The possible role of urban wastewater treatment plants in nutrient- and energy management
Keywords:
sludge, sewage plants, urban waste, biogas, biomethaneAbstract
In our article, we deal with the potential role of wastewater plants in energy generation and nutrient management. We primarily deal with larger size plants, since in these plants there is a wider spectrum of energy and nutrient management options. This is due to, inter alia, economies of scale, higher amounts of homogeneous raw material and, consequently, easier utilization and qualification of different products. In our estimates we have found that a purification plant using anaerobic technology for a population of 100,000 households can produce 2900 m3 of biogas per day and from this about 1900 m3 per day of biomethane. As regards the nutrient management of the site, the amount of the macro-element content of the incoming wastewater, which is approximately 13,000 m3, is 281.000 HUF (~ EUR 900) of TKN (Total Nitrogen, 1.3 t/day) and 68.000 HUF (~ EUR 220) of TP (total phosphorus 0.2 t/day). In the outgoing purified water there is a TKN of HUF 42.000 (~ EUR 133), and a TP of HUF 4.400 (~ EUR 14). The methods and the values used in the calculations can serve as basic data for further comparative tests and potentials for different size plants.
References
Bodáné Kendrovics, R. 2018. A szennyvíz mezőgazdasági felhasználásának indokai és feltételei. Hírcsatorna. A Magyar Víz- és Szennyvíztechnikai Szövetség Lapja. 6. 5–23.
Dittrich, E. 2016. Possibilities of application of natural wastewater treatment - our services - references. URL: http://www.lentileader.hu/feltoltes/files/6_EA_dittrich_erno_gyokerzonas_ Hidro_Consulting.pdf
Dulovics, D. 2012. A szennyvíztechnika energiakérdései. URL: http://docplayer.hu/18253815-Hir-maszesz-hirhozo-2-dulovics-dezso-a-szennyviztechnikaenergiakerdesei-3.html
Fogarassy, Cs., Nábrádi, A. 2015. Proposals for low-carbon agriculture production strategies between 2020 and 2030 in Hungary. APSTRACT: Applied Studies in Agribusiness and Commerce. 9 (4) 5–15. https://doi.org/10.19041/APSTRACT/2015/4/1
Gabnai, Z., Gál, B. S. 2016. A szennyvíziszap-hasznosítás energetikai és egyéb lehetőségei. Journal of Central European Green Innovation. 4 (1) 13–30.
Geissdoerfer, M., Savaget, P., Bocken, N., Hultink, E. 2017. The Circular Economy - A New Sustainability Paradigm? Journal of Cleaner Production. 143 (1),757–768. IN: Kiss, . (2018): Kék gazdaság vs. körforgásos gazdaság. URL: https://mta.hu/esemenynaptar/2017-04-13-korforgasos-gazdasag-a-realitas-hatarai-1051. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.048
Grant, N., Moodie, M., Weedon, C. 2012. The centre for alternative technology, Choosing ecological Sewage treatment. CAT Publication. 184. IN: Veres Z. T. (2015): Hagyományos aktíviszapos szennyvíztisztító telepek fejlesztéseinek potenciális hatékonysága. Doktori (PhD) értekezés. Debreceni Egyetem TTK.
Jámbor, A., Mizik, T. 2008. Bioethanol - Who is the Winner? In: Schäfer, C., Rupschus, C., Nagel, U. J. (editors): Enhancing the Capacities of Agricultural Systems and Producers. MACE, Margraf Publishers, Weikersheim, 210–215.
Kárpáti, Á. 2014. Modern methods of wastewater treatment. University of Pannonia - Institute of Environmental Engineering. 280. ISBN: 978-615-5044-99-1. Veszprém, 2014.
Kárpáti, Á. 2016. Szennyvíztisztítás - energetika - gazdálkodás a lakosság/települések szennyvizének tisztításában. MASZESZ Hírcsatorna, 3, 6–20.
Kovács, Z. 2017. Városok és urbanizációs kihívások Magyarországon. Magyar Tudomány. 178 (3) 302–310.
Kurucz, E., Antal, G., Fári, M. G., Popp, J. 2014. Cost-effective mass propagation of virginia fanpetals (sida hermaphrodita (l. ) rusby) from seeds. Environmental Engineering and Management Journal. 13 (11) 2845–2852. https://doi.org/10.30638/eemj.2014.319
McCarty, L., Bae, J., Kim, J. 2011. Domestic Wastewater Treatment as a Net Energy Producer - Can This be Achieved? Environmental Science & Technology. 45 (17) 7100–7106. https://doi.org/10.1021/es2014264
Nabel, M., Temperton, V. M., Poorter, H., Lücke, A., Jablonowski, N. D. 2016. Energizing marginal soils - The establishment of the energy crop Sida hermaphrodita as dependent on digestate fertilization, NPK, and legume intercropping. Biomass and Bioenergy. 87, 9–16. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2016.02.010
Popp, J., Pető, K., Nagy, J. 2014. Impact of Pesticide Productivity on Food Security. In: Lichtfouse E. (eds) Sustainable Agriculture Reviews. Sustainable Agriculture Reviews. 13. 19–33. https://doi.org/10.1007/978-3-319-00915-5_2
Popp, J., Kot, S., Lakner, Z., Oláh, J. 2018. Biofuel use: peculiarities and implications. Journal of Security & Sustainability Issues. 7 (3) 477–494. https://doi.org/10.9770/jssi.2018.7.3(9)
Pszczółkowska, A., Romanowska-Duda, Z., Pszczółkowski, W., Grzesik, M., Wysokińska, Z. 2012. Biomass Production of Selected Energy Plants: Economic Analysis and Logistic Strategies. Comparative Economic Research. 15 (3) 77–103. https://doi.org/10.2478/v10103-012-0018-6
Rózsáné Szűcs, B. 2013. Anaerob előkezelés hatása a szennyvíziszapok komposztálására. Doktori (PhD) értekezés. Szent István Egyetem, Környezettudományi Doktori Iskola. 165.
Sato, T., Qadir, M., Yamamoto, S., Endo, T., Zahoor, A. 2013. Global, regional, and country level need for data on wastewater generation, treatment, and use. Agricultural Water Management. 130, 1–13. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2013.08.007
Shen, Y., Linville, J. L., Urgun-Demirtas, M., Mintz, M. M., Snyder, S. W. 2015. An overview of biogas production and utilization at full-scale wastewater treatment plants (WWTPs) in the United States: challenges and opportunities towards energy-neutral WWTPs. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 50. 346–362. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.129
UNESCO 2017. Wastewater. The Untapped Resource. The United Nations World Water Development Report 2017. UNESCO & World Water Assessment Programme. 198
Vityi, A., Marosvölgyi, B. 2014. New tree species for agroforestry and energy purposes. In: Proceedings of the 2014 International Conference on Biology and Biomedicine II. (BIO'14); 2-4 April 2014; Prague, Czech Republic. 82–84. ISBN: 978-1-61804-232-3.
Internet 1: Water scarcity. Land & Water. Food and Agriculture Organization of the United Nations. URL: http://www.fao.org/land-water/water/water-scarcity/en/
Internet 2: Worldometers. URL: http://www.worldometers.info/
Internet 3: Wastewater treatment plants in Hungary. Municipal wastewater information system. URL: http://www.teszir.hu/?module=objektumlista/szennyviztisztito
Internet 4: Average Agricultural Expenditures. KSH (Central Statistical Office) 2018. URL: http://www.ksh.hu/docs/hun/xstadat/xstadat_evkozi/e_qsmb001a.html
Internet 5: Hammarby Sjöstad - a unique environmental project in Stockholm. 40. p. URL: http://large.stanford.edu/courses/2014/ph240/montgomery2/docs/HS_miljo_ bok_eng_ny.pdf
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2019 Gabnai Zoltán, Bai Attila
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Cikkre a Creative Commons 4.0 standard licenc alábbi típusa vonatkozik: CC-BY-NC-ND-4.0. Ennek értelmében a mű szabadon másolható, terjeszthető, bemutatható és előadható, azonban nem használható fel kereskedelmi célokra (NC), továbbá nem módosítható és nem készíthető belőle átdolgozás, származékos mű (ND). A licenc alapján a szerző vagy a jogosult által meghatározott módon fel kell tüntetni a szerző nevét és a szerzői mű címét (BY).
