V a r i abil i t y i n T H C , C O & N O x E m i ss i on s f r o m SS I s Robe r t Do m i na k t o : A m y H a m b r i ck 05 / 20 / 2010 11 : 37 AM C c : R S CH M I D T , M i c hael G a l b r a i t h , M a r i a G o m e z- T a y l o r , R on My e r s , K e t an P a t el , S u z anne Rud z i n s k i , R i ck S t e v en s , " M a r k

F e l t ne r " , " D a v e T a y l o r " , a kr an t z , C Ho r nba ck , k j one s
H i A my , T he f o ll o w i ng i s a s u m m a r y o f t he i t e m s t ha t w e d i s c u s s ed du r i ng ou r r e c en t t e l ephone c o n v e r s a t i on s :
1

. Ca r bon m ono x i de ( C O ) e m i ss i on s a r e s u b s t an t i a l l y lo w e r f r o m f l u i d i z ed bed i n c i ne r a t o r s t han m u l t i p l e hea r t h i n c i ne r a t o r s , due t o t he i r c o n f i gu r a t i on

. 2

. Unde r t h e P a r t 503 Regu l a t i on , t o t al h y d r o c a r bon ( T HC ) e m i ss i on s a r e a s u rr oga t e f o r a l l po t en t i a ll y t o x i c c o m pound s e m i ss i on s , i n c l u d i ng d i o x i n s

. 3

. P O T W s l o c a t ed i n Ne w J e r s e y t ha t p r a c t i c e i n c i ne r a t i on w e r e s ub j e c t t o a C O li m i t o f 100 p p m p r i o r t o t he p r o m u l ga t i on o f t he P a r t 503 Regu l a t i on ' s 100 p p m T HC l i m i t

. A s a r e s u l t , U

. S

. EP A al l o w ed a ll P OT W s t ha t p r a c t i c e i n c i ne r a t i on t o u s e an a l t e r na t e C O li m i t o f 100 pp m on a m on t h l y a v e r age ba s i s i n l i eu o f a T HC o f 100 p p m on a m o n t h l y a v e r age ba s i s

. 4

. A C O L i m i t o f 100 p p m i s s ub s t an t i al l y m o r e s t r i nge n t t han a T HC li m i t o f 100 p p m

. F o r e x a m p l e , an S S I w i t h T HC e m i ss i on s o f 20 p p m c ou l d h a v e C O e m i ss i on s o f 3 , 000 p p m

. 5

. N O x and C O e m i ss i o n s f r o m S S I s a r e i n v e r s e l y p r opo r t i onal

. 6

. N O x and T H C e m i ss i on s f r o m S S I a r e i n v e r s e l y p r o p o r t i onal

. G i v e n t he c o m p l e x i t y o f t he s e i ss u e s , I pul l ed f r o m m y f il e s a 1997 r epo r t t ha t P a c i f i c E n v i r o n m en t a l S e r v i c e s p r epa r ed f o r U

. S

. EP A t i t l ed " A n I n v e s t i ga t i on o f A l t e r na t i v e M ean s f o r D e m on s t r a t i ng C o m p li an c e w i t h t he P a r t 503 T o t al H y d r o c a r bon O pe r a t i onal S t an d a r d s " , and a 1999 W a t e r E n v i r o n m en t Re s ea rc h F ounda t i on ( W E R F ) r epo r t t i t l ed " E v a l ua t i ng and M ea s u r i ng B i o s o li d s I n c i ne r a t o r E m i ss i on s

. "
T he f o ll o w i ng i s a s u m m a r y o f t he pe r t i nen t i t e m s c on t a i ned w i t h i n t he s e r epo r t s :
P a c i f i c E n v i r o n m en t al S e r v i c e s S t ud y
T he m a i n pu r po s e o f t he P a c i f i c E n v i r o n m en t al s t ud y wa s t o de t e rm i ne i f t he r e w a s a r e l a t i on s h i p be t w een c on c en t r a t i on s o f T HC and C O i n S S I e x hau s t ga s e s , s o t ha t C O m o n i t o r s ( w h i c h a r e ea s i e r t o ope r a t e and m a i n t a i n ) c o u l d be u s ed i n l i eu o f T HC m o n i t o r s t o de m on s t r a t e c o m p l i an c e w i t h t he P a r t 503 Reg u l a t i on ' s m on t h l y T HC li m i t

. T he s t ud y m a i n l y f o c u s ed on m u l t i p l e hea r t h i n c i ne r a t o rs l o c a t ed i n A r l i ng t on V A and C l e v e l and O H , and a f l u i d i z e d bed i n c i ne r a t o r l o c a t ed i n Hun t i ng t on W e s t V A

. I n addi t i on , da t a w a s ob t a i ned f r o m 6 o t he r P O T W s t ha t h a v e m u l t i p l e hea r t h i n c i ne r a t o r s

. T he PE S s t ud y d i d no t f i nd a de t a i l ed enough c o rr e l a t i o n be t w een T HC and C O and no t ed t ha t S S I ope r a t i ng pa r a m e t e r s ( e

. g

. , f eed r a t e , m o i s t u r e c on t en t o f t he s e w age s l udge , hea t v a l ue o f t he s e w age s l udge , e t c

. ) a ff e c t t h e c on c en t r a t i on s o f bo t h T HC and C O i n e x hau s t ga s e s

. A s a r e s u l t , EP A de c i ded no t t o al l o w C O m o n i t o r s t o b e u s ed i n l i eu o f T H C m oni t o r , w he r e a P O T W i s de m on s t r a t i ng c o m p li an c e w i t h T HC l i m i t o f 100 p p m

.B e l o w a r e f i v e s c anned pag e s f r o m t he P ES Repo r t ( i

. e ., t he c o v e r page and f ou r g r aph s ) . T he g r aph s

c l ea r l y d e m on s t r a t e t ha t T H C and C O a r e r e l a t ed , bu t t ha t t he r e l a t i on s h i p v a r i e s f r o m P l an t t o P l an t , h a v i n g m an y v a r i a b l e s t ha t c an i m pa c t t he e m i ss i o n s

. W a t e r E n v i r o n m en t Re s ea rc h F ounda t i on S t ud y T he m a i n pu r po s e o f t he W E R F S t ud y w a s t o add r e s s p r e s en t and f u t u r e e m i ss i on c on c e r n s f o r P O T W s t ha t ope r a t e m u l t i p l e hea r t h i n c i ne r a t o r s

. T he p r i m a ry f i n d i ng s o f t he s t ud y w e r e a s f o ll o w s :
1 .T he t e a m r e v i e w ed m o r e t han 153 N O x e m i ss i on t e s t s t ha t w e r e c ondu c t ed on 24 m u l t i p l e hea r t h i n c i ne r a t o r s and f ound t ha t N O x e m i ss i on s f r o m m ul t i ple hea r t h i n c i ne r a t o r s v a ry f r o m 3 l b s / d ry t on t o 14 l b s / d ry t on
2

. N O x e m i ss i on s i n cr ea s e d a s t he t op hea r t h o r a ft e r bu r ne r t e m pe r a t u r e i n cr ea s ed

. 3

. N O x e m i ss i on s i n cr ea s e w i t h o x y gen c on t en t.
4

. N O x and T H C E m i ss i on s a r e i n v e r s e l y p r opo r t i onal

. 5

. N O x and C O e m i ss i o n s a r e i n v e r s e l y p r opo r t i onal

. 6

. C O e m i ss i on s a r e s u b s t an t i al l y h i ghe r t han T HC e m i s s i on s

. 7

. B o t h T HC and C O e m i ss i on s de cr e a s e w i t h t e m pe r a t u r e , w h il e N O x e m i ss i o n s i n cr ea s e

. A tt a c hed a r e f i v e s c anned pag e s f r o m t he W E R F r epo r t ( i

. e

. , t he c o v e r page and f ou r g r aph s

. )
P l ea s e do no t he s i t a t e t o c on t a c t m e i f y ou h a v e an y q ue s t i on s c on c e r n i ng t he a tt a c hed g r aph s , o r i f y ou need add i t i onal i n f o r m a t i on c on c e r n i ng T H C , C O and N O x e m i ss i on s f r o m SS I s

.

T han k s , B ob Do m i na k Co

- Cha i r N A C W A B i o s o li d s M anag e m en t C o mm i tt ee
Re s i dua l s & A i r E m i ss i on s M anage r No r t hea s t O h i o Re g i ona l S e w e r D i s t r i c t 3900 E u c li d A

v enue C l e v e l and , O H 44134
P hone : 216

- 881

- 6600 e x t

. 6405 E-M ai l : d o m i na kr @ neo r s d

. o rg**p**



## NOx **Emission Rate**  **(Lbs Per**  **Dry Ton)**  **1 4** **.-----------------------------------------�**

**: :**  **:** 

# ... **. :**  **1 2**  **- -**  **- -**  **- -**  **- -**  

### :

**-** 

## - **- - - - - -** 

### :

**- - - - - - - - -** 

### : 

# t

**- - - - -**  **- - -** 

### ...

**- -**  

# - **- - - -**  **-** 

# :

**- -** 

## . 

# .. **- - -**  **-**

**·** 

### . **. A** 

**.** 

## :� 

# ...

**... :**  

# : **... ...** 

**·** 

# . **... '**  

# . **. 10**  

## f-

**-** 

## . **- - -**  **- . ;**

**- -**  **- . -**  **.... :** 

**. - . - -**  **�.**

**-** 

# --!':

**- -**  

# - **...**

**- -**  

## - **:**



# . **- -**  

# .. **- -**  **-** 

## . **:**



# . . **...**

**- -**  

# ...

**-** 

### . **-**



### . 

# ... **... :**  

## ... 

# . 

# : **...**

**·** 

### . 

# .... **I '** **-. :**  **: .....**  **: � :**

**·** 

### . 

# ... **... ...**  **.** 

# ... **... Jl.** 

**. ...**  **... .**  **. ...**  **. �**  **. 8**  **r-**
**-** 

## - - **- - - - :**

**- -**  **- - -**  **- - .: - - - - . - - �.:** 



# . - **J;.�.**

**- - -**  

### :



## . **-** 

## ...



# . **- .**  **- - -** 

### : .



# . **- - - - -**  **. -**  

## .i **...** 

# . 

# : **t. ...**

**.** 

# ... ...... **.** 

## ...

**. :**  

# ... **... ...**  **...**
**. ...**  

# ...

**.** 

## 6 **f-**

**-** 

### - - - . - **- : - - . - -**

**- - ...... �** 

## ...**. :** 
**.. . - -**  

# . **- -** 

### .:



# . **... ......**



### . 

# . **. -**  

### :



## - **- - -**  **- -**  

### .. **.** 

# : **:**

**... !'t**  **...** 

# :...... 1'.... **... ...**  **: :**  **: t**  **'" .**  

# : **... ......**  **:**
**4** 

## c-

**.**

# :**j.1,;. �**  

# .. . . . **�.tc:.. ..** 

**.** 

# . **.** 

## . . **.** 

## . **. .**  

### .

**.** 

## . **",**
**.** 

# . **. .**  

## . 

# .

**.** 

# . **..** 

# .. **.**


# ... **: :**  **: "'**  

### : **: ..**  **,** 

### . **.** 

### . 

# t: **2 r-** 

**.** 

### . 

# - - - . '4

**- -**  

# . **-** 

### ... 

## . **.** 

### :
**- - -**  

## . **-** 

### . 

# . **- '**  

# : **. -**  

## . 

# . **-** 

## - **- -** 

## - **:**

**- - -**  

## - 

# . **. - -**  

## . **: .** 

# . **. - - -**  

## . **. -** 



## O**�----�I----�I----�I----L�----�I--� 500**  **700 900**  **1100 1300**  **1500 1700** 



## Top **Hearth or**  **AB** 

## Temperature **(Oeg F)** 

**Figure 2-**  **1. NUx**  **Emission Rates**  **for Surveyed MH**  **Furnace Tests**  **by Top**  **Hearth or**  **AS Exit Temperature** 
**- 24**  **Furnaces. 153**  **Tests**

**f,,'uaffng and**  **Measuring Biasolids**  **Inanerator Emiss**  **ions 2** 

**- 3** 

## NOx Mass Emission **rates (Ibs**  **per dry**  **ton)**

**1 4** 

**�-----------'----------------------------� +4%**  

## Oxygen **... 2.5%**  

## Oxygen **1 2** 

**- - - - -**  **- - ,**  

## - **- - - - - - -** 

# - **, - - - - - - - - -**  **, - - - - - - - - -**  **,** 

# - **- - - -** 

## - **- -** 

# - **, - -**  **- - - - -** 

# - **-**



### 10

**8**



## 6

**4**

**2 •**  

## •

**- - - -** 

# - **, -**  **, - - - - - - - -**  **'**



# : - - - , - - - - e' **. - - - -**  

# - **-** 

# - **: -**  

# •

**, .**  

# . **.** 

# , **.** 

# . **.** 

# . **. - -**  

# - **_** 

# .. **. ---_**  **... -.----**  

# - **--- -----.-**  **.** 

# . **- - ,**  **. ,**  

# .

**· '**  **,**

**---- -----------_.-**  **------.------** 

# , **' '** 



## - **-- -**  **-- --**  **-_W'-- A**  **� -**



# - **- - - - - - '**  

### :

**-** 

# - **- - - - -** 

# - **-** 

### :

**- -** 

# , **- - - - - -** 

### :

**- - -**  

# , **- -**  **- - -**

**· .**  **'** 

# , **.**

**- - - - -** 

# . **. -**  

# - **- - - - - - -** 

### . **-** 

### . **-** 

# - - - **- -** 

### . **- - - - - - - - - -** 

### . 

# - **.. - - - - - - - -**  **- - - - -** 

## - **· .**  **,** 

# , ,

**______ ______**  **____ �**  **______ �**  **______ _J**  **______**

**�** 

### 800 **900 1000**  **1100 1**  **200 1300**  **1 4**  **00**



## Afterburner **Exit Temperature**  **(Deg F)** 

**Figure 2**  **- 14.**  **NOx Emission**  **Rate by**  **AB Exit**  **Temperature and**  **Furnace Wet**  **Oxygen Level-**  **Cincinnati Mill**  **Creek Tests** 

**2-18**

## 1o**.-----------.------------,�--------� 100** 

**8**

**-** 

## c **a -** 

**...** 

## Q) **a. m**  **6 .0** 
**Q) iii**  **a: c**  **a 'iii**  **m E**  **4 w**  **m m**  **as :::E**  **x** 

### o **z** 

## 2 

## *NO **x A THe** 

**. - - .**  **- - ,-**  **- - - - -**  **',' .**  **- - .**  **- -**  **" -**  **. - - - -**  **- . - - - - - -**  **- ,. . - -**  **-**



### A:

**, ,**  **,**

**, , ' , ,**  **", ' , , , ,**  **A**

**' ,**  **' , ,**  **, , ,**  **, " ' , "**  **" ,**  **" '**  **. "**  **" "**  **" "** 



# •

**-----.-- ..**  **_-- ,..**  **.. __**  **..**

**- . . - - -**  **, - - -**  **- - -**  **- '. -**  **. -**  **- - - -**  **, -**  **. . - -**  **- -**  **.. . - -**  **- - . . , -**  **- - -**  **. - -**  

## 80

**60**

**40**

**20**

**O L-----�----�------L-----J-----�----�**  **O 800**  **900 1000**  **1100 1200**  **1300 1400** 



## Top **Hearth or AS**  **Temperature (Oe9**  **F)**

**Figure 2**  **-**

**22. NO.**  **and THe**  **Emissions by**  **Top Hearth/AS**  **Temperature at**  **Nominal 2.5%**  **Furnace Wet**  **Oxygen**

**- Cincinnati**  **Mill Creek**  **Test 2** 

**2,26 -**  **C Q)**  **C>** 

# � **a �**  **"0** 

## *' **,... @)**  **>** 

## E **a. a.**  **-** 

## c **a** 

# �

**... -**  

## c **Q) o**  **c a**  **() ()**  **:c ....** 

## 7 **1 0**  **0 00**  

## Concentration **(ppmv at**  **7%** 

## Dry **Oxygen)**

**: : :**  **= :**  

### : **: :**  

### : **: :**  **: :**  **: :**  **: :**  **: :**  **:** 

### : **: :**  **: :**  

### : **: :**  **: :**  **: : : :**  

### : 

# : **: :** 

**_._ .-------_**  **.----- --_._**  **._.-------- ·**  **.** 

# .

**---- - -**  **---_._-- ----_**  **... _------_._--**  **I •**  **• •**  

## .. **THC •**  

## CO

**. .** 

# . **. . .**  **. . .**  **. . . .**  **. .**  **.**



# . **. . .**  **. .** 

# . **. .** 

# . **. . . .**  **. . .**  

# . **.** 

# . **.** 

## . **1.----------1**

**____ __**  **• _**  **' .**  **_______ J**  **____ __**  **••**

**, ________**  **, , _**  **- - -**  **- _ - - •**  **- • -**  **- - - - -** 


# . **'** 

# . **.**

**- - -**  **- - - - -**  **' -**  **- - -** 

# . **- - -** 

### .. **- - - .**  

# . **. -**  **. "**  **- - - - - .**  **- .**  **' - - - - - - -**  **.** 

# . **. - - -**  **. - - -** 



# . **. ,**  

# .

**· .**  **. . .**  **..** 

# ;,**l t,.**  **.** 

# . �

**........ :** 

**.........** 

# :

**. .**  **.** 

# . **. .**  **..** 

# :

**.. ....**  **. .**

**· ....-**  **, ,**  

# . **,** 

## 1000 

# -: 

# : : : **: : :**  **::: : :**  **: :**  **: : : i :** 

# : **: : : �p :**  **: : :** 

# : **:** 

# : **: : : : : :** 

# : **:** 

# : **:** 

# : **: : : :** 

# : **:**

**-** 

# . **. - - - -**  **-** 

# . **'** 

# . **. - .**  

# . **- .**  

### .. **- .**  **-** 

# . **. . .**  

# . **" .**  **-** 

# . **- - -** 

# . **- ,**  **- - ..**  **- - - -**  

# . **.. - -**  **. - - -** 

**. ...**  **. .**  **. .**  **. ...**  **. .**  **... .**  **. .**  **. . .**  **. .**  **.. ......**  **. .**  **. ...**  **... . .**  **. ......**  

## : : **: : : : : :**  

# � **:** 

# : : : : : : : : : : : : : : : : 

# : **: : :**  **: : : :**  **: :** 

# � **: : : : : : :**

**: :**  **:** 

# : **:** 

# : **: :**

**- .**  **- - - -**  

# . **- - - - -** 

# . **- .**  **" - -**  **. - -**  **. . -**  **" - - -**  **. - -**  **. '**  

# . **' - .**  **- - .**  **-** 

# . **; - . -**  **. . . - -** 

**· '**  **,** 

# . .

**. .**  **-.- ---_.---------_.-_._-----_**  **... _----**  **--_ ..**  **_--- ---**  

# . **'** 

# . **,** 

## 100 **i-: : :**  **: : : : :::**  **: : : : : : : � : : : : : : : : :** 

# : **: : : : :**  

# : **: ::: : :**  

# : **: : : : : : : : : : : : :**

**- - - - - _**  **.. ,**  **...... _.**  **- ,**  **- - - - _** 

# . **- -**  **: -**  **- - - - - -**  **' ,'**  **- -**  **- - - -**  **- ;**  **.. - - - -**  **- -**

**_. - - -**  **- -**  **' ,**  **' _**  **.... - - -**  **, - - - - - - - -**  

# . **- _.**  **- - - - - '**  **, '**  **- - -**  **- - - - :**  **. . .**  **. .**  **. .**  **-** 

# • 

# • **• .**  **• .**  **• '-.**  **. •**  **: •**  **•**

**. ••**  **• ••** 

**• •**  **•**

**. •**  **• •**  **• ••**  **• .**  **• .**  **. •**  **• •** 

**,** 

# . **. •**  **• •**  **• .**  **•**

**10-** 

# •••••••••••••••• **; •••••**  **� •••**  **•** 

# • **••• • •••**  

# ·.1 ••••••• **: : :**  **: :** 

**: :** 

**: :**  **: :**  **: :**  **: :**  **: :**  **: :**  **: : :**  **: :**  **: :**  **: :** 

**.** 

### :

**: : : : : :**  

# : **: : : : :**  **: : :**  **. :**  **: : : : : :** 
**:**

**· '**  

### . 

# . **.**

**. .**  **. .**  **. .**  **. . .**  

# . **-_** 

### .. **-_ . . - _**  **. . ...**  

# . **.** 

# . **...** 

# . **--_ ._--_**  **...... ....**  **. ·**  **.** 

### . 

# . **,**

**· ...**  **- - .**  **- "**  **- .**  

# . **.. - -**  

### .. **. - -**  

# . **. .**  **- - "**  **- . .**  **.. - -**  **' ,**  **' . .**  

### . 

# . **- - -** 

### . 

# . **- -**  **.. -**  **. -** 

**- . -**  **. .** 

### . **. "**  **- .**  **- .**  **-** 

# . **. - -**  **, -**  **. .** 

# . **. .**  

# . **. ,-**  **. - - - - . - -**  **. - - -**  **. . . -**  **. ,**  

# . **- - - . . . -**

**· '**  **'** 

# . **.**

**•••• ,._.**  **_._ e_'.**  **- _ ••**  **-0 _.0**  **•• _**  **•• _··**  **•• 0,0**  **•••••• _ -**  **---- •• o**  **• •**  **, ,** 


## 1
**____**



## L-1

**____**



## L-1

**____** 

## L-

**1 ____** 



### �1 **____**



## �1

**____**

### � 

## 800 **900 1000**  **1100 1200**  **1300 1400** 



## Top **Hearth or**  **AS** 

## Temperature **(Deg F)** 

**Figur. 2-** 

**23. THC**  **and CO**  **Emission Profiles**  **by Top**  **Hearth/AB Temperature**  **at 4%**  **Furnace Oxygen**  **Level- Cincinnati**  **Mill Creek**  **Test 1** 

**fWJI lJDIing**  **and Measuring**  **Biosalid, Indnerator**  **Emissions 2·27**