Published October 31, 2021
| Version v1
Publication
Open
Novel semi-decentralised mobile system for the sanitization and dehydration of septic sludge: a pilot-scale evaluation in the Jordan Valley
Creators
- 1. Delft University of Technology
- 2. IHE Delft Institute for Water Education
- 3. German Jordanian University
Description
The provision of effective sanitation strategies has a significant impact on public health. However, the treatment of septic sludge still presents some challenges worldwide. Consequently, innovative technologies capable of an effective and efficient sludge treatment, mostly at a decentralized level, are in high demand to improve sanitation provision. To address this problem, this study evaluates a novel semi-decentralised mobile faecal sludge treatment system, the pilot-system for which consists of a combination of several individual processes including mechanical dewatering (MD), microwave (MW) drying, and membrane filtration (ultrafiltration [UF] and reverse osmosis [RO]). The system evaluation was carried out by treating raw, partially digested faecal sludge (FS) from septic tanks-hence, septic sludge (SS)-in the Jordan Valley, Jordan. The pilot-scale system exhibited an effective and flexible treatment performance for (i) sanitizing faecal sludge and related liquid streams (MW and UF); (ii) reducing the treated sludge mass (and sludge volume) (MD and MW); and (iii) producing a high-quality treated liquid stream ideal for water reclamation applications (UF and RO). The MD process removed approximately 99% of the initial SS water content. The MW drying system completely removed E. coli and dehydrated the dewatered sludge at low energy expenditures of 0.75 MJ kg-1 and 5.5 MJ kg-1, respectively. Such energy expenditures can be further reduced by approximately 40% by recovering energy in the condensate and burning the dried sludge, which can then be reused inland applications. The membrane filtration system (UF and RO) was able to produce high-quality treated water that is ideal for the water reuse applications that irrigation requires, as well as meeting the Jordanian standard 893/2006. In addition, the system can also be powered by renewable energy sources, such as photovoltaic energy. Therefore, this research demonstrates that the evaluated semi-decentralised mobile system is technically feasible for the in situ treatment of SS (sanitization and dehydration), while also being effective for simultaneously recovering valuable resources, such as energy, water, and nutrients.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن توفير استراتيجيات الصرف الصحي الفعالة له تأثير كبير على الصحة العامة. ومع ذلك، لا تزال معالجة حمأة الصرف الصحي تمثل بعض التحديات في جميع أنحاء العالم. وبالتالي، هناك طلب كبير على التقنيات المبتكرة القادرة على معالجة الحمأة بفعالية وكفاءة، ومعظمها على المستوى اللامركزي، لتحسين توفير الصرف الصحي. لمعالجة هذه المشكلة، تقوم هذه الدراسة بتقييم نظام جديد لمعالجة الحمأة البرازية المتنقلة شبه اللامركزية، والذي يتكون النظام التجريبي له من مزيج من العديد من العمليات الفردية بما في ذلك نزح المياه الميكانيكي (MD)، وتجفيف الميكروويف (MW)، والترشيح الغشائي (الترشيح الفائق [UF] والتناضح العكسي [RO]). تم إجراء تقييم النظام من خلال معالجة الحمأة البرازية الخام المهضومة جزئيًا من خزانات الصرف الصحي - وبالتالي، حمأة الصرف الصحي - في وادي الأردن، الأردن. أظهر النظام على نطاق تجريبي أداء معالجة فعال ومرن من أجل (1) تعقيم الحمأة البرازية وتيارات السائل ذات الصلة (ميغاواط و UF) ؛ (2) تقليل كتلة الحمأة المعالجة (وحجم الحمأة) (MD و MW) ؛ و (3) إنتاج تيار سائل معالج عالي الجودة مثالي لتطبيقات استخلاص المياه (UF و RO). أزالت عملية الفحص الطبي ما يقرب من 99 ٪ من المحتوى المائي الأولي من الفولاذ المقاوم للصدأ. أزال نظام التجفيف ميجاوات تمامًا الإشريكية القولونية وجفف الحمأة منزوعة الماء بنفقات طاقة منخفضة تبلغ 0.75 ميجا جول كجم 1 و 5.5 ميجا جول كجم 1، على التوالي. يمكن تخفيض نفقات الطاقة هذه بنسبة 40 ٪ تقريبًا عن طريق استعادة الطاقة في المكثفات وحرق الحمأة المجففة، والتي يمكن بعد ذلك إعادة استخدامها في التطبيقات الداخلية. تمكن نظام الترشيح بالغشاء (UF و RO) من إنتاج مياه معالجة عالية الجودة مثالية لتطبيقات إعادة استخدام المياه التي يتطلبها الري، بالإضافة إلى تلبية المعيار الأردني 893/2006. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تشغيل النظام بمصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الكهروضوئية. لذلك، يوضح هذا البحث أن النظام المحمول شبه اللامركزي الذي تم تقييمه ممكن تقنيًا للعلاج في الموقع لـ SS (التعقيم والجفاف)، في حين أنه فعال أيضًا لاستعادة الموارد القيمة في وقت واحد، مثل الطاقة والمياه والمواد المغذية.Translated Description (French)
La mise en place de stratégies d'assainissement efficaces a un impact significatif sur la santé publique. Cependant, le traitement des boues septiques présente encore des défis dans le monde entier. Par conséquent, les technologies innovantes capables d'un traitement efficace et efficient des boues, principalement à un niveau décentralisé, sont en forte demande pour améliorer l'offre d'assainissement. Pour résoudre ce problème, cette étude évalue un nouveau système mobile semi-décentralisé de traitement des boues de vidange, dont le système pilote consiste en une combinaison de plusieurs processus individuels, notamment la déshydratation mécanique (MD), le séchage par micro-ondes (MW) et la filtration sur membrane (ultrafiltration [UF] et osmose inverse [RO]). L'évaluation du système a été réalisée en traitant les boues de vidange (FS) brutes et partiellement digérées des fosses septiques - d'où les boues septiques (SS)- dans la vallée du Jourdain, en Jordanie. Le système à l'échelle pilote a montré une performance de traitement efficace et flexible pour (i) désinfecter les boues de vidange et les flux liquides associés (MW et UF) ; (ii) réduire la masse de boues traitées (et le volume de boues) (MD et MW) ; et (iii) produire un flux liquide traité de haute qualité idéal pour les applications de récupération d'eau (UF et RO). Le processus MD a éliminé environ 99 % de la teneur initiale en eau SS. Le système de séchage MW a complètement éliminé E. coli et déshydraté les boues déshydratées à de faibles dépenses énergétiques de 0,75 MJ kg-1 et 5,5 MJ kg-1, respectivement. Ces dépenses énergétiques peuvent être encore réduites d'environ 40 % en récupérant l'énergie dans le condensat et en brûlant les boues séchées, qui peuvent ensuite être réutilisées dans des applications intérieures. Le système de filtration à membrane (UF et RO) a pu produire une eau traitée de haute qualité, idéale pour les applications de réutilisation de l'eau requises par l'irrigation, tout en répondant à la norme jordanienne 893/2006. En outre, le système peut également être alimenté par des sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie photovoltaïque. Par conséquent, cette recherche démontre que le système mobile semi-décentralisé évalué est techniquement réalisable pour le traitement in situ des SS (désinfection et déshydratation), tout en étant efficace pour récupérer simultanément des ressources précieuses, telles que l'énergie, l'eau et les nutriments.Translated Description (Spanish)
La provisión de estrategias de saneamiento efectivas tiene un impacto significativo en la salud pública. Sin embargo, el tratamiento de los lodos sépticos todavía presenta algunos desafíos en todo el mundo. En consecuencia, las tecnologías innovadoras capaces de un tratamiento de lodos eficaz y eficiente, principalmente a nivel descentralizado, tienen una gran demanda para mejorar la provisión de saneamiento. Para abordar este problema, este estudio evalúa un nuevo sistema móvil semidescentralizado de tratamiento de lodos fecales, cuyo sistema piloto consiste en una combinación de varios procesos individuales que incluyen deshidratación mecánica (MD), secado por microondas (MW) y filtración por membrana (ultrafiltración [UF] y ósmosis inversa [RO]). La evaluación del sistema se llevó a cabo mediante el tratamiento de lodos fecales (FS) crudos y parcialmente digeridos de tanques sépticos, por lo tanto, lodos sépticos (SS), en el Valle del Jordán, Jordania. El sistema a escala piloto exhibió un rendimiento de tratamiento efectivo y flexible para (i) desinfectar lodos fecales y corrientes líquidas relacionadas (MW y UF); (ii) reducir la masa de lodos tratados (y el volumen de lodos) (MD y MW); y (iii) producir una corriente líquida tratada de alta calidad ideal para aplicaciones de recuperación de agua (UF y RO). El proceso MD eliminó aproximadamente el 99% del contenido inicial de agua SS. El sistema de secado MW eliminó por completo E. coli y deshidrató el lodo deshidratado a un bajo gasto de energía de 0,75 MJ kg-1 y 5,5 MJ kg-1, respectivamente. Dichos gastos de energía se pueden reducir aún más en aproximadamente un 40% mediante la recuperación de energía en el condensado y la quema del lodo seco, que luego se puede reutilizar en aplicaciones interiores. El sistema de filtración por membrana (UF y RO) fue capaz de producir agua tratada de alta calidad que es ideal para las aplicaciones de reutilización de agua que requiere el riego, además de cumplir con la norma jordana 893/2006. Además, el sistema también puede ser alimentado por fuentes de energía renovables, como la energía fotovoltaica. Por lo tanto, esta investigación demuestra que el sistema móvil semidescentralizado evaluado es técnicamente factible para el tratamiento in situ de SS (desinfección y deshidratación), a la vez que es efectivo para recuperar simultáneamente recursos valiosos, como energía, agua y nutrientes.Files
s11356-021-17018-z.pdf.pdf
Files
(5.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2913492f1f0e9e95708b8e19336dbdf7
|
5.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظام متنقل جديد شبه لامركزي لتعقيم وتجفيف حمأة الصرف الصحي: تقييم تجريبي في وادي الأردن
- Translated title (French)
- Nouveau système mobile semi-décentralisé pour l'assainissement et la déshydratation des boues septiques : une évaluation à l'échelle pilote dans la vallée du Jourdain
- Translated title (Spanish)
- Nuevo sistema móvil semidescentralizado para la desinfección y deshidratación de lodos sépticos: una evaluación a escala piloto en el Valle del Jordán
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3209025660
- DOI
- 10.1007/s11356-021-17018-z
References
- https://openalex.org/W1481910260
- https://openalex.org/W1493262749
- https://openalex.org/W1562559930
- https://openalex.org/W1831107448
- https://openalex.org/W1971798103
- https://openalex.org/W1973874003
- https://openalex.org/W1982012929
- https://openalex.org/W1985924545
- https://openalex.org/W1995884045
- https://openalex.org/W1996149408
- https://openalex.org/W1998375408
- https://openalex.org/W1999821578
- https://openalex.org/W2008995871
- https://openalex.org/W2010128011
- https://openalex.org/W2025298883
- https://openalex.org/W2072064531
- https://openalex.org/W2185973960
- https://openalex.org/W2283418403
- https://openalex.org/W2287183532
- https://openalex.org/W2316654070
- https://openalex.org/W2322427200
- https://openalex.org/W2342892990
- https://openalex.org/W2536933884
- https://openalex.org/W2594117221
- https://openalex.org/W2604286061
- https://openalex.org/W2624598208
- https://openalex.org/W2626441105
- https://openalex.org/W2750676374
- https://openalex.org/W2767907097
- https://openalex.org/W2790280654
- https://openalex.org/W2799497258
- https://openalex.org/W2826999197
- https://openalex.org/W2889527829
- https://openalex.org/W2975305684
- https://openalex.org/W2987803108
- https://openalex.org/W2993165145
- https://openalex.org/W2996854322
- https://openalex.org/W3001699896
- https://openalex.org/W3009605306
- https://openalex.org/W3024497032
- https://openalex.org/W3034194289
- https://openalex.org/W3037557152
- https://openalex.org/W3087320601
- https://openalex.org/W3133706953
- https://openalex.org/W3190635904