Investigation in Techniques for Using Sewage Sludge as an Energy Feedstock: Poland’s Experience
DOI:
https://doi.org/10.12775/EQ.2023.007Keywords
waste, sludge, raw material , use, alternative energyAbstract
The sludge generated from wastewater treatment facilities contains high nutrients and is characterized by high heating values.
Thus, the sludge enriched with organic matter and nutrients is a potential candidate for its application as fertilizers and an alternate energy feedstock. Nowadays, energy independence contributes to the economic stability of the country, and therefore the search for alternate energy sources is an acute issue. This paper presents a case study on using sewage sludge as an energy feedstock in Poland. The physicochemical characteristics of the sewage sludge are presented. The fuel properties of sewage sludge generated from different waste water treatment plant (WWTP) are summarized. The calorific value of sewage sludge generated in Poland is insufficient for effective use as an energy raw material, therefore, energy potential of mixture of sludge with other waste have been studied. The general trend of sewage sludge formation and the quantitative forecast for the future showed that in 2020, compared to 2012, sludge accumulation increased by 6.9%, but compared to 2019 – decreased by 3%. From 2012 to 2020 the average, sewage sludge accumulation increased annually by 0.8%. This demonstrates the heterogeneity of waste streams for the production of alternative fuels and a modest increase in sewage sludge production in the coming years. This made it possible to prepare several options for the further development of research in the field of developing technologies for obtaining alternative energy. Also this study will help the prospective researchers understand sewage sludge generation and its use as energy feedstock.
References
Bartkowska I., Biedka P. & Tałałaj I., 2019, Analysis of the Quality of Stabilized Municipal Sew-age Sludge. Journal of Ecological Engineering @0(2): 200–208.
Bauman-Kaszubska H. & Sikorski M., 2011, Charakterystyka ilościowa i jakościowa osadów ście-kowych pochodzących z małych oczyszczalni ścieków w powiecie płockim. Inżynieria Ekologiczna 25: 20–29.
Bień J., Pająk T. & Wystalska K., 2014, Unieszkodliwianie komunalnych osadów ściekowych. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
Bień J. & Wystalska K., 2011, Osady ściekowe: teoria i praktyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
Constantinescu M., Oancea S., Bucura F., Ciucure C. & Ionete R.E., 2018, Evaluation of the fuel potential of sewage sludge mixtures with beech sawdust and lignite. Journal of Renewable and Sustainable Energy 10: 053106.
Cupial K., Pyrc M., Jamrozik A., Tutak W., Kociszewski A. & Grab-Rogalinski K., 2011, Instalacja zgazowująca osuszony osad ściekowy. Motrol. Motoryzacja i Energetyka Rolnictwa 13: 81–94.
Chalamoński M. & Szymczak M., 2017, Wysuszony osad ściekowy jako paliwo alternatywne. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury 64(1/17): 35–42.
Czekała W., Smurzyńska A., Kozłowski K., Brzoski M., Chełkowski D. & Gajewska K., 2017, Ko-fermentacja osadów ściekowych jako sposób na ich zagospodarowanie oraz produkcję energii. Problemy Inżynierii Rolniczej 1(95): 5–14.
Dąbrowski J. & Dąbrowski T., 2016, Badania laboratoryjne nad możliwością współspa- lania osa-dów ściekowych z wybranej oczyszczalni ścieków. Ecological Engineering 4: 35–44.
Dziołak P.L., 2010, Ocena możliwości wykorzystania odpadów jako surowców energetycznych w Polsce. Chemik 64(12): 824–830.
GUS, 2021, Analizy statystyczne. Environment 2021. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/srodowisko/ochrona-srodowiska-2021,1,22.html and https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowiskoenergia/srodowisko/ochronasrodowiska-2020,1,21.html
Heidrich Z. & Witkowski A., 2015, Urządzenia do oczyszczania ścieków. Wydawnictwo „Seidel-Przywicki”, Warszawa.
Husain Khan A., Abdul Aziz, H., Khan N.A. et al., 2020, Pharmaceuticals of emerging concern in hospital wastewater: removal of Ibuprofen and Ofloxacin drugs using MBBR method. In-ternational Journal of Environmental Analytical Chemistry, 1–15. DOI: 10.1080/03067319.2020.1855333
Jąderko-Skubis K. & Kurus K., 2020, Factors determining the use of sewage sludge as a substrate for energy recovery. Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska 148: 239–252.
Khan N.A., Vambol V., Vambol S. et al., 2021, Hospital effluent guidelines and legislation scenario around the globe: a critical review. Journal of Environmental Chemical Engineering 9(5): 105874.
Kicińska A., Gucwa J. & Kosa-Burda B., 2019, Evaluating Potential for Using Municipal Sewage Sludge in the Rehabilitation of Ground Degraded by the Sodium Processing Industry. Bul-letin of Environmental Contamination and Toxicology 102: 399–406.
Kurzydło M., 2014, Możliwość zastosowania techniki LCA do oceny wpływu na środowisko odpa-dów przemysłowych i energetycznych. Inżynieria i Ochrona Środowiska 17(4): 597–617.
Maćkowiak Cz. & Igras J., 2005, Skład chemiczny osadów ściekowych i odpadów przemysłu spo-żywczego o znaczeniu nawozowym. Inżynieria Ekologiczna 10: 70–77.
Milik J., Pasela R., Szymczak M. & Chalamoński M., 2016, Ocena składu fizyczno-chemicznego osadów ściekowych pochodzących z komunalnej oczyszczalni ścieków. Rocznik Ochrona Środowiska 18: 579–590.
Strategia postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2019-2022, Ministerstwo Śro-dowiska. https://www.gov.pl/attachment/2846e2b3-68c7-46eb-b36e-7643e81efd9a
Państwowe Gospodarstwo Wodne „Wody Polskie”, 2019, Gospodarka ściekowa w Polsce w latach 2017-2018. Warszawa, 37 pp.
Rećko K., 2020, Laboratory Research on the Possibility of Producing Fuels from Municipal Sewage Sludge, Rubber Waste and Biomass. Rocznik Ochrona Środowiska 22(2): 680–692.
Wasielewski R.& Sobolewski A.,2015, Uwarunkowania i perspektywy wykorzystania paliw z od-padów do generowania energii elektrycznej i ciepła. Przemysł Chemiczny 2015/ 4: 1000–1005.
Skawińska A., Micek B. & Hrabak J., 2017, Ocena wartości opałowej oraz zawartości chloru i siarki w wybranych odpadach w aspekcie ich energetycznego wykorzystania. Ochrona Środowiska 39(1): 39–43.
Włodarczyk E., Próba M. & Wolny L., 2014, Porównanie wyników badań usta- bilizowanych osa-dów ściekowych pochodzących z placu magazynowego i hali suszarniczej. Inżynieria i Ochrona Środowiska 17(3): 473–481.
Stanowisko Izby Gospodarczej Wodociągi Polskie w sprawie gospodarki osadami ściekowymi. Izba Gospodarcza Wodociągi Polskie, 24.09.2019. https://mpwik.com.pl/view/stanowiski-igwp-w-sprawie-gospodarki-osadami-sciekowymi
Staśkiewicz M. & Lelicińska-Serafin K., 2020, Właściwości paliwowe komunalnych osadów ście-kowych jako odnawialnego źródła energii. Polish Journal for Sustainable Development 24(2): 77–84.
Vambol S., Vambol V., Suchikova Y. & Deyneko N., 2017, Analysis of the ways to provide eco-logical safety for the products of nanotechnologies throughout their life cycle. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 1(10–85): 27–36.
Zhang Q., Dor L., Yang W. & Blasiak W., 2010, Properties and optimizing of a plasma gasification and melting process of municipal solid waste, [in:] Proceedings of International Conference of Thermal Treatment Technology & Hazardous Waste Combustors (IT3/HWC), 2010, p. 296–316.
Żygadło M., 2018, Wybrane elementy problematyki współspalania paliw alternatywnych. Ochrona Środowiska 40(2): 39–44.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Viola Vambol, Alina Kowalczyk-Juśko, Krzysztof Jóźwiakowski, Andrzej Mazur, Sergij Vambol, Nadeem A. Khan
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Stats
Number of views and downloads: 553
Number of citations: 0
