1. Separation of Cellulose fromWastewater and Valorisation via Pyrolysis: A Case Study in the Czech Republic
- Author
-
Djordjevićová, Denisa, Miino, Marco Carnevale, Raček, Jakub, Chorazy, Tomáš, Hlavínek, Petr, Vranayová, Zuzana, Djordjevićová, Denisa, Miino, Marco Carnevale, Raček, Jakub, Chorazy, Tomáš, Hlavínek, Petr, and Vranayová, Zuzana
- Abstract
Currently, the recovery of resources from urban wastewater (WW) represents a priority. On this topic, the potential recovery of cellulose for its subsequent reuse in different sectors is gaining interest. In this work, a large-size conventional wastewater treatment plant (WWTP) was selected as a case study. A preliminary mechanical treatment was used, with the aim of separating, quantifying, and characterizing cellulose in WW. The results suggest that the per-capita production of dry primary cellulosic sludge (D-PCS) is equal to 1.46 ± 0.13 kgD-PCS PE1 y1, with an average calorific value of 21.04 MJ kg1DM. Cellulosic fibres have an average length of >100 µm and a thickness of 2–5 µm. The D-PCS was subsequently treated via medium-temperature pyrolysis; a total of 29.5% of the initial D-PCS was converted into pyrolyzed primary cellulosic sludge (P-PCS) and only 26% into pyrolytic gas. More than 44.5% of the dried cellulose can be converted into pyrolytic oil. Moreover, three different scenarios of recovery have been considered, and the impact of cellulose separation in terms of COD fluxes entering the WWTP and potential energy recovery has been studied. The results suggested that, in this case study, the potential separation of the primary cellulosic sludge from the influent water flux would have no significant impact on COD load entering the biological treatments and biogas production in the anaerobic digestion of the secondary sludge., V současné době je prioritou využívání zdrojů, které nabízejí městské odpadní vody (OV). V této souvislosti je předmětem zájmu potenciální využití celulózy pro její následné opětovné použití v různých odvětvích. Pro účely vypracování této případové studie byla zvolena velká konvenční mechanicko-biologická čistírna odpadních vod (ČOV). Separace celulózy z OV pro její následnou kvantifikaci a charakteristiku proběhla předběžným mechanickým předčištěním. Výsledky naznačují, že produkce sušiny primárního celulózového kalu na osobu (D-PCS) je rovno 1,46 ± 0,13 kg D-PCS na osobu1 a rok1, s průměrnou výhřevností 21,04 MJ kg1 sušiny. Celulózová vlákna mají průměrnou délku >100 m a tloušťku 2–5 m. Primární celulózový kal byl následně zpracován pomocí středněteplotní pyrolýzy; výtěžnost pyrolyzovaného primárního celulózového kalu (biouhlu) byla celkem 29,5 %, pouze 26 % byla výtěžnost pyrolýzního plynu. Více než 44,5 % vysušené celulózy lze přeměnit na pyrolytický olej. Dále byly posouzeny tři různé scénáře regenerace a dopad separace celulózy byl studován na charakteristiku CHSK vstupující do ČOV a potenciální energetické využití. Z výsledků této případové studie vyplývá, že potenciální separace primárního celulózového kalu z přítoku OV by neměla významný dopad na zatížení CHSK vstupující do biologických procesů ani na produkci bioplynu při anaerobní digesci sekundárního kalu.
- Published
- 2024