Perspektywy wykorzystania produktów hydrolizy osadów ściekowych

• Autorzy: Wołczyński M. , Wiśniowska E. , Janosz-Rajczyk M.

Warianty tytułu

EN

Alternatives for utilizing the products of sewage sludge hydrolysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce, na dzień dzisiejszy, 40% ustabilizowanych i odwodnionych osadów ściekowych składowanych jest na składowiskach odpadów komunalnych. Z kolei 10% tychże osadów umieszczana jest na terenach oczyszczalni ścieków specjalnie do tego celu wyznaczonych. Biorąc pod uwagę tendencje dostosowywania polskich przepisów do zaleceń i wymagań Unii Europejskiej, które zakładają obniżenie ilości odpadów kierowanych na składowiska do 35% aktualnej depozycji oraz zakaz składowania odpadów o zawartości powyżej 5% substancji organicznych, należy wnioskować, iż składowanie osadów ściekowych zostanie w najbliższej przyszłości praktycznie wyeliminowane jako metoda zagospodarowania. Proponuje się projekt dotyczący badań nad pozyskaniem w procesie hydrolizy podłoża organicznego z ustabilizowanych osadów ściekowych komunalnych lub/i nieustabilizowanych osadów organicznych pochodzących przykładowo z przemysłu celulozowo-papierniczego. Zakłada się, że tak pozyskane podłoże będzie stanowiło dogodny substrat dla rozwoju bakterii produkujących wodór. Uważa się za możliwy do przeprowadzenia rozkład polimerów organicznych, które nie uległy biodegradacji podczas procesu stabilizacji osadów, pod wpływem silnych utleniaczy chemicznych. Taka perspektywa wykorzystania produktów hydrolizy osadów ściekowych jest atrakcyjna z punktu widzenia gospodarki odpadami oraz gospodarki energetycznej. Badania nad pozyskaniem wodoru z niekonwencjonalnych źródeł energii, jak odpady organiczne, są prowadzone na całym świecie na skalę laboratoryjną. Jednak jak dotąd nie ma informacji, że proces opanowano w takim stopniu, iż można go stosować w skali technicznej. Brak jest również jednoznacznych wskazówek sposobu pozyskiwania podłoża organicznego dla bakterii produkujących wodór jako produktu hydrolizy z osadów ściekowych. Praca zawiera przegląd literaturowy oraz wyniki badań własnych dotyczące możliwości pozyskania podłoża organicznego z odpadów organicznych.

EN

Presently, about 40% of stabilized and dewatered sewage sludge is dumped at municipal landfill sites in Poland, while other 10% is disposed at special sites within the wastewater treatment plants. Taking into account the adoption of Polish regulations to the recommendations and requirements of the EU Directives which indicate reduction of waste disposed at landfills by 35% of the present volume alongside with a ban of waste disposal with organic content above 5%, it should be concluded that sewage sludge dumping at landfills will be soon practically eliminated as a disposal alternative. The aim of the presented study was to evaluate the potential of acquiring an organic substratum from stabilized municipal sewage sludge or/and from other not stabilized sediments (e.g. from pulp and paper industry). Strong chemical oxidants could be used for this purpose to avoid biodegradation processes. The organic substratum could be utilized for growing hydrogen producing bacteria. The method described seems a promising alternative to the conventional methods of wastes utilization. The experiments on hydrogen production from unconventional energy sources e.g. organic waste have been performed worldwide on laboratory scale. However, there was no communication that the process had been elaborated in a way enabling its full scale application. There was also no clear evidence on the method of obtaining an organic substratum for bacteria producing hydrogen as an outcome of sewage sludge hydrolysis. The paper presents literature data and the results of own investigations of organic substratum acquisition from organic wastes.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; odpady komunalne

EN

sewage sludge; communal waste

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce, Zarząd Główny
• Czasopismo: Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 41 nr 1
• Strony: 29--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wołczyński M.

autor

Wiśniowska E.

autor

Janosz-Rajczyk M.

• Katedra Chemii, Technologii Wody i Ścieków Wydziału Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechniki Częstochowskiej 42-200 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 69

Bibliografia

• [1] Bień J.B.: Osady ściekowe. Teoria i praktyka, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002
• [2] Ustawa o odpadach z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz. U. Nr 62, poz. 628, z późn. zm.)
• [3] Dyrektywa Rady 1999/31/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. w sprawie składowania odpadów (Dz. Urz. WE L 182 z 16.07.1999)
• [4] Lebner T. et al.: Bio-hydrogen production by anaerobic fermentation of waste, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada, 2004, Vol. 1-4
• [5] Han S.K., Shin H.S.: Development of an innovative two-stage process, a combination of acidogenic hydrogenesis and methanogenesis, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada, 2004, Vol. 1-4
• [6] Gavala H.N., Skiadas V., Ahring B.K: Mesophilic and thermophilic biological hydrogen production in conventional and high-rate anaerobic reactor systems, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada, 2004, Vol. 1-4
• [7] Logan B.E., Van Ginkel S., Oh S., Liu H., Min B.: Bioenergy recovery trough biological hydrogen production and electricity generation in microbial fuel cells, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada, 2004, Vol. 1-4
• [8] Chang J. S. et al.: Biohydrogen production with fixed-bed bioreactors, International Journal of Hydrogen Energy, 27, 1167-1174,2002
• [9] Ni M. et al.: An overview of hydrogen production from biomass, Fuel Processing Technology, 87,461-472,2006
• [10] Hoigne J.: Intercalibration of OH radical sources and water quality parameters, Imitational Conference "Oxidation Technologies for Water and Wastewater Treatment", Goslar, Germany, May 12-15, J996
• [11] Prousek J.: Advanced oxidation process for water treatment, Photochemical process, Chem. Listy, 90, 307-315,1996
• [12] Luck F.: A review of industrial catalytic wet air oxidation processes, Catalysis Today, 27,195-202,1996
• [13] Zarzycki R., Imbierowicz M., Rogacki G., Filipiak T.: Nowoczesne metody unieszkodliwiania odpadów, Materiały seminarium naukowego "Ochrona środowiska w przemyśle techniki i technologie", Łódź 1996
• [14] Internet: www.veoliawatersystems.pl/index1211.htm (14.12.2006)
• [15] Łomotowski J., Szpindor A.: Nowoczesne systemy oczyszczania ścieków, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2002
• [16] Plant L., Jeff M.: Hydrogen Peroxide: a potent force to destroy organics in wastewater, Chemical Engineering, EEI6-EE20, 1994
• [17] Barbusiński K: Intensyfikacja procesów oczyszczania ścieków i stabilizacji osadów nadmiernych z wykorzystaniem odczynnika Fentona, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004
• [18] Buyukkamaci N.: Biological sludge conditioning by Fenton's Reagent, Process Biochemistry, 39,1503-1506,2004
• [19] Neyens E., Baeyensj J., Weemaes M., De Heyder B.: Pilot scale peroxidation (H2O2) of sewage sludge, Journal of Hazardous Materials, B98, 91-106, 2003
• [20] Lu M.C., Lin C. J., Liao C. H., Ting W. P., Huang R.Y.: Dewatering of Activated Sludge by Fenton's Reagent, Advances in Environmental Research, 7, 667-670, 2003
• [21] Krzemieniewski M., Janczukowicz W., Pesta J., Dębowski M.: Wpływ reakcji Fentona oraz zjawisk zachodzących podczas przepływu prądu elektrycznego na kondycjonowanie osadów ściekowych, Materiały konferencyjne na temat "Kompleksowe i szczegółowe problemy inżynierii środowiska", Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2003
• [22] Barbusiński K, Filipek K: Aerobic Sludge Digestion in the Presence of the Chemical Oxidizing Agents, Part II. Fenton's Reagent, Polish Journal of Environmental Studies, 9, 3, 145-149,2000
• [23] Fraser J.A.L., Godfree A.F., Jones F.: Use of Peracetic Acid in Operational Sewage Sludge Disposal to Pasture, Wat. Sci. Tech., 17,451-456, 1984
• [24] Janosz-Rajczyk M. (red.): Ćwiczenia laboratoryjne z technologii wody, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2003
• [25] Wołczyński M.: Wykorzystanie wstępnej stabilizacji osadów ściekowych do wspomagania hydrolizy polimerów organicznych w osadach ściekowych, Praca dyplomowa magisterska, Politechnika Częstochowska 2006
• [26] Sadecka Z.: Toksyczność i biodegradacja insektycydów w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych, Redakcja Wydawnictw Naukowo-Technicznych, Zielona Góra 2002