Sewage sludge rheological properties variability in dependence of drawing sludge samples at different times [commun.]

• Autorzy: Malczewska B.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sewage sludge is a two-phase mixture, generated during the treatment of domestic sewage in waste water treatment plants. It consists of 90-99% water and an accumulation of settleable solids, mainly organic that are removed during primary, secondary or advanced wastewater treatment processes. The hydration of the sludge is one of its main properties which determines sludge management and waste disposal cost. The flow properties of the sewage sludge, such as settling properties and concentration of solids, may affect its hydraulics. Application of rheology in wastewater treatment is determined by the flow character of the sludge. The basic purpose of the investigation was to define the rheological properties of sludge taken from secondary settling tanks in a typical municipal wastewater treatment plant. A laboratory investigation was conducted using a coaxial cylinder with a rotating torque and gravimetric concentration of the investigated sludge ranged from 2.21 to 6.56%. Approximation was made after transforming the pseudo-curve obtained from the measurements into the true flow curve, which was made according to the equation provided by Krieger, Elrod, Maron and Svec. In order to describe rheological characteristics the 3-parameter Herschel-Bulkley model was applied. The correlation between rheological parameters xo, k, n and concentration Cs was calculated as well as between periods of time when the samples of sludge were taken. The research has allowed calculating the dimension of the main transport installation pumping sludge and optimizing the pump discharge pressure, when transporting viscous sludge in pipelines. Determination of rheological parameters, especially yield stress (T), is important in sludge management, for instance in designing parameters transporting, storing, spreading.

PL

Osady ściekowe są dwufazową mieszaniną powstającą w procesie oczyszczania ścieków. Składają się one z około 90-99% wody i cząstek opadających, głównie organicznych, usuwanych w dalszym procesie oczyszczania. Uwodnienie osadów jest jedną z najważniejszych własności osadów ściekowych decydujących o gospodarowaniu osadami i kosztach ich utylizacji. Podstawowym celem przeprowadzonych badań było określenie cech Teologicznych osadów ściekowych pochodzących z osadników wtórnych typowych oczyszczalni mechaniczno-biologicznych ścieków komunalnych. Badania reologiczne przeprowadzono przy pomocy wiskozymetru rotacyjnego z obrotowym cylindrem wewnętrznym. Koncentracja badanych osadów wynosiła od 2.21 do 6.56%. Do aproksymacji rzeczywistych krzywych płynięcia, określonych na podstawie eksperymentalnie otrzymanych pseudokrzywyeh płynięcia zgodnie z metodyką Krigera-Marona, wykorzystano trój parametrowy uogólniony model reologiczny Herschela-Bulkley'a. Określono zmienność parametrów modelu reologicznego τ, k, n z koncentracją wagową Cs, jak również określono zmienność parametrów Teologicznych w funkcji czasu pobierania prób do analiz. Przeprowadzone badania pozwalają na wymiarowanie instalacji pompowo-rurowych ciągu technologicznego oczyszczalni ścieków przepompowujących osad czynny. Określenie parametrów Teologicznych ma istotne znaczenie w gospodarowaniu odpadami np. projektowaniu parametrów ciągu technologicznego oczyszczania, składowania, rozsiewania.

Słowa kluczowe

EN

sludges; rheology; flow curve; rheological model; rheological parameters; non-Newtonian fluid

PL

osad ściekowy; reologia; krzywa przepływu; badania reologiczne; model reologiczny

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, no. 4
• Strony: 109--116
• Opis fizyczny: bibliogr. 14 poz., wykr.

Twórcy

autor

Malczewska B.

• Wroclaw University of Environmental and Life Science, Institute of Environmental Engineering pi. Grunwaldzki 24, 50-365 Wroclaw, Poland

Bibliografia

• [1] Bandrowski .J., H. Merta, J. Zioło: Sedymentacja zawiesin. Zasady i projektowanie, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
• [2] Czaban S.: Wyznaczanie parametrów hydrotransportu rurowego reostabilnych mieszanin dwufazowych, Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu, 60, Rozprawy, Wrocław 1987.
• [3] Forster C.F.: The rheological and physico-chemical characteristics of sewage sludges, Enzyme and Mi-crobial Technology, 30, 340-345 (2002).
• [4] Heywood N.: How to Reduce Pipe Friction in Slurry Flows, [in:] Hydraulic Conveying Association of South Africa, 4th One day seminar on hydraulic transport in the mining industry 7, Indaba Conference Center, April 2003.
• [5] Honey H.C., W.A. Pretorius: Laminar flow pipe hydraulics of pseudoplastic thixolropic sewage sludge, Water SA, 26, 1, 19-26 (2000).
• [6] Kemblowski Z.: Reometriapłynów nienwelonowskich, WNT, Warszawa 1973.
• [7] Kempiński J.: Hydrauliczna i reologiczna charakterystyka gnojownicy utylizowanej w rolnictwie. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu, 378, 169-97, Wrocław 2000
• [8] Kempiński J.: Flow characteristics of homogeneous mixture in laminar flow zone. Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, 48, 4. 57-68 (2001).
• [9] Kempiński J., B. Malczewska: Określenie modelu reologicznego osadów ściekowych, Acta Scicntiarum Polonomm, Formatio Circumiectus, 4(1), 99-107 (2005).
• [!0] Parzonka W.: Hydrauliczne podstawy transportu rurowego mieszanin dwufazowych. Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Wrocław 1977.
• [11] Rosik-Dulewska Cz.: Podstawy gospodarki odpadami, PWN, Warszawa 2005.
• [12] Slatter P.T.: The hydraulic transportation of thickened sludges, Water SA, 30, 5, 66-68 (1999).
• [13] Sozański MM.: Właściwości reologiczne uwodnionych osadów pokoagulacyjnych. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1976.
• [14] Wilkinson W.: Ciecze nienewtonowskie, WNT, Warszawa 1963