Emissions of VOCs during municipal biowaste and sludge composting in Pilot scale reactors

During the composting process, organic matter is mainly transformed by aerobic reactions into a stabilized product.This process involves the production and release of some odorous gases to the atmosphere. There are far fewerpublished data on VOCs and odours emissions of composting process than emissions of others gases, such as NH3, N2Oor CH4 (Mallard (2005)). This article aims to evaluate VOCs and odours emissions during biowaste and sludgecomposting and to compare these emissions regarding different aeration conditions.

Further Authors:
P. Lavaud - Veolia Environnement Recherche & Innovation
A. Covez - Veolia Environnement Recherche & Innovation
R. Lecarpentier - Veolia Environnement Recherche & Innovation
M. Jolly - Veolia Environnement Recherche & Innovation

Two series of six composting experiments were carried out in 160L reactors, during 83d.Two different wastes were tested: a mixture of municipal biowaste (BIO) and a mixture of municipal sludge (BOU). Two different aeration strategies were applied to each type of waste: a sufficient aerated modality (BIO+ (Berthe (2012)) and BOU+), and anoxygen limited modality (BIO- and BOU-). The pilot reactors were mechanically turned twice for biowaste and threetimes for sludge during the first six weeks of composting and their content was screened on the 83th day. Temperatures in the core of the waste and oxygen concentration in emitted gas were continuously monitored. Initial mixtures,mixtures after each mechanical turning and final composts were sampled for physico-chemical analyses and estimation of organic matter stabilization (Van Soest fractionation). Punctual sampling of the gas in headspace was also done inTedlar® and Nalophane® bags, in order to analyze the specific VOCs concentration in the effluent gas. The sampling was done once a week during the first six weeks and every two weeks afterwards. Maximal temperature of sufficient aerated experiments was above 70°C and it remained high during several days,where as the temperature in BIO- and BOU- was never above 55°C. Emitted O2 concentration in BIO+ and BOU+ was greater than 5%v/v and confirmed that the aeration was not limited. 127 different VOCs were identified for biowaste and 62 for sludge. 30 of them (for each waste) were also quantified. The quantified compounds were classified into six families: terpenes, ketones, sulphur compounds, alcohols, aromatichydrocarbons and chlorinated compounds. Most of the VOCs appeared during the first six weeks of composting andtheir variability and concentration decreased during the process.Results of this study showed that:
• each waste was characterised by different VOCs groups: terpenes and ketones were the major VOCs emissions frombiowaste composting, whereas sulphur compounds and monocyclic aromatic hydrocarbons (MAHs) werecharacteristic from sludge composting,
• the evolution of VOCs concentration during composting were related to the type of waste and the aeration strategy:emissions decreased faster for sludge than for biowaste and for sufficient aerated reactors than for oxygen limitedones,
• odours evolution was similar to total VOCs evolution, but odour concentration was dependant on VOCs nature.In conclusion, VOCs and odorous emissions were specially detected during the active phase of composting, particularlywhen the aeration did not fulfil the process oxygen requirements. In order to decrease the olfactory nuisance, it would be necessary to enhance sufficient oxygenation conditions and to control the first part of the composting processes.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Quelle: Orbit 2012 (Juni 2012)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 8,00
Autor: Patricia Zan Alvarez
M. Chevallier
Hélène Bacheley

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