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Isothermal drying kinetics of sewage sludge using weathered coal fly ash as adjuvant for agronomic application
Environmental Technology ( IF 2.8 ) Pub Date : 2019-12-09 , DOI: 10.1080/09593330.2019.1700311
Luciano A Gomes 1, 2 , Andreia F Santos 1 , Rui J A Lopes 1 , José C Góis 3 , Margarida J Quina 1
Affiliation  

This study aims to evaluate the effect of weathered coal fly ash (CFA) as a drying adjuvant of sewage sludge (SS) to produce a soil amendment. The high amount of SS and CFA creates a complex waste management problem in many countries, requiring more research efforts. Towards a circular economy, CFA can be viewed as an anthropogenic inorganic by-product with valuable nutrients (e.g., K), which can be recovered in combination with SS (rich in organic matter, N, and P). Different temperatures (70, 85, 100, 115, and 130 °C) are tested to dry small SS cylinders, without and with 0.15 g CFA g-1 of SSwet basis (wb). By fitting appropriate models to the experimental drying curves, it is possible to observe an improvement of 1-17% in the diffusion coefficient and 7-19% in the kinetic constants, using CFA. The best drying conditions are achieved with CFA as an adjuvant at 130 °C, where the drying rate is 31.61 gH2O kg-1 SSwb min-1. Phytotoxicity and growth assays are performed to evaluate the effect of the produced materials in the soil. The product with SS and CFA shows the potential to improve soil condition due to (i) the organic matter, N, P, and K content, (ii) the lower phytotoxic effect when compared to raw SS; (iii) the soil pH correction. Thus, not only the addition of weathered CFA facilitates the drying of SS but also the final product has benefits to soil conditions.

中文翻译:

风化粉煤灰作为农艺助剂的污水污泥等温干燥动力学

本研究旨在评估风化粉煤灰 (CFA) 作为污水污泥 (SS) 的干燥助剂以产生土壤改良剂的效果。大量的 SS 和 CFA 在许多国家造成了一个复杂的废物管理问题,需要更多的研究工作。对于循环经济,CFA 可以被视为具有有价值营养物质(例如 K)的人为无机副产品,可以与 SS(富含有机物、N 和 P)结合回收。测试不同温度(70、85、100、115 和 130 °C)以干燥小型 SS 钢瓶,无论是否含有 0.15 g CFA g-1 的 SS 湿基 (wb)。通过将适当的模型拟合到实验干燥曲线,使用 CFA 可以观察到扩散系数提高 1-17%,动力学常数提高 7-19%。在 130 °C 下使用 CFA 作为佐剂可实现最佳干燥条件,其中干燥速率为 31.61 gH2O kg-1 SSwb min-1。进行植物毒性和生长试验以评估产生的材料在土壤中的影响。由于 (i) 有机质、N、P 和 K 含量,(ii) 与原始 SS 相比,植物毒性作用较低,因此含有 SS 和 CFA 的产品显示出改善土壤条件的潜力;(iii) 土壤酸碱度校正。因此,不仅添加风化的 CFA 有利于 SS 的干燥,而且最终产品对土壤条件也有好处。由于 (i) 有机质、N、P 和 K 含量,(ii) 与原始 SS 相比,植物毒性作用较低,因此含有 SS 和 CFA 的产品显示出改善土壤条件的潜力;(iii) 土壤酸碱度校正。因此,不仅添加风化的 CFA 有利于 SS 的干燥,而且最终产品对土壤条件也有好处。由于 (i) 有机质、N、P 和 K 含量,(ii) 与原始 SS 相比,植物毒性作用较低,因此含有 SS 和 CFA 的产品显示出改善土壤条件的潜力;(iii) 土壤酸碱度校正。因此,不仅添加风化的 CFA 有利于 SS 的干燥,而且最终产品对土壤条件也有好处。
更新日期:2019-12-09
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