Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej osadów ściekowych na przebieg procesu stabilizacji beztlenowej

• Autorzy: Bień J. B. , Szparkowska I.

Warianty tytułu

EN

The influence of the ultrasonic disnitegration of sewage sludge on the course of the anaerobic stabilization process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W układach technologicznych realizujących proces oczyszczania ścieków powstają znaczne ilości osadów nadmiernych charakteryzujących się słabą podatnością na biochemiczny rozkład w warunkach beztlenowych. Podatność substancji organicznej zawartej w osadzie na biodegradację zwiększa się ze wzrostem stopnia upłynnienia osadu oraz wzrostem rozdrobnienia cząstek fazy stałej. Kondycjonowanie osadów ściekowych polem ultradźwiękowym przed procesem stabilizacji beztlenowej może być istotnym czynnikiem dezintegrującym. Efektem skutecznej dezintegracji jest intensyfikacja procesu fazy kwaśnej fermentacji, wyrażająca się zwiększeniem stężenia i szybkości przyrostu lotnych kwasów tłuszczowych (LKT), powodując w rezultacie wzrost wydajności produkcji biogazu. Przeprowadzono proces mezofilowej fermentacji metanowej osadu nadmiernego niekondycjonowanego oraz poddanego czynnemu działaniu pola ultradźwiękowego. Jako kryterium oceny zmian wywołanych czynnym działaniem pola ultradźwiękowego przyjęto intensywność wydzielającego się biogazu. Podczas procesu wykonywano następujące oznaczenia fizyczno-chemiczne osadów: lotne kwasy tłuszczowe, sucha masa, sucha masa mineralna, sucha masa organiczna, pH oraz zasadowość.

EN

The aim of the study was the analysis of the influence of the ultrasonic disintegration on the efficiency of the anaerobic stabilization process. The process was conducted in the closed sludge digester, made in a form of glass cylinder of the active capacity of 5 dm3, equipped with the installation maintaining constant temperature of the process (35°C), the device providing appropriate rate of mixing (120 r.p.m.) and the installation serving to diminish the biogas. The process of periodical digestion lasted for 28 days. The organic matter present in the excessive sludge is difficult to biodegradation. The basic part of it are living microorganisms, which are not substrate, they can alone participate in the process of conversion of the matter but not going under the biodegradation. During the 28-days period of digestion they leave the digester in an active state. Therefore in order to intensificate the hydrolysis phase, the excessive sludge was ultrasonic pretreated before the anaerobic digestion process. The ultrasound amplitude was varied within the range from 8 to 16 µm. The impact of different amplitude and time of pretreatment on the extent of the disintegration was examined. The efficiency of the pretreatment, the direct result of which is disintegration of the sludge, was evaluated on the basis of the chemical oxygen demand (COD). The anaerobic digestion of excessive sludge following ultrasonic pretreatment was significantly intensified. Volatile fatty acids, dry mass, organic mass and mineral mass, pH, alkalinity were the main parameters studied during the anaerobic stabilization process. There was noticed the increase in the volatile solids reduction as well as the increase in the biogas production. The intensity of the biogas release plays in this connexion an important role in the control of conversion undergoing during the process.

Słowa kluczowe

PL

stabilizacja beztlenowa; hydroliza; kondycjonowanie ultradźwiękowe; biogaz; zapotrzebowanie chemiczne na tlen; ChZTCr; dezintegracja

EN

anaerobic stabilization; hydrolisis; ultrasonic pretreatment; biogas; chemical oxygen demand; codcr; disintegration

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 7, nr 3/4
• Strony: 341--352
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Bień J. B.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

autor

Szparkowska I.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Zielewicz-Madej E., Fukas-Płonka Ł. Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej osadu na efekty fermentacji metanowej, XII Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Osady ściekowe - problem aktualny, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2001, 148-154.
• [2] Kempa E.S., Bień J., Problemy przeróbki osadów ściekowych, Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Problemy gospodarki osadowej w oczyszczalniach ścieków, Wyd. Uni-service Sp. z o.o., Częstochowa 1995, 51-61.
• [3] Kempa E.S., Wykorzystanie gazu fermentacyjnego, Ekotechnika 2002, 1, 17-19.
• [4] Zakrzewski J., Żabowski J., Gospodarcze wykorzystanie ścieków miejskich, Arkady, Warszawa 1972.
• [5] Głowiak B., Kempa E., Winnicki T., Podstawy ochrony środowiska, PWN, Warszawa 1985.
• [6] Cywiński I., Gdula S., Kempa E., Kurbiel I., Płoszański H., Oczyszczanie ścieków miejskich, Arkady, Warszawa 1972.
• [7] Zielewicz-Madej E., Zastosowanie dezintegracji ultradźwiękowej do intensyfikacji produkcji lotnych kwasów tłuszczowych z osadu wtórnego, Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Osady ściekowe - problem aktualny, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2001, 154-160.