Investigation of the properties of the solid residue of the pyrolysis of sewage sludge

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This article presents the results of the thermal processing of sludge from domestic wastewater under laboratory conditions. The pyrolysis process is carried out in a batch reactor with an original design. Gaseous and liquid forms of hydrocarbon compounds, as well as solid carbonaceous residue, were obtained after processing the sludge in a pyrolytic plant. It is established that during pyrolysis of sludge sewage sludge, the output of the process products depends on the heating rate of the raw material. The results of chromatographic, X-ray diff raction, spectroscopic studies of the composition, properties, and structure of pyrolysis products are presented in the following sections. This research  project involved the analysis of sludge sediment samples obtained from diff erent locations within the oil and gas fi eld of the West Kazakhstan region. The results of the chemical analysis of the initial sludge (pH of the water extract, cationic-anionic composition, determination of organic matter in the sample) selected from several points of the sludge site are presented. Diff erential thermal analysis of silt sediments has been carried out. The results of this study demonstrate that the pyrolysis of sludge leads to thermal sterilization and the production of gaseous, liquid, and solid carbonaceous residue, which exhibit potential as fuel sources or raw materials for petrochemical synthesis. In addition, heavy metals (such as mercury and cadmium) can be separated from the carbonaceous residue during pyrolysis. It is proposed to use the solid pyrolysis sludge as a sorbent for the collection of oil and petroleum products, as it is economically and environmentally benefi cial.

About the authors

Raisa I. Kuzmina

Saratov State University

83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia

Raushan N. Kubasheva

Западно Казахстанский университет имени М.Утемисова

улица Н.Назарбаева 162

Zaripa Kh. Kunasheva

West Kazakhstan State University named after M. Utemisov

Dostyk-Druzhby Avenue 162, Uralsk 090000, Kazakhstan

References

  1. Ветошкин А. Г. Технологии защиты окружающей среды от отходов производства и потребления: учебное пособие. СПб. : Лань, 2016. 304 с.
  2. Уланова О. В., Салхофер С. П., Вюнш К. Комплексное устойчивое управление отходами. Жилищнокоммунальное хозяйство: учебное пособие. М. : Издательский дом Академии Естествознания, 2016. 520 с. https://doi.org/10.17513/np.231
  3. Кузьмина Р. И., Ромаденкина С. Б., Михель А. А., Игнатьев С. В. Переработка резиновых отходов методом высокотемпературного пиролиза // Химия твердого топлива. 2016. № 4. С. 56–60.
  4. Biswas K., Turner S. J. Microbial community composition and dynamics of moving bed biofilm reactor systems treating municipal sewage // Appl. Environ. Microbiol. 2012. Vol. 78. P. 855–864. https://doi.org/10.1128/AEM.06570-11
  5. Seviour R., Nielsen P. H. Microbial Ecology of Activated Sludge. London : IWA Publishing Company, 2010. 688 p.
  6. Kim Y., Parker W. A technical and economic evaluation of the pyrolysis of sewage sludge for the production of bio-oil // Bioresource Technology. 2008. Vol. 99, iss. 5. P. 1409-1416. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.056
  7. Яцун А. В., Коновалов Н. П., Ефименко И. С. Жидкие продукты пиролиза отработанных автомобильных шин под воздействием СВЧ // Химия твердого топлива. 2013. № 4. С. 60–63.
  8. Шиканова К. А. Технология переработки твердого углеродсодержащего остатка, являющегося отходом пиролиза автошин // Вестник РУДН. 2015. № 4. С. 80–83.
  9. Попов В. С., Папин А. В., Игнатова А. Ю. Анализ возможности получения брикетированного топлива из отходов пиролиза автошин с использованием связующего – вторичного полимера // Вестник КузГТУ. 2016. № 1. С. 172–177.
  10. Папин А. В., Игнатова А. Ю., Макаревич Е. А., Неведров А. В. Получение композиционного топлива на основе технического углерода пиролиза автошин // Вестник КузГТУ. 2015. № 2. С. 107–113.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).