Nowa metoda termochemiczna ułatwia wyzwania związane z energią osadów ściekowych

Wyobraźmy sobie scenariusz, w którym osad wytwarzany w oczyszczalniach ścieków, po przetworzeniu, mógłby stać się potencjalnym źródłem energii.Przetwarzanie chemiczne termiczne, metoda przekształcania osadu strawionego w energię, stoi przed znaczącymi wyzwaniami w osiąganiu samowystarczalności energetycznej.

Badania wskazują, że termiczne procesy chemiczne, takie jak spalanie i piroliza, mają problemy z równowagą energetyczną.osuszenie osadów od 73% do 35% zużywa wilgoć 3W przypadku odzysku ciepła (5,936 MWh), całkowite zapotrzebowanie na energię (6,6 MWh) wynosi około 0,6 MWh, a odzysk azotu w postaci siarczanu amonu - około 0,6 MWh.483 MWh) przekracza zyski.

W jednym z scenariuszy produkowana przez pirolizę para jest skondensowana, podczas gdy synteza i węgiel biologiczny są spalane w celu odzyskania energii.Jednakże całkowity bilans cieplny pozostaje ujemny (-4W tym samym czasie, w przypadku, w którym produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku, w którym produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku, w którym produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku gdy produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku gdy produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku gdy produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku gdy produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW, w przypadku gdy produkcja energii elektrycznej jest ograniczona do 1 MW.

W przypadku suszenia osadu do 10% wilgotności przed gazowaniem wymagany jest współczynnik równoważności 0,3 dla samowystarczalności.Jednak nawet spalanie powstałego gazu syntezy pozostawia ujemny bilans energetyczny..

Laguny błotniste, często połączone z trawieniem beztlenowym, oferują rozwiązanie o niskiej technologii, zwłaszcza w przypadku małych oczyszczalni.te laguny są zazwyczaj wielkości 0.2·0,5 m3 na osobę i zaprojektowane do użytku przez 7·15 lat przed usunięciem osadów. Głębokości od 3·5 m, przy co najmniej 1 m wolnego brzegu.

Odpowiednia konstrukcja obejmuje zbocza 3:1 i nieprzepuszczalne podszewki rozciągające się o 1 metr powyżej i poniżej maksymalnego poziomu wody.podczas gdy tamy odpływowe zwracają przemieszczoną wodę do oczyszczalniŁużeczki podwójne pozwalają na wypełnienie jednej, podczas gdy druga się opróżnia.

Obecne technologie zazwyczaj pozwalają odzyskać struwit z supernatantu anorowego trawnika, zwłaszcza w ulepszonych biologicznych systemach usuwania fosforu.,W wyniku obliczeń termodynamicznych wynika, że struwit i hydroksyapatyt mogą powstawać przy wyższych poziomach pH.K-struwita nie zrzuca się w digestorach ze względu na dominację krystalizacji struwita.

W stanie stacjonarnym osad trawiony wykazuje większą płynność i zmniejszoną elastyczność, co wynika z słabszych sił koloidalnych lub mniej sztywnych struktur.i substancji polimerowych pozakomórkowych (EPS), właściwości płatów osadu, w tym przenoszenie masy, właściwości powierzchniowe i stabilność, są silnie zależne od składu EPS.

Podczas gdy podgrzewanie mikrofalowe samo w sobie powoduje minimalne zakłócenie płatów, przedopracowywanie przez mikrowalkowe/peroksyd wodorowy (MW/H2O2) widocznie zmienia kolor i strukturę osadu.Leczenie MW/H2O2 całkowicie pęka błony komórkoweJednakże mniej niż 40% substancji organicznych przenosi się do nadmiaru, co sugeruje częściowe rozkłady w temperaturach poniżej 100°C.

Stabilizacja wapnem podnosi pH osadu do ≥ 12 przez co najmniej dwie godziny przy użyciu Ca ((OH) 2 lub CaO, skutecznie inaktywując bakterie i wirusy (choć mniej skutecznie przeciwko pasożytom), jednocześnie zmniejszając zapachy.Obróbka termiczna obejmuje ciśnieniowanie osadu w temperaturze 260°C przez 30 minut, zabija patogenów i poprawia odwodnialność.

Krytyczne parametry monitorowania obejmują:

• pH: Zazwyczaj neutralne (7,0) w surowym osadzie, nieco wyższe w osadzie strawionej i niższe w osadzie w fazie kwasowej.
• Całkowita alkaliczność (TA): Wyrażona jako mg-CaCO3/L, kluczowa dla utrzymania słabych warunków alkalicznych w fermentacji metanu.
• Latoczyste kwasy tłuszczowe (VFA): Produkty przetwarzania pośredniego, w których wysokie stężenia propionatu mogą wskazywać na niestabilność procesu.

Wskaźnik VFA/TA (FOS/TAC) służy jako parametr operacyjny, chociaż nie powinien być jedynym wskaźnikiem kontroli.

Badania przeprowadzono w celu oceny materiałów imobilizujących, takich jak agar, alginan wapnia, poliakrylamid (PA) i alkohol poliwinylowy (PVA), wraz z proszkiem węgla aktywowanego (PAC) i żywicą DEAE.Podczas gdy PA wykazał silną zdolność do proliferacji drobnoustrojówUltrasonska kawitacja zwiększa odwodnienie poprzez zakłócenie struktury osadu.szczególnie w połączeniu z chemicznymi procesami, takimi jak polielektrolity lub alkalie.