State of the art in technologies of the biogas production increasing during methane digestion of sewage sludge

At present many WWTPs are focused on increasing quantity of biogas generated during sewage sludge processing. Various disintegration methods can be used for this purpose – thermal heating, ultrasonic disintegration, chemical treatment. The limiting step in sewage sludge digestion is hydrolysis, increasing the rate of this process allows for shortening solids retention time in digester, increasing soluble COD concentration in the reject water and as a result also biogas production. In technical scale ultrasonic and thermal disintegration are used. The most effective are ultrasounds below 100 Hz. In thermal conditioning various technological parameters are applied (from 60 – 80°C to even 250°C, retention times from 15 min. to 2 hours). Effectiveness of the processes can be increased by using combined processes, e.g. thermal treatment and chemical stabilization. Chemical methods are at present mainly applied in laboratory scale. They include alkaline and acidic pretreatment or advanced chemical oxidation methods.

Obecnie wiele oczyszczalni ścieków zainteresowanych jest zwiększaniem produkcji biogazu powstającego podczas stabilizacji osadów ściekowych. W tym celu mogą być wykorzystywane różne metody dezintegracji: termiczne, ultradźwiękowe lub chemiczne. Limitującym etapem procesu fermentacji metanowej jest hydroliza. Poprzez zwiększenie szybkości hydrolizy uzyskuje się skrócenie czasu zatrzymania osadów w komorze fermentacyjnej oraz zwiększenie zawartości rozpuszczalnego ChZT w cieczy osadowej, a w rezultacie zwiększenie produkcji biogazu. W skali technicznej dotychczas były wykorzystywane ultradźwięki oraz metody termiczne. Największą efektywność uzyskuje się stosując ultradźwięki o częstotliwości poniżej 100 Hz. W przypadku dezintegracji termicznej stosowane są zróżnicowanie parametry technologiczne (od 60 - 80°C do nawet 250°C, czas obróbki od 15 min. do 2 godz.). Efektywność procesu może być zwiększona przez zastosowanie kombinacji procesów, np. termicznych i chemicznych. Metody dezintegracji chemicznej są obecnie stosowane przede wszystkim w skali laboratoryjnej. Do metod chemicznych zaliczamy obróbkę kwasami, alkaliami oraz zaawansowane procesy utleniania.