Published July 9, 2021
| Version v1
Publication
Open
Inhibition of Ammonia and Hydrogen Sulphide Using Plant Waste Materials for Faecal Sludge Odour Control in Dry Sanitation Toilet Facilities
Creators
- 1. University of Science and Technology
- 2. Hanbat National University
- 3. University of Cape Coast
- 4. Kwame Nkrumah University
- 5. Kwame Nkrumah University of Science and Technology
Description
Abstract On-site dry sanitation facilities, although cheaper than wet sanitation systems, suffer from high malodour and insect nuisance as well as poor aesthetics. The high odour deters users from utilizing dry sanitation toilet as an improved facility leading to over 20% open defecation in Sub-Saharan Africa. To address this malodour concern, this study first assessed odour levels, using hydrogen sulphide (H 2 S) and ammonia (NH 3 ) as indicators, on two (2) dry sanitation facilities (T1 and T2). The potential of using biomass (sawdust, rice husk, moringa leaves, neem seeds), ash (coconut husk, cocoa husk) or biochar (sawdust, rice husk, bamboo) as biocovers to remove or suppress odour from fresh faecal sludge (FS) over a 12-day period was investigated. Results showed high odour levels, beyond and below the threshold limit for unpleasantness for humans on H 2 S (peak value: T1 = 3.17 ppm; T2 = 0.22 ppm > 0.05 ppm limit) and NH 3 (peak value: T1 = 6.88 ppm; T2 = 3.16 ppm < 30 ppm limit), respectively. The biomasses exhibited low pH (acidic = 5-7) whereas the biochars and ashes had higher pHs (basic = 8-13). Acidic biocovers generally reduced NH 3 emission significantly (12.5% to 64.8%) whereas basic biocovers were more effective at H 2 S emission reduction (80.9% to 96.2%). In terms of H 2 S and NH 3 removal, sawdust biochar was the most effective biocover with odour abatement values of 96.2% and 74.7%, respectively. The results suggest that locally available waste plant-based materials, like sawdust, when converted to biochar can serve as a cost-effective and sustainable way to effectively combat odour-related issues associated with dry sanitation facilities to help stop open defecation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص تعاني مرافق الصرف الصحي الجافة في الموقع، على الرغم من أنها أرخص من أنظمة الصرف الصحي الرطبة، من سوء الرائحة العالية وإزعاج الحشرات بالإضافة إلى الجماليات السيئة. تمنع الرائحة العالية المستخدمين من استخدام مرحاض الصرف الصحي الجاف كمرفق محسن مما يؤدي إلى أكثر من 20 ٪ من التغوط في العراء في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. لمعالجة هذا القلق من سوء الرائحة، قيمت هذه الدراسة أولاً مستويات الرائحة، باستخدام كبريتيد الهيدروجين (H 2 S) والأمونيا (NH 3 ) كمؤشرات، في مرفقين (2) للصرف الصحي الجاف (T 1 و T 2). تم التحقيق في إمكانية استخدام الكتلة الحيوية (نشارة الخشب، قشر الأرز، أوراق المورينجا، بذور النيم)، الرماد (قشر جوز الهند، قشر الكاكاو) أو الفحم الحيوي (نشارة الخشب، قشر الأرز، الخيزران) كغطاء حيوي لإزالة أو قمع الرائحة من الحمأة البرازية الطازجة (FS) على مدى فترة 12 يومًا. أظهرت النتائج مستويات رائحة عالية، تتجاوز وتقل عن حد العتبة للكراهية للبشر على H 2 S (قيمة الذروة: T 1 = 3.17 جزء في المليون ؛ T 2 = 0.22 جزء في المليون > 0.05 جزء في المليون) و NH 3 (قيمة الذروة: T 1 = 6.88 جزء في المليون ؛ T 2 = 3.16 جزء في المليون < 30 جزء في المليون)، على التوالي. أظهرت الكتلة الحيوية درجة حموضة منخفضة (حمضية = 5-7) في حين أن الفحم الحيوي والرماد كان لهما درجة حموضة أعلى (قاعدية = 8-13). قللت الأغلفة الحيوية الحمضية بشكل عام من انبعاث الهيدروجين الطبيعي 3 بشكل كبير (12.5 ٪ إلى 64.8 ٪) في حين كانت الأغلفة الحيوية الأساسية أكثر فعالية في خفض انبعاث غاز كبريتيد الهيدروجين (80.9 ٪ إلى 96.2 ٪). من حيث إزالة H 2 S و NH 3، كان الفحم الحيوي لنشارة الخشب هو الغطاء الحيوي الأكثر فعالية مع قيم خفض الرائحة بنسبة 96.2 ٪ و 74.7 ٪ على التوالي. تشير النتائج إلى أن المواد النباتية للنفايات المتاحة محليًا، مثل نشارة الخشب، عند تحويلها إلى فحم حيوي يمكن أن تكون وسيلة فعالة من حيث التكلفة ومستدامة لمكافحة القضايا المتعلقة بالروائح المرتبطة بمرافق الصرف الصحي الجافة بشكل فعال للمساعدة في وقف التغوط في العراء.Translated Description (French)
Résumé Les installations sanitaires sèches sur site, bien que moins chères que les systèmes d'assainissement par voie humide, souffrent de mauvaises odeurs et de nuisances dues aux insectes, ainsi que d'une esthétique médiocre. La forte odeur dissuade les utilisateurs d'utiliser les toilettes d'assainissement sèches comme une installation améliorée conduisant à plus de 20 % de défécation à l'air libre en Afrique subsaharienne. Pour répondre à cette préoccupation concernant les mauvaises odeurs, cette étude a d'abord évalué les niveaux d'odeur, en utilisant le sulfure d'hydrogène (H 2 S) et l'ammoniac (NH 3 ) comme indicateurs, sur deux (2) installations sanitaires sèches (T1 et T2). Le potentiel d'utilisation de la biomasse (sciure, enveloppe de riz, feuilles de moringa, graines de neem), des cendres (enveloppe de noix de coco, enveloppe de cacao) ou du biochar (sciure, enveloppe de riz, bambou) comme biocovers pour éliminer ou supprimer les odeurs des boues de vidange fraîches (FS) sur une période de 12 jours a été étudié. Les résultats ont montré des niveaux d'odeur élevés, au-delà et en dessous de la limite seuil de désagrément pour l'homme sur H 2 S (valeur de pic : T1 = 3,17 ppm ; T2 = 0,22 ppm > 0,05 ppm limite) et NH 3 (valeur de pic : T1 = 6,88 ppm ; T2 = 3,16 ppm < 30 ppm limite), respectivement. Les biomasses présentaient un faible pH (acide = 5-7) alors que les biochars et les cendres avaient des pH plus élevés (basique = 8-13). Les biocovers acides ont généralement réduit les émissions de NH 3 de manière significative (12,5% à 64,8%) tandis que les biocovers de base étaient plus efficaces pour la réduction des émissions de H 2 S (80,9% à 96,2%). En termes d'élimination de H 2 S et de NH 3, le biochar de sciure de bois était le biocover le plus efficace avec des valeurs de réduction des odeurs de 96,2 % et 74,7 %, respectivement. Les résultats suggèrent que les déchets végétaux disponibles localement, comme la sciure de bois, lorsqu'ils sont convertis en biochar, peuvent constituer un moyen rentable et durable de lutter efficacement contre les problèmes liés aux odeurs associés aux installations sanitaires sèches pour aider à arrêter la défécation à l'air libre.Translated Description (Spanish)
Resumen Las instalaciones de saneamiento seco in situ, aunque más baratas que los sistemas de saneamiento húmedo, sufren de alto mal olor y molestias por insectos, así como una mala estética. El alto olor disuade a los usuarios de utilizar el inodoro de saneamiento seco como una instalación mejorada que conduce a más del 20% de defecación al aire libre en el África subsahariana. Para abordar esta preocupación por el mal olor, este estudio evaluó primero los niveles de olor, utilizando sulfuro de hidrógeno (H 2 S) y amoníaco (NH 3 ) como indicadores, en dos (2) instalaciones de saneamiento seco (T1 y T2). Se investigó el potencial del uso de biomasa (aserrín, cáscara de arroz, hojas de moringa, semillas de neem), ceniza (cáscara de coco, cáscara de cacao) o biochar (aserrín, cáscara de arroz, bambú) como biocubiertas para eliminar o suprimir el olor de los lodos fecales frescos (FS) durante un período de 12 días. Los resultados mostraron altos niveles de olor, más allá y por debajo del límite umbral de desagradabilidad para los humanos en H 2 S (valor máximo: T1 = 3.17 ppm; T2 = 0.22 ppm > 0.05 ppm límite) y NH 3 (valor máximo: T1 = 6.88 ppm; T2 = 3.16 ppm < 30 ppm límite), respectivamente. Las biomasas mostraron un pH bajo (ácido = 5-7), mientras que los biochars y las cenizas tenían pHs más altos (básico = 8-13). Las biocubiertas ácidas generalmente redujeron significativamente la emisión de NH 3 (12.5% a 64.8%), mientras que las biocubiertas básicas fueron más efectivas en la reducción de emisiones de H 2 S (80.9% a 96.2%). En términos de eliminación de H 2 S y NH 3, el biochar de aserrín fue la biocubierta más efectiva con valores de reducción de olor de 96.2% y 74.7%, respectivamente. Los resultados sugieren que los materiales de desecho a base de plantas disponibles localmente, como el aserrín, cuando se convierten en biocarbón pueden servir como una forma rentable y sostenible de combatir eficazmente los problemas relacionados con los olores asociados con las instalaciones de saneamiento seco para ayudar a detener la defecación al aire libre.Files
latest.pdf.pdf
Files
(3.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ca0562c898b78f45aa08ed444a208160
|
3.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تثبيط الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين باستخدام مواد النفايات النباتية للتحكم في رائحة الحمأة البرازية في مرافق الصرف الصحي الجافة
- Translated title (French)
- Inhibition de l'ammoniac et du sulfure d'hydrogène à l'aide de déchets végétaux pour le contrôle des odeurs de boues de vidange dans les installations sanitaires sèches
- Translated title (Spanish)
- Inhibición de amoníaco y sulfuro de hidrógeno utilizando materiales de desecho de plantas para el control de olores de lodos fecales en instalaciones de inodoros de saneamiento seco
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3179243971
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-659004/v1