RESEARCH INTO THE THERMAL CHARACTERISTICS OF GRANULAR FUEL MADE FROM SEWAGE SLUDGE

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2024.6.26

Keywords:

sewage sludge, utilization, experimental press installation, biofuel, density, heat of combustion, ash content

Abstract

Today, the scale of the formation and accumulation of various wastes, in particular sewage sludge (SS) at sewage treatment plants in settlements, continues to grow. This situation leads to the alienation of productive agricultural lands by sludge and environmental pollution, which requires their immediate processing and disposal. One of the effective ways to process SS can be to produce granulated biofuel from it. The paper considers the issue of utilizing SS by producing biofuel pellets from them. For experiments on the production of pellets, samples of sewage sludge from the treatment facilities of regional municipal production enterprise "Dnipro- Kirovograd" in the city of Kropyvnytskyi after centrifugation with 75–80% humidity of two types: raw sediment and excess activated sludge. The experiments were carried out according to the developed research methodology on a specially designed laboratory press device. Due to the high humidity of the sludge sediment samples (75–78%), before making pellets from them, their preliminary preparation was carried out by thermal (drying) and mechanical (grinding) treatment. From the prepared sludge sediments with a humidity of 12–15%, when compressed to final pressures of 130.5…217.5 MPa in a press device with a vertical punch and a closed matrix, pellet samples with a high-quality texture and a density of 1150–1260 kg/m3 are formed, which meets the requirements of European standards ρ ≥1.0 g/cm3. The determined ash content of the manufactured samples of biofuel pellets on dry weight was 24–41%, and the calorific value calculated by the D. Mendeleev formula was 16–20 MJ/kg, which is comparable to the calorific value of briquettes made of wood waste, brown coal, and peat. The obtained results of the conducted experimental studies can be considered as estimative. In general, they confirm the prospect of further research and development in the direction of technologies and equipment for the production of biofuel pellets from sewage sludge and their further utilization through use in thermal power plants.

References

Кравченко В.І., Білоус Ю.В., Кравченко В.П. Створення та обгрунтування композитного палива на основі осаду стічних вод. Технічні науки. Херсон: ХДАЕУ. 2023. Вип. 3. С. 88-94. URL: http://journals.ksauniv.ks.ua/index.php/tech/article/view/403

Бабаєв В.М., Панов В.В., Хайло Я.М., Волков В.М., Горох М.П. Альтернативні технологічні рішення проблеми повної утилізації мулового осаду стічних вод // Комунальне господарство міст. 2018. № 144. С. 32-42.

Syed Shatir A. Syed-Hassan, Yi Wang , Song Hu, Sheng Su, Jun Xiang. Thermochemical processing of sewage sludge to energy and fuel: Fundamentals, challenges and considerations. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032117309036

Зоріна О.В., Маврикін Є.О. Сучасні підходи до обробки та утилізації вторинних осадів господарсько-побутових стічних вод //Водні ресурси. Меліорація і водне господарство, 2021, № 2. С. 55-68.

Шквірко О. М., Тимчук І. С., Мальований М. С. Адаптація світового досвіду утилізації осадів стічних вод до екологічних умов України // Науковий вісник НЛТУ України. 2019. Т. 29. № 2. С.82-87.

Карп І. М., П’яних К. Є., Нікітін Є. Є. Проблема утилізації та знешкодження мулових осадів // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2017. № 2. С. 35-48. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ETRS_2017_2_6

Пазюк В.М., Токарчук О.А. Основні характеристики осадів стічних вод. Техніка, енергетика, транспорт АПК. C.96-104. DOI: 10.37128/2520-6168-2022-1-11.

Malhozhata V. ta Mariush T. Production of solid biofuel from city sewage sludge. Technical and economic optimization. 2015. Vol. 33(8). URL: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/0734242X15588584

Сайт ukr bio: Пелети-стандарти. Пелети-стандарти. URL: https://bio.ukr.bio/ua/articles/1574/

Константінов С.М., Панов Є.М. Теоретичні основи теплотехніки: Підручник. К.: «Золоті ворота», 2012. 592 с.

Шаманський C.Й., Бойченко С. В. Енергоефективна та екологічно безпечна технологія стабілізації осадів стічних вод авіапідприємств. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2015. № 5(8). С. 39-45. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vejpte_2015_5%288%29__8

Бондар О.І., Лозовіцький П.С., Машков О.А., Лозовицький А.П. Екологічний стан накопичених осадів стічних вод м. Києва / Науково-практичний журнал Екологічні науки. 2015, №7. С. 38-53. URL: http://ecoj.dea.kiev.ua/archives/2015/7/5.pdf.

Downloads

Published

2024-12-30

How to Cite

Кравченко, В. І., & Кравченко, В. П. (2024). RESEARCH INTO THE THERMAL CHARACTERISTICS OF GRANULAR FUEL MADE FROM SEWAGE SLUDGE. Таuridа Scientific Herald. Series: Technical Sciences, (6), 234-240. https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2024.6.26

Issue

Section

HYDRAULIC CONSTRUCTION, WATER ENGINEERING AND WATER TECHNOLOGIES