Seeding methods for landfills and semi-dry digesters

• Autorzy: Martin D. J.

Warianty tytułu

PL

Metody posiewowe na składowiskach odpadów i w półsuchych komorach fermentacyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Digested sewage sludge (DSS) is a good seed material for conventional stirred-tank digesters. However, seeding a bed of solid wastes presents greater difficulties, partly because the bulk substrate concentration is inevitably high. Recent research has suggested that in a bed of solids the inoculum should be concentrated in seed bodies or in small zones of the waste, not dispersed throughout the bed. Such seeding might initiate a fast solid-phase digestion process, in which the main reactions occur within the solids, at an advancing reaction front. Thus, correct seeding might greatly accelerate biodegradation. This might explain why previously digested waste (PDW) is a good seed material for full-scale, semi-dry waste digesters, while DSS is an effective seed for landfills. The reason might be that DSS disperses through the waste, while PDW retains its structural integrity, so acts as a mass of seed bodies. Although the disposal of DSS to landfill is discouraged in some countries, mainly to reduce leachate production, it could probably be formulated into a good seed material for either landfills or digesters. A beneficial outlet for DSS could result, alongside low-cost improvements in the performance of landfills and waste digesters.

PL

Przefermentowane osady ściekowe są dobrym materiałem posiewowym dla tradycyjnych komór fermentacyjnych z mieszadłami. Jednakże, zaszczepianie warstwy odpadów stałych stwarza większe trudności, po części z powodu wysokiego stężenia substratu. Ostatnie badania wskazują, że w warstwie odpadów stałych szczepionka powinna być skoncentrowana w materiale posiewowym lub odpadach, nie zaś rozproszona w całej warstwie. Takie zaszczepianie może zapoczątkować proces szybkiej fermentacji w fazie stałej, w której główne reakcje zachodzą w obrębie cząstek stałych. Dlatego też odpowiednie zaszczepianie może znacznie przyspieszyć biodegradację. Może to także stanowić wyjaśnienie, dlaczego wstępnie przefermentowane odpady są dobrym materiałem posiewowym dla półsuchych komór fermentacyjnych, podczas gdy przefermentowane osady ściekowe są skuteczne w przypadku składowisk odpadów. Może to być spowodowane tym, że przefermentowane osady ściekowe rozprzestrzeniają się w masie odpadowej, natomiast przefermentowane odpady zachowują swoją strukturę jako masa posiewowa. Składowanie przefermentowanych osadów ściekowych na składowiskach odpadów nie jest zalecane w niektórych krajach głównie ze względu na powstające odcieki. Jednakże po odpowiedniej obróbce osady te mogłyby stanowić dobry materiał posiewowy, zarówno dla składowisk, jak i komór fermentacyjnych. Takie zagospodarowanie przefermentowanych osadów ściekowych może stanowić niskonakładowy sposób udoskonalenia eksploatacji składowisk odpadów i komór fermentacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

seeding; previously digested waste; semi-dry digesters; digested sewage sludge; landfills

PL

zaszczepianie; przefermentowane osady ściekowe; wstępnie przefermentowane odpady; półsuche zbiorniki fermentacyjne; składowiska odpadów

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 6, nr 2
• Strony: 141--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Martin D. J.

• Chemical Engineering, University of Limerick, Limerick, Ireland

Bibliografia

• [1] Martin D.J., The site of reaction in solid-state digestion: a new hypothesis, Trans. IchemE 2001, 79, B, 29-37.
• [2] Kalyuzhnyi S., Veeken A., Hamelers B., Two-particle model of anaerobic solid state fermentation, Wat. Sei. Technol. 2000, 41, 43-50.
• [3] Martin D.J., A novel mathematical model of solid-state digestion, Biotechnology Letters 2000, 22, 1,91-94.
• [4] Martin D.J., Mass-transfer limitations in solid-state digestion, Biotechnology Letters 1999, 21,9, 809-814.
• [5] Martin D.J., Xue E., The reaction front hypothesis in solid-state digestion: estimation of the minimum size of a viable seed body, J. Applied Biochemistry and Biotechnology 2002 (in press).
• [6] Martin D.J., Potts L.G.A., Heslop V.A., Reaction mechanisms in solid-state anaerobic digestion: (i) the reaction front hypothesis, Trans. IchemE 2003, Pt В (submitted for publication Nov. 2002).
• [7] Veeken A.H.M., Hamelers B.V.M., Effect of substrate-seed mixing and leachate recirculation on solid state digestion of biowaste, Second International Symposium on Anaerobic Digestion of Solid Waste, Barcelona 1999, 1, 250-257.
• [8] Vavilin V.A., Schelkanov M.Yu., Rytov S.V., Effect of mass transfer on concentration wave propagation during anaerobic digestion of solid waste, Water Research 2002, 36, 9, 2705-2709.
• [9] Köttner M., Biogas and fertilizer production from solid waste and biomass through dry fermentation method, Third International Symposium on Anaerobic Digestion of Solid Wastes, Munich, 18-20th September 2002.
• [10] Knox K., de Rome L., Practical benefits for the waste industry from the UK's landfill test cell programme, Wastes Management 1998, November, 18-19. [11] Barlaz M.A., Ham R.K., Schaefer D.M., Microbial, chemical and methane production characteristics of anaerobically decomposed refuse with and without leachate recycle, Waste Management and Research 1998, 10, 257-267.
• [12] Barlaz M.A., Schaefer D.M., Ham R.K., Bacterial population development and chemical characteristics of refuse decomposition in a simulated sanitary landfill, Applied and Environmental Microbiology 1989, 55, 1, 55-65.
• [13] Barlaz M.A., Schaefer D.M., Ham R.K., Methane production from municipal refuse: a review of enhancement techniques and microbial dynamics, Critical Reviews in Environmental Control 1990, 19, 557-584.
• [14] Wang Y.S., Odle W.S., Eleazer W.E., Barlaz M.A., Methane potential of food waste and anaerobic toxicity of leachate produced during food waste decomposition, Waste Management and Research 1997, 15, 149-167.
• [15] Brune A., Termite guts: the world’s smallest bioreactors, Trends in Biotechnology 1998, 16, 16-21.
• [16] McDonald P., Henderson A.R., Heron S.J.E., The Biochemistry of Silage, Chalcombe 1991, 97-99.
• [17] Scherer P.A., Dobler S., Rohardt S., Continuous biogas production from fodder beet silage as sole substrate, Third International Symposium on Anaerobic Digestion of Solid Wastes, Munich, 18-20th September 2002.