Skip to Main Content

Table 2 presents typical characteristics of selected solid fuels and guideline characteristics for use of solid fuels. The average calorific values and ash contents of 10.9–13.4 MJ/kg DM and 47.0–58.7% for FS in this study were comparable to typical values of 7.0–14.4 MJ/kg DM and 39.5–57.0%DM for wastewater sludge in Europe (Luts 2000; Helena Lopes et al. 2003; Otero et al. 2007; Judex et al. 2012). The ash content of FS was much higher than that of faeces and excreta, with reported ash contents of 8 and 21% DM, respectively (Schouw et al. 2002; DWA 2008). High concentrations of ash are not desirable as it does not contribute to the fuel value (Tyagi & Lo 2013). In comparison to coal and recommended guideline values, dried FS has elevated concentrations of nitrogen, sulfur and chlorine, which indicates the potential for dioxin, furan, NOx, N2O, SO2, HCl, HF and CxHy formation during combustion (Werther & Ogada 1999; Roy et al. 2011). This indicates the need for high operating temperatures, above which, dioxins and furans are completely destroyed (Werther & Ogada 1999), and the need for large-scale applications which can effectively control emissions.

Table 2

Characteristics (all in dry mass) of dried FS in comparison to wastewater sludge, excreta, coal, guideline values for use of solid fuels in industrial applications and industrial limits

ParameterUnitFaecal sludge
Wastewater sludgea,b,c,dExcretae, faecesf,gCoala,bGuiding valuesh,iIndustrial limitsj,k,l,m,n
Kampala
FS Dakar
MeanSDMeanSD
Calorific value MJ/kg 10.9 3.5 13.4 2.0 7.0–14.4 – 31–34.9 – >8–14 
Moisture 8.1 2.9 6.7 0.7 6.6–26 – 1.6–10 – <10 
Ash 58.7 11.5 47.0 4.0 39.5–57 7.9–21.1 7.5–15 – <60–15 
Carbon 27.8 3.1 28.8 3.4 16.9–31.6 – 70–79.1 – – 
Hydrogen 4.2 0.5 4.2 0.4 3.3–7.6 – 4–5.0 – – 
Nitrogen 3.2 0.4 3.0 0.6 0.4–4.2 3.9–11.8 1.2–1.8 <2.5–0.6 – 
Sulfur 0.7 0.1 1.7 0.0 0.7–1.6 0.5–1.6 0.7–2.1 <0.2–0.1 <2.5–0.5 
Chlorine 0.04 0.01 0.14 0.03 0.07–0.4 – 0.06 <0.3-0.03 <0.5–0.2 
Phosphorus 1.4 0.4 1.0 0.1 3.1 1.3–2.3 0.51 – <1.0 
Arsenic ppm 0.6 0.4 2.8 0.5 <0.3–14 – <0.3–4 – – 
Cadmium ppm <2.0 0.0 <1.8 0.4 4–10.1 0.3–0.4 <1–0.17 <5 – 
Chromium ppm 485 298 401 212 190–530 0.7 12.2–33 – – 
Copper ppm 114 12 216 47 5.3–400 22–36 1.8–32 – <3,000–1,000 
Mercury ppm <0.9 0.5 <0.8 0.4 2.1–5.4 0.3 0.08–0.2 – <10 
Nickel ppm 24 30 40–45 2.5–4.8 12–19 – – 
Lead ppm 28 59 14 220–365 0.7–1.2 2.0–19 – – 
Zinc ppm 646 56 918 257 1,132–4,900 135–355 22.8–50 <800 – 
ParameterUnitFaecal sludge
Wastewater sludgea,b,c,dExcretae, faecesf,gCoala,bGuiding valuesh,iIndustrial limitsj,k,l,m,n
Kampala
FS Dakar
MeanSDMeanSD
Calorific value MJ/kg 10.9 3.5 13.4 2.0 7.0–14.4 – 31–34.9 – >8–14 
Moisture 8.1 2.9 6.7 0.7 6.6–26 – 1.6–10 – <10 
Ash 58.7 11.5 47.0 4.0 39.5–57 7.9–21.1 7.5–15 – <60–15 
Carbon 27.8 3.1 28.8 3.4 16.9–31.6 – 70–79.1 – – 
Hydrogen 4.2 0.5 4.2 0.4 3.3–7.6 – 4–5.0 – – 
Nitrogen 3.2 0.4 3.0 0.6 0.4–4.2 3.9–11.8 1.2–1.8 <2.5–0.6 – 
Sulfur 0.7 0.1 1.7 0.0 0.7–1.6 0.5–1.6 0.7–2.1 <0.2–0.1 <2.5–0.5 
Chlorine 0.04 0.01 0.14 0.03 0.07–0.4 – 0.06 <0.3-0.03 <0.5–0.2 
Phosphorus 1.4 0.4 1.0 0.1 3.1 1.3–2.3 0.51 – <1.0 
Arsenic ppm 0.6 0.4 2.8 0.5 <0.3–14 – <0.3–4 – – 
Cadmium ppm <2.0 0.0 <1.8 0.4 4–10.1 0.3–0.4 <1–0.17 <5 – 
Chromium ppm 485 298 401 212 190–530 0.7 12.2–33 – – 
Copper ppm 114 12 216 47 5.3–400 22–36 1.8–32 – <3,000–1,000 
Mercury ppm <0.9 0.5 <0.8 0.4 2.1–5.4 0.3 0.08–0.2 – <10 
Nickel ppm 24 30 40–45 2.5–4.8 12–19 – – 
Lead ppm 28 59 14 220–365 0.7–1.2 2.0–19 – – 
Zinc ppm 646 56 918 257 1,132–4,900 135–355 22.8–50 <800 – 

SD, standard deviation.

aHelena Lopes et al. (2003).

bLuts (2000).

cOtero et al. (2007).

dJudex et al. (2012).

eSchouw et al. (2002).

fVinnerås et al. (2006).

gDWA (2008).

hObernberger et al. (2006).

ivan Loom & Jaap (2008).

jDiaw (personal communication; Directeur Qualité-Sécurité-Environnement, Sococim Industrie, Rufisque, Senegal).

kHolcim (Schweiz) AG (2013).

lBarikurungi (personal communication; Industrial Ecology Coordinator, Hima Cement Ltd, Kampala, Uganda).

mMadlool et al. (2011).

nWBCSD (2014).

Close Modal

or Create an Account

Close Modal
Close Modal