Ocena możliwości unieszkodliwiania osadów koksowniczych w procesie kofermentacji

• Autorzy: Macherzyński B. , Włodarczyk-Makuła M.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the Possibility of Disposal of Coke Sludge in the Co-Fermentation Process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The paper presents results of research on changes in physical-chemical properties during the process of co-fermentation of coke sludge and municipal sludge. The process was carried out at 37°C for 16 days. For testing of fermentation, the mixture of raw sludge and excessive sludge was prepared with the addition of fermented sludge (control) and four mixtures of sludge coke and municipal sewage sludge in the proportions: I, II, III, IV – 1:20, 1:10, 1:6, 1:4, respectively. The content of dry matter in the control sludge during fermentation decreased by 15% and the degree of decomposition of the organic substances was 24.7%. The share of organic matter in the fermented sludge was 60%. The total biogas production in the control sludge was 4557 mL. The analysed sludge I (ratio 1: 20) showed a loss of organic dry matter by 14%, and the degree of decomposition of organic matter reached 22.5%. The share of organic matter in fermented sludge alike for the control sludge accounted for 60%. During the co-fermentation of the analysed sludge (I) the total biogas production was 4508 mL. After the co-fermentation of sludge II (1:10) the degree of decomposition of organic substances was the same as during the co-fermentation sludge I and accounted for 22.4%. The dry matter content in the sludge decreased by 16%. Also, the content of organic matter in the fermented sludge was similar as after the fermentation of mixture I and accounted for 59%. The total biogas production was 3990 mL. The reduction of organic compound in sludge III (1:6) and IV was 22.3% and 20.6%. The dry matter of sludge after the 16-day incubation decreased by 16% in the case of a mixture III and by 15% – mixture IV. The share of organic matter in the fermented sludge was 64%. The results show that it is possible to dispose the coke sludge and the municipal sludge in the co-fermentation process. In the adopted experimental conditions, the introduction of coke sludge to the municipal sludge with the ratio of 1:20, 1:10 and 1: 6 (mixture I, II and III, respectively) had no statistically significant effect on the degree of decomposition of organic compounds, the loss of dry matter, the total biogas production, the reduction of organic substances expressed by COD index, the amount of biogas per unit of dry organic matter and the methane content in biogas. The coke sludge content for co-fermentation should not cause significant changes in technical parameters of the process, so in order to maintain the correct operation of the fermentation chambers it is necessary to determine the appropriate mixing ratio of sludge.

Słowa kluczowe

PL

kofermentacja; komunalne osady ściekowe; osady ściekowe koksownicze; ciecze nadosadowe

EN

co-fermentation; municipal sewage sludge; coke sewage sludge; supernatants

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Tom 17, cz. 2
• Strony: 1142--1161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Macherzyński B.

• Politechnika Częstochowska

autor

Włodarczyk-Makuła M.

• Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• 1. Agdag O.N., Sponza D.T.: Co-digestion of mixed industrial sludge with municipal solid wastes in anaerobic simulated landfilling bioreactors. Journal of Hazardous Materials, 140, 1, 75–85 (2007).
• 2. Bartkiewicz B.: Oczyszczanie ścieków przemysłowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.
• 3. Bartkowska I., Dzienis L.: Koncepcja modernizacji gospodarki osadowej z wykorzystaniem procesu stabilizacji tlenowo-beztlenowej w oczyszczalni ścieków w SM MLEKOVITA w Wysokiem Mazowieckim. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection), 13, 989–1006 (2011).
• 4. Bień J., Grosser A., Neczaj E., Worwąg M., Celary P.: Co-digestion of sewage sludge with different organic wastes: a review. Polish Journal of Environmental Studies, Series of Monographs 2, 24–30 (2010).
• 5. Bień J., Worwąg M., Neczaj E., Kacprzak M., Milczarek M., Gałwa- Widera M.: Kofermentacja odpadów tłuszczowych i osadów ściekowych. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 1, 11, 73–82 (2008).
• 6. Bień J., Wystalska K.: Osady Ściekowe. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa (2011).
• 7. Bohdziewicz J., Kuglarz M.: Kofermentacja bioodpadów komunalnychi osadów ściekowych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 38,36–43 (2009).
• 8. Borowski S., Domański J.: Kofermentacja pomiotu kurzego z osadami ściekowymi. Ekologia i Technika, 3, 20, 192–196 (2012).
• 9. Chen Y., Cheng J.J., Creamer K.S.: Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology, 99, 10, 4044–4064 (2008).
• 10. Esposito G., Frunzo L., Gioordano.: Anaerobic co-digestion of organic wastes. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 11, 4, 325–341 (2012).
• 11. Dąbrowska L.: Wpływ termofilowej i mezofilowej fermentacji metanowej na skład frakcyjny metali ciężkich w osadach ściekowych. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2012.
• 12. Fukas-Płonka Ł., Janik M.: Fermentacja osadów nadmiernych. Eko-Technika, 1, 52–56 (2006).
• 13. Gawdzik J., Latosińska J.: Ocena mobilności metali ciężkich z osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków w Jędrzejowie. Ekologia i Technika, 1, 48–53 (2010).
• 14. Grosser A., Worwąg M., Neczaj E., Grobelak A.: Półciągła kofermentacja osadów ściekowych i odpadów tłuszczowych pochodzenia roślinnego. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection), 3, 15, 2108–2125 (2013).
• 15. Gomez X., Cuetos M.J., Cara J., Moran A., Garcıa A.I.: Anaerobic codigestion of primary sludge and the fruit and vegetable fraction of the municipal solid wastes Conditions for mixing and evaluation of the organic loading rate. Renewable Energy, 31, 12, 2017–2024 (2006).
• 16. Hermanowicz W., Dojlido J., Dożańska W., Koziorowski B., Zerbe J.: Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków. Arkady, Warszawa 1999.
• 17. Imhoff K., Imhoff K.R.: Kanalizacja miast i oczyszczanie ścieków. Poradnik. Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO, Bydgoszcz 1996.
• 18. Janosz-Rajczyk M.: Biologiczne metody usuwania azotu z wybranych wód odpadowych. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2004.
• 19. Janosz-Rajczyk M. Jasiński R., Kipigroch K., Nowak R., Popenda A., Sperczyńska E., Wiśniowska E. Włodarczyk-Makuła M.: Badania wybranych procesów oczyszczania ścieków. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2008.
• 20. Janosz-Rajczyk M. , Wiśniowska E., Płoszaj J., Wróż S.: Simultaneous removal of PAHs and phenols from coking wastewater under anaerobic conditions. Desalination and Water Treatment, 52, 4006–4013 (2014).
• 21. Jędrczak A.: Biologiczne przetwarzanie odpadów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.
• 22. Kalderis D., Aivalioti M., Gidarakos E.: Options for sustainable sewage sludge management in small wastewater treatment plants on islands: The case of Crete. Desalination, 260, 1, 211–217 (2010).
• 23. Kardos L., Juhasz A., Palko GY., Olah J., Barkacs K., Zaray GY.: Comparing of mesophilic and thermophilic anaerobic fermented sewage sludge based on chemical and biochemical tests. Applied Ecology and Environmental Research, 9, 3, 293–302 (2011).
• 24. Khalid A., Arshad M, Anjum M., Mahmood T., Dawson L.: The anaerobic digestion of solid organic waste. Waste Management, 31, 8, 1737–1744 (2011).
• 25. Macherzyński B., Włodarczyk-Makuła M.: Ekstrakcja WWA z osadów wydzielonych ze ścieków koksowniczych. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 4, 14, 333–343 (2011).
• 26. Macherzyński B., Włodarczyk-Makuła M., Turek A., Nowacka A.:Ocena możliwości ko-fermentacji osadów koksowniczych i komunalnych. Zeszyty Naukowe. Inżynierii Środowiska, Uniwersytet Zielonogórski, 150, 30, 79–91 (2013).
• 27. Machowska H.: Przemysł koksowniczy w aspekcie ochrony środowiska. Proceedings of ECOpole, 1, 5, 269–274 (2011).
• 28. Nges I, Liu J.: Effects of solid retention time on anaerobic digestion of dewatered-sewage sludge in mesophilic and thermophilic conditions. Renewable Energy, 35, 10, 2200–2206 (2010).
• 29. Pawłowska M., Jerzy Siepak J.: Współfermentacja odpadów komunalnych i osadów ściekowych na składowisku odpadów. Polska Inżynieria Środowiska pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej, Monografie KomitetuInżynierii Środowiska 60 ,3, 191–198 (2009).
• 30. Podedworna J., Umiejewska K.: Technologia osadów ściekowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008. 31. Sadecka Z., Myszograj S., Suchowska-Kisielewicz M.: Aspekty prawne przyrodniczego wykorzystania osadów ściekowych. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Zielonogórskiego, Inżynieria Środowiska, 24, 144, 5–17 (2011).
• 32. Siebielska I.: Concentration changes of polycyclic aromatic hydrocarbons in the process of anaerobic digestion. Polish Journal of Environmental Studies, Series of Monographs 2, 204–209 (2010).
• 33. Siuris A.: Properties of sewage sludge resulted from urban wastewater treatment in the Republic of Moldova. Scientific Papers, LIV, 103–108 (2011).
• 34. Zawieja I., Wolski P.: Wpływ chemiczno-termicznej modyfikacji osadów nadmiernych na generowanie lotnych kwasów tłuszczowych w procesie fermentacji metanowej. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection), 3, 15, 2054–2070 (2013).
• 35. Zgirski A., Gondko R.: Obliczenia biochemiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.