Bilans energii w zrównoważonej gospodarce oczyszczalni ścieków

• Autorzy: Zaborowska Ewa , Maktabifard Mojtaba , Mąkinia Jacek
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dążenie do osiągnięcia zrównoważonego rozwoju stawia przed oczyszczalniami ścieków (OŚ) nowe wyzwania. Oprócz dotrzymywania standardów jakościowych w odpływie, obserwuje się dążenie do samowystarczalności energetycznej. Nowym kryterium oceny jest ślad węglowy (CF) określający skumulowaną emisję gazów cieplarnianych generowanych przez OŚ. Celem artykułu był określenie relacji między bilansem energii a śladem węglowym w zrównoważonej gospodarce miejskich OŚ. Dla sześciu obiektów wyznaczono całkowity CF i jego komponenty oraz zidentyfikowano wrażliwe parametry mogące wpływać na niepewność wyników.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczalnia ścieków; bilans energetyczny; ślad węglowy; ścieki komunalne

EN

sewage treatment plant; energy balance; carbon footprint; municipal sewage

• Wydawca: Stowarzyszenie Eksploatatorów Obiektów Gospodarki Wodno-Ściekowej
• Czasopismo: Forum Eksploatatora
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 3 (114)
• Strony: 16--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zaborowska Ewa

• Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Maktabifard Mojtaba

• Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Mąkinia Jacek

• Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Lopes A.C., Valente A., Iribarren D., Gonzalez-Fernandez C. Energy balance and life cycle assessment of a microalgae-based wastewater treatment plant: a focus on alternative biogas uses. Bioresource Technology; 2018,270, 138-146.
• [2] Maktabifard M, Zaborowska E, Mąkinia J. Achieving Energy Neutrality in wastewater Treatment Plants through Energy Savings and Enhancing Renewable Energy Production. Reviews in Environmental Science and Biotechnology; 2018, 17(4):655-689.
• [3] Song X., Luo W., Hai KI., Price W.E., Guo W., Ngo H.H., Nghiem L.D.. Resource recovery from wastewater by anaerobic membrane bioreactors: Opportunities and challenges. Bioresource Technology; 2018 270, 669-677.
• [4] Delre A., ten Hoeve M., Scheutz C.. Site-specific carbon foot prints of Scandinavian wastewater treatment plants, using the life cycle assessment approach. Journal of Cleaner Production;2019, 211, 1001-1014.
• [5] Remy c., Lesjean B., Waschnewski J. Identifying energy and carbon footprint optimization potentials of a sludge treatment line with Life cycle Assessment. Water Science and Technology;2013 67, 63-73.
• [6] IPCC Climate change 2013: the physical science basis. Working Group I contribution to the Fifth assessment report of the Inter governmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, New York, USA, 2013.
• [7] IPCC Climate change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate change [Edenhofer O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler,. Cambridge, UK, 2014.
• [8] Maktabifard M., Zaborowska E., Mąkinia J. Evaluating the effect of different operational strategies on the carbon footprint of wastewater treatment plants - case studies from northern Poland. Water Science and Technology; 2019, 79 (11): 22 11-2220.
• [9] Mannina G., Ekama G., Caniani D., Cosenza A., Esposito G., Gon R., Garrido-Baserba M., Rosso D., Olsson G. Greenhouse gases from wastewater treatment - A review of modelling tools. Science of the Total Environment; 2016, 551, 254-270.
• [10] Maktabifard M., Zaborowska E., Mąkinia J. Energy Neutrality Versus carbon Footprint Minimization in Municipal Wastewater Treatment Plants. Bioresource Technology; 2010, 300, 122647.
• [11] Zaborowska E., Czerwionka K., Mąkinia J. Integrated plant-wide modelling for evaluation of the energy balance and greenhouse gas footprint in large wastewater treatment plants. Applied Energy; 2021, 282, 116126.
• [12] Carbon footprint calculation tool. https://va-tekniksodra. se/2014/11/carbon-footprint-calculation-tool-for-wwtps-now-available-in-english/
• [13] Gustavsson D. J. I., Tumlin S. Carbon footprints of Scandinavian wastewater treatment plants. Water Science and Technology; 2013,68,8870893.
• [14] IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme [Eggleston H. S., L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara and K. Tanabe K. (eds.)]. Japan, 2006.
• [15] Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Green house Gas Inventories. IPCC, 2019.
• [16] Foley J., de Haas D., Hartley K., Lant P.A.. Comprehensive life cycle inventories of alternative wastewater treatment systems. Water Research; 2010, 44, 1654-1666.
• [17] Wskaźniki emisji Co2, SO2, NO2 CO i pyłów ogółem dla energii elektrycznej, na podstawie informacji zawartych w Krajowej Bazie Danych o Emisjach gazów cieplarnianych i innych substancji za rok 2016. Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Warszawa, Polska, 2017.
• [18] Zaborowska E., Lu X., Mąkinia J. Strategies for mitigating nitrous oxide production and decreasing the carbon footprint of a full-scale combined nitrogen and phosphorus removal activated sludge system. Water Research; 2019, 162, 53-63.
• [19] Copp J.B., Belia E., Snowling S., Schraa O. Anaerobic digestion: a new model for plant-wide wastewater process modelling. Water Science and Technology; 2005, 52(1O-11):1-11.
• [20] Mamais D., Noutsopoulos C., Dimopoulou A., Stasinakis A., Lekkas T.D. Wastewater treatment process impact on energy savings and greenhouse gas emissions. Water Science and Technology; 2015,71,303-308.
• [21] Li Y., Wang X., Butler D., Liu J., Qu J. Energy use and carbon footprints differ dramatically for diverse wastewater-derived carbonaceous substrates: An integrated exploration of biokinetics and life-cycle assessment. Scientific Reports; 2017, 7, 243.
• [22] Wang H., Yang Y., Keller A.A.A., Li X., Feng S., Dong Y., Li F. Comparative analysis of energy intensity and carbon emissions in wastewater treatment in USA, Germany, China and South Africa. Applied Energy; 2016, 184, 873-881.
• [23] Sun, S., Bao, Z., Li, R., Sun, D., Geng, H., Huang, X. et al. Reduction and prediction of N2O emission from an Anoxic/Oxic waste water treatment plant upon DO control and model simulation. Bioresource Technology; 2017, 244, 800-809.
• [24] Puchongkawarin C., Fitzgerald S., Chachuat B. Plant-wide Optimization of a Full-Scale Activated Sludge Plant with Anaerobie Sludge Treatment. IFAC-Papers On Line; 2015,48-8:1234-1239.
• [25] Arnell M., Rahmberg M., Oliveira K, Jeppsson U. Multi-objective performance assessment of wastewater treatment plants combining plant-wide process models and life cycle assessment. Journal of Water and Climate Change; 2017, 08(4):715-729.
• [26] Gori R., Bellandi G., caretti c., Dugheri S., Cosenza A., Laudicina V.A., et al. A novel comprehensive procedure for estimating greenhouse gas emissions from water resource recovery facilities. In Vol. 4 of Frontiers in wastewater treatment and mode ling: Lecture notes in civil engineering, edited by G. Mannina, 482-488, Springer, Switzerland, 2017.
• [27] Flores-Alsina X., Arnell M., Amerlinck Y., Corominas L., Gernaey K.V., Guo L., et al. Balancing effluent quality, economic cost and greenhouse gas emissions during the evaluation of (plant-wide) control/operational strategies in WWTPs. Science of the Total Environment; 2014, 466-467:616-624.
• [28] Massara T.M., Solis B., Guisasola A., Katsou E., Baeza J.A. Development of an ASM2d-N2O model to describe nitrous oxide emissions in municipal WWTPs under dynamic conditions. Chemical Engineering Journal; 2018, 335:185-196.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).