Application of membrane processes in treatment of slurry from high-density pig farming

• Autorzy: Kwiecińska A. , Konieczny K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie procesów membranowych do oczyszczania gnojowicy pochodzącej z wielkoprzemysłowej hodowli trzody chlewnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to determine the effectiveness of integrated system: ultrafiltration and two-step reverse osmosis to recover water from pig slurry. The natural separation ie sedimentation and floatation were used to prepare feed for membrane treatment. Obtained supernatant was introduced to pilot scale installation for membrane filtration equipped with ceramic UF membrane of pore size 5 nm. The cleaned stream was polished on polyamide RO membranes. The capacity of the process and the quality of cleaned streams were used to evaluate the effectiveness of the treatment. Washing of the ceramic membrane via back flushing with water and chemicals ie 0.5% solutions of sodium hydroxide and nitric acid was also performed. The study revealed that proposed system was suitable to recover water from pig slurry. The final product is of good quality and can be reused on farms eg for washing of animals, farmhouses or in heating/cooling systems. The additional advantage is the concentration of organic compounds and nutrients in the form of retentate, which can be still used for fertilization or agricultural biogas production.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności zintegrowanego systemu ultrafiltracja/dwustopniowa odwrócona osmoza do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. W celu przygotowania nadawy do procesu oczyszczania wykorzystano procesy naturalnej separacji, tj. sedymentację i flotację. Otrzymaną ciecz nadosadową wprowadzono na pilotową instalację do filtracji membranowej wyposażoną w ceramiczne membrany ultrafiltracyjne firmy Pall o rozmiarze porów 5 nm. Strumień oczyszczony był następnie doczyszczany na poliamidowych membranach osmotycznych firmy Koch. Efektywność procesu oceniano na podstawie wydajności oraz jakości oczyszczonych strumieni. Zbadano także wpływ mycia membran ceramicznych za pomocą płukania wstecznego wodą oraz środkami chemicznymi (0,5% roztwory wodorotlenku sodu i kwasu azotowego) na przywrócenie początkowej wydajności membran. Badania wykazały, iż proponowany system może zostać zastosowany do odzysku wody z gnojowicy. Jakość końcowego produktu pozwala na jego ponowne wykorzystanie np. do mycia zwierząt i obiektów hodowlanych czy w systemach grzewczo-chłodzących. Dodatkową zaletą jest zatężenie składników odżywczych w formie retentatu, który wciąż może zostać użyty do celów nawozowych lub też w produkcji biogazu rolniczego.

Słowa kluczowe

EN

pig slurry; ceramic ultrafiltration; reverse osmosis; slurry treatment

PL

gnojowica świńska; ultrafiltracja ceramiczna; odwrócona osmoza; oczyszczanie gnojowicy

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 6, No. 1
• Strony: 51--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kwiecińska A.

• Division of Sanitary Chemistry and Membrane Processes, Institute of Water and Wastewater Engineering, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, phone [phone], fax [phone]

autor

Konieczny K.

• Division of Sanitary Chemistry and Membrane Processes, Institute of Water and Wastewater Engineering, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, phone [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Lens P, Hamelers B. Resource recovery and reuse in organic solid waste management. London: IWA Publishing; 2004.
• [2] Mengel K, Kirkby EA, Kosegarten H, Appel T. Principles of plant nutrition. Dordrecht: Kluwer Academic Publisher; 2001.
• [3] Christensen ML, Hjorth M, Keiding K. Characterization of pig slurry with reference to flocculation and separation. Water Res. 2009;43:773-783.
• [4] Hjorth M, Christensen KV, Christensen ML, Sommer SG. Solid-liquid separation of animal slurry in theory and practice. A review. Agron Sustain Dev. 2010;30:153-180.
• [5] Buelma G, Dube R, Turgeon N. Pig manure treatment by organic bed biofiltration. Desalination. 2008;231:97-304.
• [6] Yetilmezsoy K., Sapci-Zengin Z. Recovery of ammonium nitrogen from the effluent of UASB treating poultry manure wastewater by MAP precipitation as a slow release fertilizer. J Hazard Mater. 2009;166:260-269.
• [7] Massea L, Massea DI, Pellerin Y. The effect of pH on the separation of manure nutrients with reverse osmosis membranes. J Membr Sci. 2008;325:914-919.
• [8] Jacangelo JG, Trussell R, Watson M. Role of membrane technology in drinking water treatment in the United States. Desalination. 1997;113:119-127.
• [9] Bodzek M. Membrane techniques in wastewater treatment. Environ Protect Eng. 1999;25:153-192.
• [10] Van der Bruggen B, Vandecasteele C, Gestel TV, Doyen W, Leysen R. A review of pressure-driven membrane processes in wastewater treatment and drinking water production. Environ Prog. 2003;22:46-56.
• [11] Pieters JG, Neukermans GGJ, Colanbeen MBA. Farm-scale membrane filtration of sow slurry. J Agric Eng Res. 1999;73:403-440.
• [12] Jarusutthirak C, Amy G. Membrane filtration of wastewater effluents for reuse: effluent organic matter rejection and fouling. Water Sci Technol. 2001;43:225-232.
• [13] Masse L, Masse DI, Pellerin Y. The use of membranes for the treatment of manure: a critical review. Biosystems Eng. 2007; 98:371-380.