Optimisation of the aerobic stabilisation process of sewage sludge through the use of high-purity oxygen additives – pre-implementation testing of the prototype
DOI:
https://doi.org/10.17512/instal.2026.05.03Keywords:
sewage sludge, high-purity oxygen, aerobic stabilisationAbstract
As part of the research, the course of the aerobic stabilisation process of sewage sludge with the use of high-purity oxygen was analysed. The research was conducted using pure oxygen at levels of 10, 25 and 50% of the total oxygen demand in the stabilisation process. The study was divided into two stages. In the first stage, experiments were carried out under laboratory conditions to analyse the effect of the amount of high-purity oxygen added under controlled conditions. The second stage was carried out at a sewage treatment plant under real operating conditions of the aerobic stabilisation process. In both stages, the addition of high-purity oxygen improved the efficiency of aerobic sludge stabilisation, which was reflected in changes in dry matter content, dry organic matter content and sludge hydration.
Downloads
References
1. Anjum, M., Al-Makishah, N. H., & Barakat, M. A. (2016). Wastewater sludge stabilization using pre-treatment methods. Process Safety and Environmental Protection, 102, 615-632.
2. Samaras, P., Papadimitriou, C. A., Haritou, I., & Zouboulis, A. I. (2008). Investigation of sewage sludge stabilization potential by the addition of fly ash and lime. Journal of hazardous materials, 154(1-3), 1052-1059.
3. Mei, X., Tang, J., & Zhang, Y. (2020). Sludge stabilization: Characteristics of the end-products and an alternative evaluative methodology. Waste Management, 105, 355-363.
4. Lloret, E., Pascual, J. A., Brodie, E. L., Bouskill, N. J., Insam, H., Juárez, M. F. D., & Goberna, M. (2016). Sewage sludge addition modifies soil microbial communities and plant performance depending on the sludge stabilization process. Applied Soil Ecology, 101, 37-46.
5. Suthar, S. (2010). Pilot-scale vermireactors for sewage sludge stabilization and metal remediation process: comparison with small-scale vermireactors. Ecological engineering, 36(5), 703-712.
6. Yoshida, H., Nielsen, M. P., Scheutz, C., Jensen, L. S., Christensen, T. H., Nielsen, S., & Bruun, S. (2015). Effects of sewage sludge stabilization on fertilizer value and greenhouse gas emissions after soil application. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B—Soil & Plant Science, 65(6), 506-516.
7. Czajkowska, J., & Kazimierczak, M. (2016). Wpływ dezintegracji mikrofalowej na proces tlenowej stabilizacji osadu nadmiernego. Scientific Review Engineering and Environmental Sciences, 25(4).
8. Kazimierczak, M. (2014). Modelowanie tlenowej stabilizacji osadów ściekowych z wykorzystaniem równań różnych rzędów. Scientific Review Engineering and Environmental Sciences, 23(1 [63).
9. Popenda, A., Kozak, J., & Włodarczyk-Makuła, M. (2019). Stabilizacja tlenowa osadów komunalnych i przemysłowych. Proceedings of ECOpole, 13(1-2), 145-154.
10. Ratajczak, P. (2012). Stabilizacja tlenowa–przegląd sposobów obliczeniowych. In Forum Eksploatatora (No. 6 (63), pp. 50-54).
11. Gawdzik, J., & Latosińska, J. (2012). Analiza mobilności metali ciężkich w wybranych osadach ściekowych z oczyszczalni ścieków o różnej przepustowości. Proceedings of ECOpole, 6(1), 319-324.
12. Malej, J. (2000). Właściwości osadów ściekowych oraz wybrane sposoby ich unieszkodliwiania i utylizacji. Rocznik Ochrona Środowiska, 2, 69-101.
13. Sengewein H. (1989) „Das Sauerstoff-Belebungsverfahren. Abwasserreinigung mit reinem Sauerstoff“, Academia Verlag Richarz, Sankt Augustin, Niemcy.
14. „BASF-Kläranlage reduziert Ammoniumfracht. Umrüstung von Belebungsbecken“, WasserSpiegel 2/1999, Messer Griesheim, Krefeld, Niemcy.
15. Gujer W., Jenkins D. (1975). The contact stabilization activated sludge process —oxygen utilization, sludge production and efficiency. Water Research 9(5–6), 553-560.
16. Bruemmer J.H. (1979) Use of Oxygen in Sludge Stabilization. Symposium of the transfer and Utilization of Particulate Control Technology: vol. 3 Scrubbers, Advanced Technology and HTP Applications, USA. EPA-600/7-79-044c. 544-558.
17. Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 31 grudnia 2021 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U. 2022 Poz. 89).
18. Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów ściekowych z dnia z dnia 6 lutego 2015 r. (Dz.U. 2015 Poz. 257)
19. Sobczyk, M. (2001). Zastosowanie czystego tlenu do uzdatniania wód podziemnych. Ochrona Srodowiska, 83, 37-39.
20. Ledakowicz, S., & Solecka, M. (2002). 9. INTEGRACJA METOD BIOLOGICZNEGO I CHEMICZNEGO UTLENIANIA ŚCIEKÓW PRZEMYSŁOWYCH. In Zarzycki R.(red.), Zaawansowane techniki utleniania w ochronie środowiska, Polska Akademia Nauk. Oddział w Łodzi. Komisja Ochrony Środowiska, Łódź 2002, ISBN 83-86492-13-9.. Polska Akademia Nauk. Oddział w Łodzi. Komisja Ochrony Środowiska.
21. Biń, A. K. (2000). Chemiczna degradacja zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych. Rocznik Ochrona Środowiska, 2, 383-405.
22. Piotrowski, R. (2011). Napowietrzanie w oczyszczalni ścieków-od modelu do sterowania. Napędy i Sterowanie, 13(2), 73-78.
23. Daniłowicz, A., Droździk, B., Jacalska, A., Karło, A., & Surmacz-Górska, J. (2016). Podczyszczanie wód osadowych pochodzących z odwadniania przefermentowanych osadów ściekowych w fotobioreaktorach glonowych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, 18(2), 45-54.
24. Wodołażski, A. (2021). Wybrane algorytmy uczenia maszynowego w segmentacji obrazu kłaczków osadów ściekowych. Przegląd Elektrotechniczny, 97, 134-136.
25. Wolski, P., Wolny, L., & Zawieja, I. (2010). Kondycjonowanie osadów nadmiernych poddanych stabilizacji a ich odwadnialność. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 13(1), 67-77.
Downloads
Published
License
Copyright (c) 2026 Dariusz Boruszko, Piotr Ofman, Dawid Łapiński, Maciej Taff (Autor)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits others to share the work with appropriate acknowledgment of the authorship and initial publication in this journal.
