The Effect of Iron Salt on Anaerobic Digestion and Phosphate Release to Sludge Liquor / Geležies Druskos Įtaka Anaerobinio Dumblo Pūdymo Procesui Ir Fosfatų Išsiskyrimui Į Dumblo Vandenį

Abstract

Iron salts are used at wastewater treatment plants (WWTPs) for several reasons: for removing chemical phosphorus, preventing from struvite formation and reducing the content of hydrogen sulfide (H2S) in biogas. Anaerobic digestion is a common scheme for sludge treatment due to producing biogas that could be used as biofuel. Laboratory analysis has been carried out using anaerobic digestion model W8 (Armfield Ltd, UK) to investigate any possible effect of adding FeCl3 on the anaerobic digestion of primary sludge (PS) and waste activated sludge (WAS) mixture as well as on releasing phosphates to digested sludge liquor. The obtained results showed that FeCl3 negatively impacted the anaerobic digestion process by reducing the volume of produced biogas. Fe-dosed sludge (max) produced 30% less biogas. Biogas production from un-dosed and Fe-dosed sludge (min) was similar to the average of 1.20 L/gVSfed. Biogas composition was not measured during the conducted experiments. Phosphorus content in sludge liquor increased at an average of 38% when digesting sludge without ferric chloride dosing. On the contrary, phosphate content in sludge liquor from digested Fe-dosed sludge decreased by approx. 80%. Santrauka Nuotekų valymo įrenginiuose geležies druskos naudojamos cheminiam fosforui šalinti, sieros vandeniliui biodujose mažinti ir struvito nuogulų formavimosi prevencijai. Tyrimai atlikti laboratorinėmis sąlygomis naudojant anaerobinio pūdymo modelį W8 (Armfield Ltd., Didžioji Britanija) ir pūdant pirminio perteklinio dumblo mišinį, į kurį buvo dedama geležies druskos, siekiant nustatyti geležies druskos naudojimo efektą anarobinio pūdymo procesui ir fosfatų išsiskyrimui į dumblo vandenį. Rezultatai parodė, kad pūdant dumblą be geležies druskos ir dedant geležies druskos minimalią dozę, susidarė vidutiniškai vienodi kiekiai biodujų (mL/gBSMtiekiam.), bet į pūdomą dumblą dedant maksimalią geležies dozę, biodujų išeiga vidutiniškai sumažėjo 30 %. Į pūdomą dumblą nededant geležies chlorido, fosfatų koncentracija dumblo vandenyje vidutiniškai padidėjo 38 %. Ir priešingai, geležies chlorido dozės fosfatų koncentraciją pūdyto dumblo vandenyje sumažino 80 %.

Reagentų Poveikio Dumblo Pūdymo Procesui Tyrimas

“…Pasak S. Ofverstrom (2014), geležies chloridas yra plačiai naudojama druska, kuri sumažina vandenilio sulfido koncentraciją biodujose ir struvito susidarymą, bet sumažina fosfatų šalinimą pūdant dumblą anaerobiniu būdu. Taip pat S. Ofverstrom, R. Dauknio ir I. Sapkaitės (2011) teigimu, įterpus geležies chloridą į dumblo pūdymo procesą biodujų išeiga sumažėja vidutiniškai 30 %.…”

Phosphorus recovery alternatives for sludge from chemical phosphorus removal processes – Technology comparison and system limitations

“…P effluent limits are predicted to become stricter in the future, especially in vulnerable areas such as the Baltic Sea [27], thus increasing the need to implement CPR because it is relatively difficult to reach low P effluent concentrations with EBPR. Furthermore, many papers discuss the effect of adding metal coagulants to digesters treating sludge from an EBPR process to prevent P release [28][29][30][31].…”

“…Iron(III) compounds, such as Fe(OH) 2 , Fe r PO 4 (OH) 3r-3 , and FePO 4 , are reduced to iron(II) in anaerobic digestion (AD) [35]. The presence of iron(II) in digestate decreases the soluble phosphate [28,29], as Fe(II) precipitates as different species. Mamais et al [36] suggested that Fe 3 (PO 4 ) 2 leads to a low soluble PO 4 3− concentration, but Korving et al [13] concluded that the chemistry of iron is not entirely understood.…”