Przejdź do treści

Effects of various rotational speeds of hydrodynamic disintegrator on carbon, nutrient, and energy recovery from sewage sludge

Do niedawna osady ściekowe powstające w procesach oczyszczania ścieków uznawane były za odpady problematyczne. Obecnie stanowi cenny substrat do odzysku surowców i energii. Jedną z metod intensyfikacji odzysku surowców z osadów jest ich wstępne oczyszczanie metodami dezintegracyjnymi. W pracy przedstawiono modelowanie CFD i zbadano eksperymentalnie zastosowanie hydrodynamicznego wirnika kawitacyjnego pracującego przy różnych prędkościach obrotowych (1500, 2500 i 300 obr/min) do odzyskiwania związków organicznych, składników odżywczych i energii. Wyznaczono właściwości reologiczne osadu surowego będącego cieczą nienewtonowską i wykorzystano je w obliczeniach modelowych. Strefy kawitacji zaobserwowano dla prędkości obrotowej 2500 obr/min i 3000 obr/min, choć silniejszy efekt kawitacji występował dla prędkości obrotowej 3000 obr/min. Prędkość obrotowa 1500 obr./min była zbyt mała, aby wygenerować spadek ciśnienia poniżej 1705 Pa i nie zarejestrowano kawitacji. Zwiększenie prędkości obrotowej od 1500 obr/min do 3000 obr/min dla każdej analizowanej gęstości energii spowodowało wzrost SCOD i stężenia azotu. Ponadto stwierdzono, że przy niskich gęstościach energii (<105 kJ/L) dominującym czynnikiem odpowiedzialnym za odzysk węgla jest rozdzieranie mechaniczne, a przy jego wyższych wartościach (≥105 kJ/L) coraz większego znaczenia nabiera zjawisko kawitacji. Prędkość obrotowa miała również istotny wpływ na uzysk metanu (YCH4). Wzrost YCH4 o 6,2% odnotowano jedynie dla osadu rozdrobnionego przy prędkości obrotowej 1500 obr/min w odniesieniu do osadu nieoczyszczonego. Rozpad prowadzony przy wyższych prędkościach obrotowych spowodował spadek YCH4 (-0,7% dla 2500 obr/min i -7,9% dla 3000 obr/min). 

Autorzy z PW:

Honorata Jankowska, Justyna Walczak, Monika Żubrowska-Sudoł, Aleksandra Dzido, Piotr Krawczyk

Czasopismo:

Water Research

Rok wydania: