Sewage sludge conversion to agricultural compost (Case Study: Jericho WWTP.)
Files
Date
2024-08-27
Authors
Maram Jadallah Mohammad Nassar
مرام جادالله محمد نصار
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
There is a rapid increase in sewage sludge products, where approximately 6468 tons of sludge are produced annually in Palestine. Sludge can cause environmental and health problems if not managed properly, including surface and groundwater pollution, emission of foul odors, transmission of diseases and harmful microbes, impacts on ecological systems, and economic repercussions. as well as the absence of a long-term solution to the serious situation in Palestine. The primary objectives of this study were to assess the composting potential of sewage sludge with various bulking agents and to identify the most effective combination.
Four trials of composting (Exp. 1, Exp. 2, Exp. 3, and Exp. 4) were carried out using sewage sludge, soil, Azolla, and palm leaves mixtures in all experiments. Palm leaves were proposed as a solution to another environmental issue because of the ecological harm they caused to Jericho City and the difficulty in getting rid of them. Additionally, Azolla was added because it contains important nutritional elements that help plants grow and flourish, such as proteins, vitamins, and minerals. In Exp. 4, Opuntia was added to the previous mixture instead of Azolla. Varying proportions of sewage sludge, Palm leaf, Opuntia (dry basis to moisture content 14–5%), and Azolla (wet basis to moisture content 88–8%) were used. The nutritional significance of Opuntia that lies in its ability to improve soil quality and support plant growth, which includes benefits like improving soil structure, providing nutrients, improving aeration, protecting against oxidation, and increasing water use efficiency in turned-windrows and open-air conditions.
This research utilizes a rigorous analytical methodology that systematically examines all necessary elements. The composting process was monitored for temperature and moisture content (MC), while organic matter (OM), pH, electrical conductivity (EC), and
C/N ratio were evaluated post-composting. The assessment of operational parameters revealed that the highest levels of organic matter degradation (32.5%), pH (7.18), C/N ratio (1/25.8), temperature (44°C), and composting duration (3 months) was achieved with the Exp. 2 mixture. Additionally, the Exp. 1 and Exp. 4 mixtures also demonstrated success in terms of these operational parameters following Palestinian specifications (OM>35%, pH 5-85, C/N ratio (1/25).
Using sewage sludge in composting procedures is important for agricultural waste management, cost-effectiveness, and process efficiency. This is especially true for palm leaves too, which were previously underutilized composting but showed encouraging results in this study. We found that the mixture Exp. 2 was the most successful in increasing growth, germination, stem length, and root density. The fourth Experiment was the next most effective. Then the first experiment. These results reflect the impact of different fertilizer components on plant growth and development. It is important to note that results in this study are solely derived from practical experiments, thereby enhancing the credibility of the findings.
هناك زيادة سريعة في منتجات الحمأة، حيث يتم إنتاج حوالي 6468 طنًا من الحمأة سنويًا في فلسطين. يمكن أن تسبب الحمأة مشاكل بيئية وصحية إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح، بما في ذلك تلوث المياه السطحية والجوفية، وانبعاث الروائح الكريهة، وانتقال الأمراض والميكروبات الضارة، وتأثيرات على النظم البيئية، بالإضافة إلى التداعيات الاقتصادية. وبسبب غياب الحلول طويلة المدى للوضع الخطير في فلسطين، كانت الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة تقييم إمكانية تحضير السماد العضوي من الحمأة باستخدام عوامل مختلفة وتحديد أفضل تركيبة فعالة. تم إجراء أربع تجارب للسماد (التجربة 1، التجربة 2، التجربة 3، التجربة 4) باستخدام خليط من حمأة الصرف الصحي والتربة والأزولا وأوراق النخيل في جميع التجارب. حيث تم اقتراح أوراق النخيل كحل لمشكلة بيئية أخرى بسبب الضرر البيئي الذي تسببه لمدينة أريحا وصعوبة التخلص منها. بالإضافة إلى ذلك، تمت إضافة الأزولا لأنها تحتوي على عناصر غذائية مهمة تساعد النباتات على النمو، مثل البروتينات والفيتامينات والمعادن. في التجربة 4، تمت إضافة الصبار إلى الخليط السابق بدلاً من الأزولا. وقد تم استخدام نسب متفاوتة من حمأة الصرف الصحي وأوراق النخيل والصبار (على أساس جاف إلى محتوى رطوبة 14-5٪) والأزولا (على أساس رطب بمحتوى رطوبة 88-8٪). حيث تكمن الأهمية الغذائية لنبات الصبار في قدرته على تحسين جودة التربة ودعم نمو النبات، والذي يتضمن فوائد مثل تحسين بنية التربة، وتوفير العناصر الغذائية، وتحسين التهوية، والحماية من الأكسدة، وزيادة كفاءة استخدام المياه في ظروف الرياح المفتوحة والهواء الطلق. يعتمد هذا البحث على منهجية تحليلية صارمة تدرس جميع العناصر اللازمة بشكل منهجي. تم مراقبة عملية التحضير للسماد من حيث درجة الحرارة ومحتوى الرطوبة، في حين تم تقييم المادة العضوية، والـ pH، والموصلية الكهربائية، ونسبة C/N بعد عملية التحضير. وأظهرت نتائج تقييم المعايير التشغيلية أن أعلى مستويات تحلل المادة العضوية (32.5%)، و pH (7.18)، ونسبة C/N (1/25.8)، ودرجة الحرارة (44 درجة مئوية)، وفترة التحضير (3 أشهر) تم تحقيقها باستخدام الخليط في التجربة 2. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت خلطات التجربة 1 والتجربة 4 أيضًا نجاحًا من حيث هذه المعايير التشغيلية وفقًا للمواصفات الفلسطينية (المادة العضوية > 35%، pH 5-8.5، ونسبة. (1/25) C/N يعد استخدام حمأة الصرف الصحي في إجراءات التسميد أمرًا مهمًا لإدارة النفايات الزراعية وفعالية التكلفة وكفاءة العملية. وينطبق هذا بشكل خاص على أوراق النخيل أيضًا، والتي لم يتم استغلالها بشكل كافٍ في السابق كسماد ولكنها أظهرت نتائج مشجعة في هذه الدراسة. وكانت النتيجة أن الخليط في التجربة 2 كان الأكثر نجاحاً في زيادة النمو والإنبات وطول الساق وكثافة الجذور. وكانت التجربة الرابعة هي التالية من حيث الفعالية. ثم التجربة الأولى. تعكس هذه النتائج تأثير المكونات المختلفة للسماد على نمو النباتات وتطورها. ومن المهم ملاحظة أن النتائج في هذه الدراسة مستمدة من التجارب العملية، مما يعزز من مصداقية النتائج.
هناك زيادة سريعة في منتجات الحمأة، حيث يتم إنتاج حوالي 6468 طنًا من الحمأة سنويًا في فلسطين. يمكن أن تسبب الحمأة مشاكل بيئية وصحية إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح، بما في ذلك تلوث المياه السطحية والجوفية، وانبعاث الروائح الكريهة، وانتقال الأمراض والميكروبات الضارة، وتأثيرات على النظم البيئية، بالإضافة إلى التداعيات الاقتصادية. وبسبب غياب الحلول طويلة المدى للوضع الخطير في فلسطين، كانت الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة تقييم إمكانية تحضير السماد العضوي من الحمأة باستخدام عوامل مختلفة وتحديد أفضل تركيبة فعالة. تم إجراء أربع تجارب للسماد (التجربة 1، التجربة 2، التجربة 3، التجربة 4) باستخدام خليط من حمأة الصرف الصحي والتربة والأزولا وأوراق النخيل في جميع التجارب. حيث تم اقتراح أوراق النخيل كحل لمشكلة بيئية أخرى بسبب الضرر البيئي الذي تسببه لمدينة أريحا وصعوبة التخلص منها. بالإضافة إلى ذلك، تمت إضافة الأزولا لأنها تحتوي على عناصر غذائية مهمة تساعد النباتات على النمو، مثل البروتينات والفيتامينات والمعادن. في التجربة 4، تمت إضافة الصبار إلى الخليط السابق بدلاً من الأزولا. وقد تم استخدام نسب متفاوتة من حمأة الصرف الصحي وأوراق النخيل والصبار (على أساس جاف إلى محتوى رطوبة 14-5٪) والأزولا (على أساس رطب بمحتوى رطوبة 88-8٪). حيث تكمن الأهمية الغذائية لنبات الصبار في قدرته على تحسين جودة التربة ودعم نمو النبات، والذي يتضمن فوائد مثل تحسين بنية التربة، وتوفير العناصر الغذائية، وتحسين التهوية، والحماية من الأكسدة، وزيادة كفاءة استخدام المياه في ظروف الرياح المفتوحة والهواء الطلق. يعتمد هذا البحث على منهجية تحليلية صارمة تدرس جميع العناصر اللازمة بشكل منهجي. تم مراقبة عملية التحضير للسماد من حيث درجة الحرارة ومحتوى الرطوبة، في حين تم تقييم المادة العضوية، والـ pH، والموصلية الكهربائية، ونسبة C/N بعد عملية التحضير. وأظهرت نتائج تقييم المعايير التشغيلية أن أعلى مستويات تحلل المادة العضوية (32.5%)، و pH (7.18)، ونسبة C/N (1/25.8)، ودرجة الحرارة (44 درجة مئوية)، وفترة التحضير (3 أشهر) تم تحقيقها باستخدام الخليط في التجربة 2. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت خلطات التجربة 1 والتجربة 4 أيضًا نجاحًا من حيث هذه المعايير التشغيلية وفقًا للمواصفات الفلسطينية (المادة العضوية > 35%، pH 5-8.5، ونسبة. (1/25) C/N يعد استخدام حمأة الصرف الصحي في إجراءات التسميد أمرًا مهمًا لإدارة النفايات الزراعية وفعالية التكلفة وكفاءة العملية. وينطبق هذا بشكل خاص على أوراق النخيل أيضًا، والتي لم يتم استغلالها بشكل كافٍ في السابق كسماد ولكنها أظهرت نتائج مشجعة في هذه الدراسة. وكانت النتيجة أن الخليط في التجربة 2 كان الأكثر نجاحاً في زيادة النمو والإنبات وطول الساق وكثافة الجذور. وكانت التجربة الرابعة هي التالية من حيث الفعالية. ثم التجربة الأولى. تعكس هذه النتائج تأثير المكونات المختلفة للسماد على نمو النباتات وتطورها. ومن المهم ملاحظة أن النتائج في هذه الدراسة مستمدة من التجارب العملية، مما يعزز من مصداقية النتائج.
Description
Keywords
Citation
Nassar، Maram Jadallah. (2024). Sewage sludge conversion to agricultural compost (Case Study: Jericho WWTP.) [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس.