Opis
W publikacji opisano zarówno teoretyczne, jak i praktyczne aspekty zagospodarowania osadów ściekowych zgodnie z ideą gospodarki o obiegu zamkniętym i zasadami zrównoważonego rozwoju. Przedmiotem rozważań są osady ściekowe, które ze względu na swoje właściwości oraz dostępność mogą stanowić źródło cennych substancji i/lub energii oraz być surowcem bazowym dla biorafinerii. Zawarte w pracy doniesienia literaturowe autorka poparła wynikami badań własnych oraz wypływającymi z nich wnioskami i ostatecznymi konkluzjami. Autorka przedstawia z jednej strony aktualny stan wiedzy z zakresu technologii fermentacji anaerobowej i technologii pozyskiwania zasobów i energii z osadów ściekowych na bazie platformy karboksylowej, z drugiej prezentuje na tym tle badania własne, realizowane na Wydziale Infrastruktury i Środowiska Politechniki Częstochowskiej. Celem przewodnim eksperymentów przeprowadzonych przez autorkę było zwiększenie efektywności fermentacji anaerobowej poprzez wdrożenie odmiennych metod dezintegracji, w aspekcie pozyskiwania niższych kwasów karboksylowych, będących produktem pośrednim procesu i cennym źródłem węgla. W kolejnych rozdziałach pracy przedstawiono istotę biogospodarki opartej na technologii biorafinacji; uwarunkowania legislacyjne krajowe i europejskie dotyczące tego zagadnienia; dokonano charakterystyki osadów ściekowych jako surowca; technologii fermentacji metanowej z uwzględnieniem czynników, które wskazują na efektywność procesu. Następnie dokonano systematyki stosowanych metod dezintegracji w aspekcie zwiększenia podatności na biodegradację osadów ściekowych; omówiono również technologie pozyskiwania (na bazie platformy karboksylowej) wybranych, najistotniejszych surowców i nośników energii; dokonano podumowania poprzez odniesienie roli biorafinerii osadowych do koncepcji zrównoważonego rozwoju, wskazując perspektywy dalszego rozwoju technologii. Monografia może być z powodzeniem wykorzystywana przez badaczy i praktyków związanych z inżynierią środowiska w obszarze gospodarowania osadami ściekowymi. Spis treściykaz oznaczeń Wykaz skrótów Wprowadzenie 1. Biogospodarka o obiegu zamkniętym 2. Biorafinerie jako podstawa funkcjonowania biogospodarki 2.1. Definicje biorafinerii i istota biorafinacji 2.2. Klasyfikacja biorafinerii pod względem technologicznym i surowcowym 2.3. Europejskie i polskie uwarunkowania prawne dotyczące wykorzystania biopaliw 3. Osady ściekowe jako surowiec dla biorafinerii 3.1. Charakterystyka ilościowa i jakościowa osadów ściekowych 3.2. Regulacje prawne dotyczące możliwości wykorzystania osadów ściekowych jako surowca dla biorafinerii 4. Produkcja kwasów karboksylowych oraz metanu jako podstawa działania biorafinerii osadowych 4.1. Fermentacja beztlenowa jako zasadniczy proces w pozyskiwaniu biomolekuł 4.2. Ultradźwiękowa dezintegracja osadów ściekowych 4.3. Termiczna dezintegracja osadów ściekowych 4.4. Chemiczna dezintegracja osadów ściekowych 4.5. Technologie hybrydowe dezintegracji osadów ściekowych 4.5.1. Dezintegracja termiczno-ultradźwiękowa 4.5.2. Dezintegracja termiczno-chemiczna 4.5.3. Dezintegracja ultradźwiękowo-chemiczna 4.6. Metody oceny stopnia dezintegracji osadów ściekowych 5. Osady ściekowe źródłem surowców 5.1. Polihydroksyalkaniany pozyskiwane w procesie stabilizacji beztlenowej osadów ściekowych 5.2. Średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe pozyskiwane z osadów ściekowych 5.3. Odzysk związków fosforu z osadów ściekowych 6. Osady ściekowe źródłem energii 6.1. Pozyskiwanie energii w formie biogazu 6.2. Pozyskiwanie energii w formie biowodoru 6.3. Mikrobiologiczne ogniwa wodorowe 6.4. Biodiesel 7. Stan i perspektywy rozwoju biorafinerii osadowych Streszczenie Osady ściekowe źródłem energii i surowców w aspekcie zrównoważonego rozwoju Abstract Sewage sludge as a source of energy and raw materials in the aspect of sustainable economic development Bibliografia Spis rysunków Spis tabel