Możliwości wytwarzania lotnych kwasów tłuszczowych w procesie kofermentacji

• Autorzy: Wiśniowska E. , Janosz-Rajczyk M. , Zalewska A.

Warianty tytułu

EN

The possibilities of volatile fatty acids generation during co-fermentation process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad możliwością generowania lotnych kwasów tłuszczowych w procesie mezofilowej kofermentacji osadów ściekowych i organicznej frakcji stałych odpadów komunalnych. W badaniach wykorzystano spreparowane w sposób sztuczny odpady organiczne o składzie typowym dla warunków polskich. Specyficzną cechą polskich odpadów jest wysoka zawartość w nich skrobi ziemniaczanej. Stosunki wymieszania odpadów organicznych i osadów ściekowych w substratach poddawanych kofermentacji wynosiły od 0,06:1 do 23:1 w przeliczeniu na zawartość suchej masy. Za optymalny należy uznać udział odpadów organicznych w mieszaninie nie przekraczający 65% w odniesieniu do suchej masy. Produkcja lotnych kwasów tłuszczowych w procesie kofermentacji była bardzo wysoka i wynosiła od 5,65 do 24,3 g CH3COOH /dm3, przy 3,8 g CH3COOH/dm3 w reaktorze kontrolnym.

EN

The study evaluates the feasibility of the volatile fatty acids production during co-digestion of typical organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and sewage sludge. The OFMSW was simulated based on the waste audit done for Łódź City; it consisted of 50% starch, 40% of food waste (vegetables and fruit refuse), 5% bread and 5% various (pasta, rice, coffee, tea and eggshells) by weight. Ready-made products like flour were used if possible. The remaining products were dried at 105°C and then grinded with a disk mill. The prepared mixture of OFMSW was blended with distilled water to obtain the mixture with 60% total solids (TS). Anaerobic digestion of organic wastes and sewage sludge was carried out in the laboratory scale under the following conditions: reactor temperature 37š1°C; suspended solids (SS) in the feed between 34.7 and 325.3 kg/m3; volatile solids (VS) content in the feed between 71 and 94% SS; hydraulic retention time (HRT) = solids retention time (SRT) 20 days (1-st series) and 5 days (2-nd series). To identify an optimal ratio of OFMSW to sludge the output of volatile fatty acids (VFA) was evaluated. An optimal mixture was identified with no more than 65% of OFMSW and 35% sewage sludge by suspended solids weight because the higher OFMSW content didn't cause the higher volatile fatty acids production. The effluents from the anaerobic co-fermentation process had the average content of more than 5 g *L-1 CH3COOH. VFA concentration in the supernatants increased for first 2 days and than stabilized. The by-products of acidogenic step of the co-fermentation - volatile fatty acids - could be a cheap and easy to get biodegradable carbon source to enhance denitrification and phosphorus removal. The daily biogas production profile shown that there was one distinct rise in biogas production (for first 3 days) in reactors containing OFMSW and sewage sludge mixtures. The distinct rise in biogas production in control reactors was on about the 9-th or 10-th day. The co-fermentation of OFMSW and sewage sludge is an approach to the answer to the problem of the organic waste utilization because within the European Union dumping this refuses in landfills without any treatment will be prohibited after 2005.

Słowa kluczowe

PL

kofermentacja; lotne kwasy tłuszczowe; osad ściekowy; frakcja organiczna; stałe odpady komunalne

EN

co-fermentation; volatile fatty acids; sewage sludge; organic fraction; municipal solid wastes

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 4, nr 2
• Strony: 221--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wiśniowska E.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, 42-200 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 69

autor

Janosz-Rajczyk M.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, 42-200 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 69

autor

Zalewska A.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, 42-200 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 69

Bibliografia

• [1] Barnard J.L., Projektowanie procesów fermentacji wstępnej, Materiały seminarium szkoleniowego nt. Filozofia projektowania a eksploatacja oczyszczalni ścieków, Kraków 28-29. 06. 2000, 61-76.
• [2] Czreska B., Surmacz-Górska J., Miksch K., Usuwanie związków fosforu w procesie biologicznego oczyszczania ścieków, Biotechnologia 1994, 2(25) 32-39.
• [3] Bień J., Matysiak B., Wystalska K., Stabilizacja i odwadnianie osadów ściekowych, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
• [4] Oleszkiewicz J.A., Bujoczek G., Barnard J.L., Przeróbka osadu z oczyszczalni z biologicznym usuwaniem azotu i fosforu, Materiały seminarium szkoleniowego nt. Filozofia projektowania a eksploatacja oczyszczalni ścieków, Kraków 28-29. 06. 2000,191-223.
• [5] Hamzawi N., Kennedy K.J., McLean D.D., Anaerobic digestion of со-mingled municipal solid waste and sewage sludge, Water Science and Technology 1998, 38(2), 127-132.
• [6] Krzystek L., Ledakowicz S., Kahle H.J., Biodegradacja frakcji organicznej odpadów komunalnych i osadów ściekowych, Materiały V Ogólnopolskiego Sympozjum Naukowo-Technicznego Biotechnologia Środowiskowa, Ustroń-Jaszowiec 10-12 grudnia 1997, 115-125.
• [7] Żygadło M., Metody gospodarowania odpadami komunalnymi, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 1999.
• [8] Chmielowski J., Kinetyka i mechanizm fermentacji metanowej, ZN Politechniki Śląskiej 1963, 96, Chemia 17.
• [9] Hermanowicz W. i in., Fizyczno-chemiczne metody oznaczania wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.
• [10] Miksch K., Auswahl einer optimalen Methodik für die Aktivitätsbestimung des Belebtschlammes, Vom Wasser 1985, 64, 187-198.
• [11] Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków, PZiTS, Poznań 1997.
• [12] Pavan P., Battistoni P., Traverso P., Musacco A., Cecchi F., Effect of addition of anaerobic fermented OFMSW (organic fraction of municipal solid waste) on biological nutrient removal (BNR) process: preliminary results, Water Science and Technology 1998, 38(1), 327-334.