Assessment of Transboundary Sludge Pollution and Its Conversion into Energy Case Study: Nablus West Wastewater Treatment Plant
Date
2024-05-15
Authors
Eman Omar Morshed Mansour
ايمان عمر مرشد منصور
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
This thesis explores the potential of converting sludge into energy to address transboundary sludge pollution in the West Bank region, with Nablus West WWTP's adoption as a case study. It investigates the effectiveness of this approach in mitigating environmental pollution and promoting sustainability. Specifically, the study examines the impact of sludge-to-energy conversion on treatment costs per cubic meter of wastewater and evaluates the energy output per unit of sludge generated. Through comprehensive analysis, including cost-benefit evaluation and environmental impact assessment, the research offers valuable insights into the viability and benefits of this renewable energy solution. The findings underscore the significant energy generation potential from both local wastewater treatment plants and the broader West Bank population's sludge production. Through investment in sludge-to-energy conversion, these resources can be utilized to address the energy problem in Palestine while mitigating environmental and financial burdens linked with transboundary pollution. By promoting sustainable waste management practices and the utilization of renewable energy, the research contributes to advancing environmental sustainability and addressing transboundary environmental challenges, ultimately benefiting all stakeholders. The data from the sludge treatment operations at the Nablus West WWTP and the projected figures for the entire West Bank population underscore the substantial energy production and cost savings potential inherent in sludge-to-energy conversion. At the Nablus West WWTP alone, with a sludge production rate of 6,600 kg/day, methane production of 1,320 m³/day, and energy production of 3,938.32 kWh/day. Extrapolating these figures to the entire West Bank population, where the sludge production rate reaches 14,400,000 kg/day, methane production hits 2,880,000 m³/day, and energy production reaches 8,588,761.60 kWh/day. This comparison highlights the scalability and efficiency of sludge-to-energy conversion, with substantial benefits both at individual wastewater treatment plant levels and on a broader scale across the entire population. The study highlights the substantial benefits of sludge-to-energy conversion for addressing environmental pollution and advancing sustainable development in regions affected by transboundary sludge pollution. Comprehensive analysis reveals reduced greenhouse gas emissions, significant cost savings in wastewater treatment operations, and increased energy production efficiency. These findings support the widespread adoption of sludge-to-energy conversion technologies in wastewater treatment facilities to enhance environmental sustainability and economic efficiency.
تستكشف هذه الأطروحة إمكانية تحويل الحمأة إلى طاقة لمعالجة التلوث العابر للحدود في منطقة الضفة الغربية، مع اعتماد محطة معالجة مياه الصرف الصحي في غرب نابلس كدراسة حالة. وتدرس مدى فعالية هذا النهج في التخفيف من التلوث البيئي وتعزيز الاستدامة. وعلى وجه التحديد، تبحث الدراسة تأثير تحويل الحمأة إلى طاقة على تكاليف المعالجة لكل متر مكعب من مياه الصرف الصحي وتقيم إنتاج الطاقة لكل وحدة من الحمأة المتولدة. من خلال التحليل الشامل، بما في ذلك تقييم التكلفة والفوائد وتقييم الأثر البيئي، يقدم البحث رؤى قيمة حول جدوى وفوائد حل الطاقة المتجددة هذا. وتؤكد النتائج على إمكانات توليد الطاقة الكبيرة من كل من محطات معالجة مياه الصرف الصحي المحلية وسكان الضفة الغربية الأوسع. إنتاج الحمأة. ومن خلال الاستثمار في تحويل الحمأة إلى طاقة، يمكن استخدام هذه الموارد لمعالجة مشكلة الطاقة في فلسطين مع تخفيف الأعباء البيئية والمالية المرتبطة بالتلوث العابر للحدود. ومن خلال تعزيز ممارسات إدارة النفايات المستدامة واستخدام الطاقة المتجددة، يساهم البحث في تعزيز الاستدامة البيئية ومعالجة التحديات البيئية العابرة للحدود، مما يعود بالنفع في نهاية المطاف على جميع أصحاب المصلحة. وتؤكد البيانات المستمدة من عمليات معالجة الحمأة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي غرب نابلس والأرقام المتوقعة لجميع سكان الضفة الغربية على الإنتاج الكبير للطاقة وإمكانية توفير التكاليف الكامنة في تحويل الحمأة إلى طاقة. في محطة معالجة مياه الصرف الصحي غرب نابلس وحدها، بمعدل إنتاج الحمأة 6,600 كجم/يوم، وإنتاج الميثان 1,320 متر مكعب/يوم، وإنتاج الطاقة 3,938.32 كيلووات ساعة/يوم. وباستقراء هذه الأرقام لجميع سكان الضفة الغربية، حيث يصل معدل إنتاج الحمأة إلى 14,400,000 كجم/يوم، ويبلغ إنتاج الميثان 2,880,000 متر مكعب/يوم، ويصل إنتاج الطاقة إلى 8,588,761.60 كيلوواط ساعة/يوم. تسلط هذه المقارنة الضوء على قابلية التوسع وكفاءة تحويل الحمأة إلى طاقة، مع فوائد كبيرة على مستوى محطات معالجة مياه الصرف الصحي الفردية وعلى نطاق أوسع عبر جميع السكان. تسلط الدراسة الضوء على الفوائد الكبيرة لتحويل الحمأة إلى طاقة لمعالجة التلوث البيئي وتعزيز التنمية المستدامة في المناطق المتضررة من تلوث الحمأة العابر للحدود. ويكشف التحليل الشامل عن انخفاض انبعاثات الغازات الدفيئة، وتوفير كبير في تكاليف عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، وزيادة كفاءة إنتاج الطاقة. تدعم هذه النتائج الاعتماد الواسع النطاق لتقنيات تحويل الحمأة إلى طاقة في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي لتعزيز الاستدامة البيئية والكفاءة الاقتصادية.
تستكشف هذه الأطروحة إمكانية تحويل الحمأة إلى طاقة لمعالجة التلوث العابر للحدود في منطقة الضفة الغربية، مع اعتماد محطة معالجة مياه الصرف الصحي في غرب نابلس كدراسة حالة. وتدرس مدى فعالية هذا النهج في التخفيف من التلوث البيئي وتعزيز الاستدامة. وعلى وجه التحديد، تبحث الدراسة تأثير تحويل الحمأة إلى طاقة على تكاليف المعالجة لكل متر مكعب من مياه الصرف الصحي وتقيم إنتاج الطاقة لكل وحدة من الحمأة المتولدة. من خلال التحليل الشامل، بما في ذلك تقييم التكلفة والفوائد وتقييم الأثر البيئي، يقدم البحث رؤى قيمة حول جدوى وفوائد حل الطاقة المتجددة هذا. وتؤكد النتائج على إمكانات توليد الطاقة الكبيرة من كل من محطات معالجة مياه الصرف الصحي المحلية وسكان الضفة الغربية الأوسع. إنتاج الحمأة. ومن خلال الاستثمار في تحويل الحمأة إلى طاقة، يمكن استخدام هذه الموارد لمعالجة مشكلة الطاقة في فلسطين مع تخفيف الأعباء البيئية والمالية المرتبطة بالتلوث العابر للحدود. ومن خلال تعزيز ممارسات إدارة النفايات المستدامة واستخدام الطاقة المتجددة، يساهم البحث في تعزيز الاستدامة البيئية ومعالجة التحديات البيئية العابرة للحدود، مما يعود بالنفع في نهاية المطاف على جميع أصحاب المصلحة. وتؤكد البيانات المستمدة من عمليات معالجة الحمأة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي غرب نابلس والأرقام المتوقعة لجميع سكان الضفة الغربية على الإنتاج الكبير للطاقة وإمكانية توفير التكاليف الكامنة في تحويل الحمأة إلى طاقة. في محطة معالجة مياه الصرف الصحي غرب نابلس وحدها، بمعدل إنتاج الحمأة 6,600 كجم/يوم، وإنتاج الميثان 1,320 متر مكعب/يوم، وإنتاج الطاقة 3,938.32 كيلووات ساعة/يوم. وباستقراء هذه الأرقام لجميع سكان الضفة الغربية، حيث يصل معدل إنتاج الحمأة إلى 14,400,000 كجم/يوم، ويبلغ إنتاج الميثان 2,880,000 متر مكعب/يوم، ويصل إنتاج الطاقة إلى 8,588,761.60 كيلوواط ساعة/يوم. تسلط هذه المقارنة الضوء على قابلية التوسع وكفاءة تحويل الحمأة إلى طاقة، مع فوائد كبيرة على مستوى محطات معالجة مياه الصرف الصحي الفردية وعلى نطاق أوسع عبر جميع السكان. تسلط الدراسة الضوء على الفوائد الكبيرة لتحويل الحمأة إلى طاقة لمعالجة التلوث البيئي وتعزيز التنمية المستدامة في المناطق المتضررة من تلوث الحمأة العابر للحدود. ويكشف التحليل الشامل عن انخفاض انبعاثات الغازات الدفيئة، وتوفير كبير في تكاليف عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، وزيادة كفاءة إنتاج الطاقة. تدعم هذه النتائج الاعتماد الواسع النطاق لتقنيات تحويل الحمأة إلى طاقة في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي لتعزيز الاستدامة البيئية والكفاءة الاقتصادية.