyzwanie technologiczne co oczyszczanie ścieków. Koniecznym dla efektywnego odwadniania osadów jest zastosowanie środków kondycjonujących, a obecnie wyłącznie, polielektrolitów. Niemniej jednak każdy czynnik czy substancja, w tym odpad, który umożliwi zmniejszenie powiązania między cząsteczkami wody i fazy stałej może zostać uznany za środek kondycjonujący. W przeprowadzonych badaniach zweryfikowano możliwość kondycjonowania osadów przefermentowanych osadami z stacji uzdatniania wody powstałymi głownie w procesie koagulacji zanieczyszczeń chlorkiem żelaza III oraz denitryfikacji. Główną zmienna procesową był udział objętościowy osadów z uzdatniania wody w mieszaninie z osadami przefermentowanymi wynoszący 1:9, 3:7, 5:5. Stwierdzono, że badane żelazowe osady pokoagulacyjne nie mogą być stosowane jako kondycjoner komunalnych osadów przefermentowanych. Odnotowano pogorszenie filtrowalności i odwadnialności badanych mieszanin oraz jakości oddzielonych cieczy osadowych. Badania potwierdziły możliwość zastosowania osadów pokoagulacyjnych celem sorpcji metali i fosforu.

Słowa kluczowe

EN

municipal sludge; water processing sludge; conditioning; dewatering

PL

komunalne osady ściekowe; osady pokoagulacyjne; kondycjonowanie; odwadnianie

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 1
• Strony: 217--233
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kowalczyk Mariusz

• Czestochowa University of Technology, Poland

autor

Kamizela Tomasz

• Czestochowa University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Ahmad, T., Ahmad, K., Ahad, A., Alam, M. (2016). Characterization of water treatment sludge and its reuse as coagulant. Journal of Environmental Management, 182, 606- 611.
• 2. Akgul, D., Abbott, T., Eskicioglu, C. (2017). Assessing iron and aluminum-based coagulants for odour and pathogen reductions in sludge digesters and enhanced digestate dewaterability. Science of the Total Environment, 598, 881-888.
• 3. Al-Tahmazi, T., Babatundea, A.O. (2016). Mechanistic study of P retention by dewatered waterworks sludges. Environmental Technology & Innovation, 6, 38-48.
• 4. APHA (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st ed. Washington D.C., USA: American Public Health Association/ American Water Works Association/Water Environment Federation.
• 5. Asada, L.N., Sundefeld, G.C., Alvarez, C.R., Ferreira Filho, S.S., Pivelli, R.P. (2010). Water treatment plant sludge discharge to wastewater treatment plant works: effects on the operation of up flow anareobic sludge blanket reactor and activated sludge systems. Water Environ. Res. 82(5), 392-400.
• 6. Bal, Krishna K.C., Aryal, A., Jansen, T. (2016). Comparative study of ground water treatment plants sludges to remove phosphorous from wastewater. Journal of Environmental Management, 180, 17-23.
• 7. Bień, J.B., Kacprzak, M., Kamizela, T., Kowalczyk, M., Neczaj, E., Pająk, T., Wystalska K. 92015). Komunalne osady ściekowe – zagospodarowanie energetyczne i przyrodnicze. Częstochowa: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
• 8. Bolobajev, J., Kattel, E., Viisimaa, M., Goi, A., Trapido, M., Tenno, T., Dulova, N. (2014). Reuse of ferric sludge as an iron source for the Fenton-based process in wastewater treatment. Chemical Engineering Journal, 255, 8-13.
• 9. Cimochowicz-Rybicka, M., Górka, J. (2017). Ocena możliwości wykorzystania osadu z uzdatniania wody w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych. Przemysł Chemiczny, 96(8), 1662-1665.
• 10. Ebrahimi-Nik, M., Heidari, A., Azghandi, S.R., Mohammadi, F.A., Younesi, H. (2018). Drinking water treatment sludge as an effective additive for biogas production from food waste; kinetic evaluation and biomethane potential test. Bioresource Technology, 260, 421–426.
• 11. Gibbons, M.K., Gagnon, G.A. (2011). Understanding removal of phosphate or arsenate onto water treatment residual solids. J. Hazard. Mater., 186 (2), 1916-1923.
• 12. Guan, X.-H., Chen, G.-H., Shang, C. (2005). Re-use of water treatment works sludge to enhance particulate pollutant removal from sewage. Water Research, 39, 3433-3440.
• 13. Jangkorn, S., Kuhakaew, S., Theantanoo, S., Klinla-or, H., Sriwiriyarat, T. (2011). Evaluation of reusing alum sludge for the coagulation of industrial wastewater containing mixed anionic surfactant. J. Environ. Sci. China, 23(4), 587-594.
• 14. Keeley, J., Smith, A.D., Judd, S.J., Jarvis, P. (2014). Reuse of recovered coagulants in water treatment: An investigation on the effect coagulant purity has on treatment performance. Separation and Purification Technology, 131, 69-78.
• 15. Keeley, J., Smith, A.D., Judd, S.J., Jarvis, P. (2016). Acidified and ultrafiltered recovered coagulants from water treatment works sludge for removal of phosphorus from wastewater. Water Research, 88, 380-388.
• 16. Leszczyńska, M., Sozański, M.M. (2009). Szkodliwość i toksyczność osadów i popłuczyn z procesu uzdatniania wody. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 40, 575-585.
• 17. Li, J. Liu,L., Liu, J., Ma, T., Yan, A., Ni, Y. (2016). Effect of adding alum sludge from water treatment plant on sewage sludge dewatering. Journal of Environmental Chemical Engineering, 4, 746-752.
• 18. Li, Z., Jiang, N., Wu, F., Zhou, Z. (2013). Experimental investigation of phosphorus adsorption capacity of the waterworks sludges from five cities in China. Ecol. Eng., 53, 165-172.
• 19. Luiz, M.A., Sidney, Seckler, F.F., Passos, P.R. (2018), Full-scale effects of addition of sludge from water treatment stations into processes of sewage treatment by conventional activated sludge. Journal of Environmental Management, 215, 283-293.
• 20. Mowla, D., Tran, H.N., Allen, D.G. (2013). A review of the properties of biosludge and its relevance to enhanced dewatering processes. Biomass Bioenergy, 58, 365-378.
• 21. Nair, A.T., Ahammed, M.M. (2015). The reuse of water treatment sludge as a coagulant for post-treatment of UASB reactor treating urban wastewater. Journal of Cleaner Production, 96, 272-281.
• 22. Piaskowski, K. (2005). Wykorzystanie osadów z uzdatniania wody podziemnej do zmniejszania uwalniania fosforu podczas przeróbki osadów ściekowych. Gaz, woda i technika sanitarna, 12, 19-24.
• 23. PN-EN 12880:2004 (2004). Characterization of Sludges – Determination of dry residue and water content. Warsaw: Polish Committee for Standardization.
• 24. PN-EN 14671:2007 (2007). Charakterystyka osadów ściekowych – Wstępne przygotowanie próbki do oznaczania amoniaku ekstrahowalnego roztworem chlorku potasu 2 mol/l. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny.
• 25. PN-EN 14701-2:2013-07 (2013). Characterization of Sludges – Filtration Properties – Part 2: Determination of Specific Resistance to Filtration. Warsaw: Polish Committee for Standardization.
• 26. PN-EN 14701-1:2007 (2007). Charakterystyka osadów ściekowych – Właściwości filtracyjne– Część 1: Czas ssania kapilarnego (CST). Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny.
• 27. PN-EN 16169:2012 (2012). Osady ściekowe, uzdatnione bioodpady oraz gleba – Oznaczanie azotu metodą Kjeldahla. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny.
• 28. PN-EN ISO 11885:2009 (2009). Jakość wody – Oznaczanie wybranych pierwiastków metodą optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-OES). Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny.
• 29. Skinner, S.J., Studer, L.J., Dixon, D.R., Hillis, P., Rees, C.A., Wall, R.C., Cavalida, R.G., Usher, S.P., Stickland, A.D., Scales, P.J. (2015). Quantification of wastewater sludge dewatering. Water Res., 82, 2-13.
• 30. Szerzyna, S. (2013). Możliwości wykorzystania osadów powstających podczas oczyszczania wody. Mat. konf. „Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska”.Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 3, 609-617.
• 31. Totczyk, G., Klugiewicz, I., Pasela, R., Górski, Ł. (2015). Usuwanie fosforanów z wykorzystaniem osadów potechnologicznych pochodzących ze stacji uzdatniania wody. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 1660-1673.
• 32. Yoo, H.-C., Cho, S.-H., Ko, S.-O. (2001). Modification of coagulation and Fenton oxidation processes for cost-effective leachate treatment. J. Environ. Sci. Health A Tox. Hazard. Subst. Environ. Eng., 36, 39-48.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).