Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Treatment of leachate using up-flow anaerobic sludge blanket reactors/vertical flow subsurface constructed wetlands

Tulun Şevket

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2020

|

Vol. 27, nr 1

129--137

EN

The composition of local solid waste consists mainly of biodegradable waste with high moisture and organic content. After being landfilled, the waste decomposes through a series of combined physico-chemical and biological processes, resulting in the generation of landfill leachate. Unless treated properly, the leachate poses a serious threat to the environment and to public health. In this study, the use of an engineered system consisting of an up-flow anaerobic sludge blanket reactor and a vertical flow subsurface constructed wetland for the treatment of landfill leachate was investigated. The leachate obtained from a landfill facility in Aksaray, Turkey was fed into both systems and laboratory tests showed that, over the 6-week study period, the systems were able to efficiently remove chemical oxygen demand (88.6 %) and total nitrogen (80.7 %). The results of this study suggested that Typha angustifolia significantly increased the removal of total nitrogen. The higher ammonia removal occurred in the anaerobic system and also the removal efficiency increased in planted bed, it is presumed to be the result of the ammonia nitrogen uptake by the roots of the plant.

2

Constructed Wetland do oczyszczania ścieków na terenach wiejskich

Jóźwiakowski Krzysztof, Micek Agnieszka, Malik Arkadiusz

Kierunek Wod-Kan

|

2019

|

Nr 4

24--31

PL

Na terenach wiejskich, gdzie budowa systemów zbiorowych jest niemożliwa ze względu na nadmierne koszty, coraz szersze zastosowanie znajdują lokalne systemy unieszkodliwiania ścieków. Do tego typu rozwiązań należą hydrofitowe oczyszczalnie, w literaturze anglojęzycznej określane jako „constructed wetland”.

3

Kinetics of Phosporus Removal from Laundry Wastewater in Constructed Wetlands with Equisetum hymale

Wahyudianto Febri Eko, Oktavitri Nur Indradewi, Hariyanto Sucipto

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 6

60--65

EN

The objective of this study was to determine the capacity, process, and kinetics of phosphorus (PO4-P) nutrients pollutant removal in constructed wetlands with Equisetum hymale plants. This research was conducted by using a batch system constructed wetlands with detention time variation of 1–5 days and using gravel, sand, and soil as the media. The laundry wastewater used for this research was collected from commercial activity in Surabaya city. The results of this research showed that the removal efficiency of PO4-P using the constructed wetlands with Equisetum hymale was between the range of 95.49–99.43%. The removal process was done by screening-adsorption, and the sedimentation mechanisms from the media, and the biosorpsion by the plants was shown by the increasing content of PO4-P in soil and plants, which amounted to 14.80% and 9.23% respectively. The removal kinetics of PO4-P was according to the second-order model with value of R2 = 0.99.

4

Application of Equisetum hyemale in Constructed Wetland: Influence of Wastewater Dilution and Contact Time

Wahyudianto Febri Eko, Oktavitri Nur Indradewi, Hariyanto Sucipto, Maulidia Dhila Nur

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 1

174--179

EN

In the present study, the systematic approach to evaluate potency of Equisetum hyemale in constructed wetland, bio-degradation and adsorption of TSS, COD, phosphate, and LAS were described. The overall objective of the study was to determine the ability of Equisetum hyemale to remove pollutants in laundry waste water in several percentage of dilution and contact time. This research used 4 groups of Equisetum hyemale in each reactor. Equisetum hyemale was planted in the richest nutrient of soil. The laundry waste water was contacted in batch system. The Equisetum hyemale removed TSS, COD, Phosphate, LAS until 90% in variation of waste water dilution after 2 days of contact. Equisetum hyemale showed best performance in 100% of laundry waste water. It was observed that 4 days of contact time were optimal for removing pollutants in laundry waste water. The Equisetum hyemale removed TSS, COD, Phosphate, LAS up to 90% in variation of contact time.

5

Application of Eco-innovative Technologies of Nutrients Removal in Wastewater – Case Study BARITECH Project

Kasprzyk M., Pierzgalski K., Wojciechowska E., Obarska-Pempkowiak H., Gajewska M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

143--160

EN

Eco-innovative technologies in wastewater treatment should provide not only stringent standards for the quality of treated wastewater but also ensure maximum recovery of energy and raw materials from wastewater. One of the ways to improve the removal efficiency of nitrogen and phosphorus compounds in existing conventional wastewater treatment plants is pretreatment of reject water generated during the mechanical dewatering of the digested sewage sludge. The aim of this research was to select the technological parameters of processes to ensure effective removal of nutrient elements (N, P) from RW treated in a SBR reactor in the nitritation/anammox process. The study was divided into two stages. The first stage was carried out to optimize nitrogen compounds removal in the effluent from ANAMMOX process used to treat reject water after centrifugation. The installation consists of single vertical subsurface flow (VSSF) beds located in stainless steel containers working parallel marked as BED control “0”, “I”, “II”. Samples have been taken for analysis to determine the changes of NH4-N, NO3-N and NO2-N in the effluent of each filter. In bed “0” the removal of nitrogen compounds was caused only by sorption at last until its capacity was reached. In bed “I” and “II” the NH4-N concentration in effluent and production of NO2-N with simultaneous changes of NO3-N indicated that nitrification was occurring. The investigation has shown different pattern of processes responsible for nitrogen compounds transformation and removal efficiency, depending on the bed substrate and vegetation. In the second stage the optimization of phosphates removal was carried out. The investigation was conducted in steady conditions in laboratory model with four batch reactors. Each batch reactor of synthetic wastewater with given concentration of phosphates (15 mg/dm3) was subjected to mixing. Samples for analyzing were taken from each beaker after assumed time of sedimentation. Studies were conducted to determine the optimal dose of Phoslock® with known concentration of phosphate anions PO43- in model solution, time of mixing and time of sedimentation. Samples were analyzed with following parameters: pH, total suspended solids, conductivity, turbidity, color and phosphate concentration. The carried out investigations confirmed high efficiency of phosphate anions PO443- removal (over 95%). Also study showed no relationship between the mixing time and the degree of reduction of phosphorus compounds.

PL

Innowacyjne technologie stosowane podczas oczyszczania ścieków powinny spełniać nie tylko wysokie wymagania dotyczące jakości oczyszczonych ścieków, ale także zapewnić maksymalny potencjał odzysku energii i surowców z ścieków. Jednym ze sposobów poprawy skuteczności usuwania związków azotu i fosforu w istniejących konwencjonalnych oczyszczalniach ścieków, jest wstępne oczyszczanie odcieków powstających podczas mechanicznego odwadniania osadu ściekowego po biologicznym oczyszczaniu ścieków. Celem badań było określenie charakterystycznych parametrów procesów technologicznych, dla zapewnienia skutecznego usuwania związków biogennych (N, P) ze ścieków po oczyszczaniu w procesie nitryfikacji/anammox zachodzącym w reaktorze typu SBR. Badanie zostało podzielone na dwa etapy. Pierwszy etap przeprowadzono w celu optymalizacji procesu usuwania związków azotu (NH4-N, NO3-N i NO2-N) z odcieków powstających z mechanicznego odwadniania przefermentowanych osadów ściekowych. Odcieki oczyszczane były w reaktorze SBR w procesie ANAMMOX. Instalacja pilotowa składała się z pojedynczych złóż o przepływie pionowym umieszczonych w zbiornikach ze stali nierdzewnej, pracujących równolegle oznaczonych odpowiednio jako złoże "0", "I", "II". Próbki do analizy pobierano w celu określenia zmian NH4-N, NO3-N i NO2-N w ściekach w każdym ze złóż. W złożu "0" (nie zasiedlonym trzciną) usuwanie związków azotu spowodowane było jedynie przed sorpcję, aż do wyczerpania jego pojemności sorpcyjnej. Natomiast zmiany stężenia NH4-N i wytwarzanie NO2-N przy jednoczesnych zmianach stężenia NO3-N wskazywały na zachodzący proces nitryfikacji w złożach "I" i "II" (oba zasiedlone trzciną). Doświadczenia wykazały różne mechanizmy procesów odpowiedzialnych za przemiany związków azotu i skuteczność ich usuwania, w zależności od podłoża i wegetacji. W drugim etapie badań przeprowadzono optymalizację procesu usuwania fosforanów. Natomiast doświadczenia związane z usuwaniem fosforu zostało przeprowadzone w laboratorium w warunkach nieprzepływowych przy zastosowaniu modelu z czterema reaktorami. Każdy reaktor zawierający ścieki syntetyczne o stężeniu fosforanów 15 mg/dm3 poddano mieszaniu. Próbki do analizy zostały pobierane z każdej zlewki po założonym czasie sedymentacji. Badania przeprowadzono w celu określenia optymalnej dawki preparatu Phoslock® przy znanym stężeniu anionów fosforanowych PO43- w roztworze modelowym, oraz znalezienia optymalnego czasu mieszania i sedymentacji. Próbki poddano analizie i określono następujące parametry: pH, zawiesinę, przewodnictwo, mętność, barwę i stężenie fosforanów. Przeprowadzone badania potwierdziły wysoką skuteczność usuwania PO43- (ponad 95%). Badanie nie wykazało zależności między czasem mieszania a stopniem redukcji związków fosforu.

6

The use of constructed wetlands for the treatment of industrial wastewater

Skrzypiec K., Gajewska M. H.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 34

233--240

EN

Constructed wetlands are characterized by specific conditions enabling simultaneous various physical and biochemical processes. This is the result of specific environment for the growth of microorganisms and hydrophytes (aquatic and semiaquatic plants) which are capable of living in aerobic, anaerobic and facultative anaerobic conditions. Their interaction contributes to the intensification of oxidation and reduction responsible for the removal and retention of pollutants. These processes are supported by sorption, sedimentation and assimilation. Thanks to these advantages, treatment wetland systems have been used in communal management for over 50 years. In recent years, thanks to its advantages, low operational costs and high removal efficiency, there is growing interest in the use of constructed wetlands for the treatment or pre-treatment of various types of industrial wastewater. The study analyzes current use of these facilities for the treatment of industrial wastewater in the world. The conditions of use and efficiency of pollutants removal from readily and slowly biodegradable wastewater, with special emphasis on specific and characteristic pollutants of particular industries were presented. The use of subsurface horizontal flow beds for the treatment of industrial wastewater, among others from crude oil processing, paper production, food industry including wineries and distillery, olive oil production and coffee processing was described. In Poland constructed wetlands are used for the treatment of sewage and sludge from milk processing in pilot scale or for dewatering of sewage sludge produced in municipal wastewater treatment plant treating domestic sewage with approximately 40% share of wastewater from dairy and fish industry. In all cases, constructed wetlands provided an appropriate level of treatment and in addition the so-called ecosystem service.

PL

W ostatnich latach rośnie zainteresowanie użyciem systemów hydrofitowych do oczyszczania lub wstępnego oczyszczania różnego rodzaju ścieków przemysłowych. W pracy zanalizowano aktualne wykorzystanie tych obiektów do oczyszczania ścieków przemysłowych na świecie. Przedstawiono warunki wykorzystania i skuteczności usuwania zanieczyszczeń łatwo i wolno biodegradowalnych, ze szczególnym naciskiem na zanieczyszczenia specyficzne poszczególnych gałęzi przemysłu. Opisano zastosowanie złóż z poziomym przepływem do oczyszczania ścieków między innymi z przeróbki ropy naftowej, produkcji papieru i przemysłu spożywczego. W Polsce obiekty hydrofitowe są wykorzystywane do oczyszczania ścieków i osadów z przetwórstwa mleka w skali pilotażowej lub do odwadniania osadów ściekowych wytwarzanych w oczyszczalni ścieków komunalnych z udziałem ścieków z przemysłu mleczarskiego i rybnego w wysokości 40%. We wszystkich przypadkach oczyszczalnie hydrofitowe zapewniły odpowiedni poziom usuwania zanieczyszczeń oraz tak zwany ecosystem service.

7

Treatment of simulated oil and gas production wastewater using Typha latifolia in a pilot-scale constructed Welland

Alalade O., Ferguson J., Pichtel J.

Environmental Biotechnology

|

2017

|

Vol. 13, No. 1

1--10

EN

During hydraulic fracturing (‘fracking’), large volumes of highpressure, chemically-treated water are pumped into subsurface strata to free trapped petroleum and natural gas. Chemicallyenriched water, along with brine and groundwater, collectively termed oil and gas production water (PW), are eventually recovered from the well. PW poses environmental and health risks; however, it can be reused if potentially hazardous constituents are removed. A two-stage pilot-scale constructed wetland containing cattail (Typha latifolia) was tested for treatment of synthetic PW. After 49 days, PW pH increased from 4.2 to 7.0, and electrical conductivity decreased from 22,100 to 3,300µS•cm-1. Typha shoots had bioconcentration factors for Pb ranging from 2.8 (Stage 1 of constructed wetland) to 8.0 (Stage 2). Transfer factors for Pb were 0.67 (Stage 1) and 1.37 (Stage 2). These results indicate that Typha may be effective for Pb removal from PWs. The present study may be of practical value to oil and gas production companies that plan to recycle or properly dispose of large quantities of oil and gas production wastewater.

8

Plants and soil amendments for remediation of soil affected by synthetic oil and gas production wastewater

Clay L. H., Pichtel J.

Environmental Biotechnology

|

2017

|

Vol. 13, No. 2

1--13

EN

Oil and gas production water (PW) is brought to the surface when hydrocarbon reservoirs deep within geologic strata are extracted. Large volumes of PW present environmental challenges when released to the land surface due to high levels of salinity and potentially toxic elements. The effects of PW on soil chemical properties and plant response were investigated in both growth chamber and field studies. In the growth chamber, wheat (Triticum aestivum) and red clover (Trifolium repens) were grown in soil which was flooded with synthetic PW. The PW was enriched with several metals (Na, Cu, Cr, Pb) and had an acidic pH (2.5) and EC of 33,650 dSm-1. Soil amendments included food waste compost, composted biosolids, gypsum (CaSO4) and NPK 10-10-10 fertilizer. Metal concentrations in soil and plants were determined using flame atomic absorption spectrophotometry. The food waste compost provided for maximal uptake by clover of Cu, Cr and Pb compared to all other amendments. In several soil treatments both wheat and clover behaved as metal hyperaccumulators having high bioconcentration factors (BCF, ratio of metal concentrations of plant tissue to soil). Clover was the most efficient in accumulating Cu and Cr in shoots (BCF = 22.2 and 30.6, respectively). Greatest metal uptake in both plant species occurred in either the biosolids or compost treatment. In a field study, plots were flooded with synthetic PW and grown to corn (Zea mays) and a turf mixture (Kentucky bluegrass, Poa pratensis and perennial ryegrass, Lolium perenne). Both corn and turf accumulated substantial soil Cu and Pb. Corn experienced significant die-off; however, turf survived the PW application. Turf mixtures, clover and/or wheat may be suitable for phytoremediation of PW-affected soil. Addition of organic amendments to soil may enhance metal uptake by plants.

9

Mikrozanieczyszczenia w środowisku – występowanie, interakcje, usuwanie

Miksch K., Felis E., Kalka J., Sochacki A., Drzymała J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 3

1--84

PL

W artykule przedstawiono szeroki zakres zagadnień dotyczących mikrozanieczyszczeń w środowisku naturalnym i antropogenicznym. Do omówionych zagadnień należą: źródła i występowanie mikrozanieczyszczeń w środowisku (w wodzie, glebie i powietrzu), ich los w środowisku, ekotoksyczność, sposoby ograniczania powstawania mikrozanieczyszczeń, szlaki przemian i produkty transformacji w środowisku, problematyka oczyszczania ścieków zawierających mikrozanieczyszczenia, prace badawcze dotyczące omawianej problematyki i przegląd wybranych rozwiązań w skali technicznej. Usuwanie mikrozanieczyszczeń stanowi aktualnie wiodący problem inżynierii środowiska. Wiedza o występowaniu tych zanieczyszczeń w środowisku jest już dość bogata, rozpoznano też częściowo jakie są ich losy w obiektach gospodarki wodnej i odpadami, także znaczny postęp nastąpił w zakresie znajomości efektywności technologii możliwych do zastosowania dla ich eliminacji ze środowiska. Rozwój technologii oczyszczania ścieków, a w mniejszym stopniu gospodarki odpadami, doprowadził już do usunięcia lub zmniejszenia zagrożenia spowodowanego znacznymi ilościami zanieczyszczeń, jednak aktualnie najbardziej palącym zagadnieniem jest występowanie mikrozanieczyszczeń, których działanie na środowisko przyrodnicze i człowieka nie można jeszcze oszacować. Ze względu na fakt, że występujące w środowisku mikrozanieczyszczenia antropogeniczne są bardzo zróżnicowane pod względem struktury chemicznej, a co się z tym wiąże – charakteryzują się innymi właściwościami fizyko-chemicznymi i w inny sposób działają na organizmy żywe obecne w środowisku, nie można wyróżnić jednego szlaku transformacji tych zanieczyszczeń. Mikrozanieczyszczenia antropogeniczne najczęściej nie są całkowicie rozkładane biologicznie, a ich transformacja związana jest ze zjawiskiem kometabolizmu oraz współdziałaniu określonych konsorcjów mikroorganizmów. Poszukiwaniu nowych, bardziej skutecznych, metod usuwania mikrozanieczyszczeń z środowiska powinna zawsze towarzyszyć ewaluacja toksyczności powstałych produktów. Produkty transformacji niektórych zanieczyszczeń były bardziej toksyczne w stosunku do organizmów wskaźnikowych niż substancje macierzyste. Głównym źródłem mikrozanieczyszczeń przedostających się do środowiska wodnego w krajach rozwiniętych (w przypadku terenów skanalizowanych) są komunalne oczyszczalnie ścieków. Z tego względu w artykule szczegółowo omówiono problematykę usuwania mikrozanieczyszczeń ze ścieków komunalnych w układach oczyszczania i doczyszczania ścieków. W artykule przedstawiono wyniki dotyczące usuwania wybranych mikrozanieczyszczeń (benzotriazol, mekoprop, diklofenak, sulfametoksazol i karbamazpina) w 11 rodzajach układów oczyszczania ścieków opartych zarówno na procesach biologicznych (oczyszczalnie hydrofitowe, stawy stabilizacyjne i układy z osadem czynnym), jak i fizyko-chemicznych (koagulacja, sorpcja na węglu aktywnym, zaawansowane procesy utleniania, fotoliza i ozonoliza) oraz różniących się zapotrzebowaniem powierzchni (co wynika z jednostkowej szybkości procesu) i konsumpcją energii (te dwa czynniki uznano za podstawę podziału na procesy intensywne i ekstensywne). Przedstawione w artykule zagadnienia stanowią podstawę do kreowania projektów badawczych, pozwalających przybliżyć moment w którym oczyszczalnie ścieków posiadać będą (czwarty) stopień, który zapewni likwidację zagrożeń wynikających z obecności w oczyszczonych ściekach substancji priorytetowych nawet w bardzo niskim stężeniu (co powodować może odległe w czasie skutki).

EN

The article presents a broad range of issues concerning micropollutants in the natural and anthropogenic environment. The issues discussed are: the source and occurrence of micropollutants in the environment (water, soil and air), their environmental fate, ecotoxicity, measures to reduce the produced amount of micropollutants, transformation pathways and transformation products in the environment, treatment of wastewater containg micropollutants, research projects dedicated to the discussed issues and a review of selected solutions on an industrial scale. Removal of micropollutants is currently a pressing problem of environmental engineering. Knowledge of the presence of these pollutants in the environment is already quite advanced, with partial understandingof their fate in waste and wastewater treatment processes. Also, significant progress has been made in the understanding of the applicability of various treatment methods and their effectiveness in the removal of micropollutants from waste streams. Development of wastewater treatment technology, and to a lesser extent, waste management, has already led to elimination or reduction of the risk posed by the significant amounts of pollution, but currently the most pressing issue is the presence of micropollutants whose effect on natural environment and humanrequires further studies. There is no single transformation pathway of micropollutants, due to the fact that they are diverse in terms of chemical structure, subsequently have various physico-chemical properties, and affect the organisms present in the environment in various manner. Anthropogenic micropollutants usually are not completely degraded biologically, and their transformation is associated with the phenomenon of co-metabolism and cooperation of certain consortia of microorganisms. The search for new, more effective, methods for removing micropollutants from the environment should always be accompanied by evaluation of the toxicity of the resulting products. Transformation products of certain micropollutants were more toxic to indicator organisms than the parent compounds. The main source of micropollutants entering the water environment in developed countries (in the case of sewered areas) are municipal wastewater treatment plants. For this reason, the article discussed in detail the issue of the removal of micropollutants from municipal wastewaterin the secondary and tertiary (post-treatment)treatment steps. The article presents the results for the abatement of selected micropollutants (benzotriazole, mecoprop, diclofenac, sulfamethoxazole and karbamazpina) in 11 types of wastewater treatment based on both biological processes (constructed wetlands, stabilization ponds and activated sludge systems) and physicochemical methods (coagulation, sorption on activated carbon, advanced oxidation, photolysis and ozonolysis), and the area requirements (due to the process rate) and the energy consumption (the two factors are the basis for the distinction between the intensive and extensive technologies). The issues presented in the article the basis for new research projects, allowing accelerating the moment in which the waste water treatment plants, will have a quaternary treatment step, which will significantly reduce of the risks of the presence of priority substances in the treated wastewatereven at very low concentrations (which may cause long-time effects).

10

Influence of reed Phragmites australis on an efficiency of oil-derivatives removal

Bergier T., Włodyka-Bergier A.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

19--25

EN

Constructed wetlands are the effective mean of stormwater management, also in a case of runoff from highways, parking lots and other surfaces contaminated with oil-derivatives, which are potential risk for environment, human health and biological wastewater treatment units. The mechanisms of oil-derivatives removal on wetland beds are complex and not fully understood, however the most important role seem to be played by adsorption on mineral filling, the activities of microorganisms and higher plants. The goal of the presented research is to evaluate the role of macrophytes in oil-derivatives removal processes, as well as to assess the plants’ resistance to the high concentrations of these pollutants. The research was conducted as pot experiments, with the usage of reed Phragmites australis and model solutions, simulating runoff from surfaces contaminated with oil-derivatives, in three concentrations (0.01, 0.02 and 0.05% of diesel fuel) and three detection times (24, 48 and 96 h). Both in raw and treated solutions, following parameters were measured: pH, conductivity, the sum of aliphatic hydrocarbons C7-C40 and their individual concentration. The research results were used to define the removal efficiency of the studied contaminates, especially oil-derivatives, on constructed wetlands beds, as well as to assess the macrophytes’ influence on these processes. The state and conditions of plants were also observed to assess their reaction on the examined concentrations of oil substances.

PL

Oczyszczalnie hydrofitowe są efektywnym sposobem zagospodarowania wód deszczowych, w tym również spływów powierzchniowych z dróg, parkingów i innych powierzchni zanieczyszczonych związkami ropopochodnymi, które stanowią zagrożenie dla środowiska naturalnego, zdrowia ludzi, a także systemów biologicznego oczyszczania ścieków. Mechanizmy usuwania związków ropopochodnych przez złoża hydrofitowe są złożone i nie w pełni poznane, jednak najważniejszą rolę wydaje się pełnić adsorpcja na wypełnieniu mineralnym złoża, działanie mikroorganizmów w nim bytujących oraz aktywność roślin wyższych. Celem prezentowanych badań jest określenie wpływu roślinności na skuteczność usuwania zanieczyszczeń ropopochodnych, a także ocena odporności roślin na wysokie stężenia tych związków. Badania przeprowadzono w formie doświadczeń wazonowych z wykorzystaniem trzciny pospolitej (Phragmites australis) oraz ścieków modelowych, symulujących spływy powierzchniowe z powierzchni zanieczyszczonych ropopochodnymi, o trzech stężeniach (0,01, 0,02 i 0,05% oleju napędowego), dla trzech czasów retencji ścieków (24, 48 i 96 h). W ściekach surowych oraz w ściekach po odpowiednim czasie zatrzymania oznaczano następujące parametry: odczyn pH, przewodność elektryczną właściwą, sumę węglowodorów alifatycznych C7-C40 oraz stężenia pojedynczych węglowodorów z tej grupy. Wyniki tych badań posłużyły do określenia efektywności usuwania badanych zanieczyszczeń, w szczególności ropopochodnych, przez złoża hydrofitowe i do określenia wpływu roślinności w tym zakresie. Poza tym prowadzono obserwacje stanu i kondycji roślin, co pozwoliło określić ich odporność na badane stężenia związków ropopochodnych.

11

Temperature impact of nitrogen transformation in technological system: vertical flow constructed wetland and polishing pond

Myszograj S., Bydałek F.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2016

|

No. 23(4)

125--136

EN

The article describes the results of the research, purpose of which was to evaluate influence of the temperature on the effectiveness of nitrification and denitrification in the sewage treatment system consisting of vertical flow constructed wetland and polishing pond. During the analysed period, the efficiency of removing total nitrogen was low and amounted to 12.7%. In the polishing pond in the summer period, content of total nitrogen in treated sewages was further decreased by nearly 50%. In the winter period, the polishing pond fulfilled mainly retention role and thus did not improve effectiveness of the whole system. Temperature coefficients, calculated on the basis of single first-order kinetics, for nitrification process in the filter bed (N-NH4+) and denitrification process in the polishing pond (N-NO3-) amounted to 1.039 and 1.089, respectively.

PL

W artykule opisano wyniki badań, których celem była ocena wpływu temperatury na efektywność procesów nitryfikacji i denitryfikacji w przydomowej oczyszczalni ścieków pracującej w układzie: złoże hydrofitowe o przepływie pionowym i staw doczyszczający. W analizowanym okresie sprawność usuwania azotu ogólnego była niska i osiągała wartość 12,7%. W stawie doczyszczającym w okresie letnim zawartość azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych uległa dalszemu obniżeniu o blisko 50%. W okresie zimowym, staw pełnił głównie rolę retencyjną, nie przyczyniając się do zwiększania efektywności pracy całego układu. Wyznaczony współczynnik temperaturowy na podstawie założeń kinetyki pierwszego rzędu dla procesu nitryfikacji w złożu (N-NH4+) oraz denitryfikacji w stawie doczyszczającym (N-NO3-) wynosił odpowiednio 1.039 i 1.089.

12

Zrównoważone gospodarowanie ściekami na przykładzie obszarów wiejskich

Obarska-Pempkowiak H., Kołecka K., Gajewska M., Wojciechowska E., Ostojski A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

585--602

EN

The Baltic Sea is highly susceptible to eutrophication. Among the nine countries located in the Baltic Sea catchment area Poland discharges the biggest load of nitrogen and phosphorus. Although in recent years this load has been significantly reduced, however it is still too high. No sustainable municipal management results in the decreasing water quality of the Baltic Sea contributing to the sea eutrophication. The implementation of the National Programme for Development of Sewage caused a number of activities related to the construction and modernization of existing wastewater treatment plants. Although the number of wastewater treatment plants has been constantly increasing, still a number of households do not have the possibility to connect to the municipal wastewater treatment plant, mainly for economic reasons. Although in Poland there is 3157 municipal wastewater treatment plants (the most in Central and Eastern Europe), only 64% of the population is connected to them. It is estimated that 7.64 million people do not have the possibility of connection to municipal wastewater treatment plants. One of the solutions to wastewater management, especially in non-urbanized areas, are on-site wastewater treatment plants, for example treatment wetland systems. These technologies provide a sustainable solution of sewage and sludge management, since they can be used not only for treatment of wastewater, but also for dewatering and stabilization of produced sewage sludge. The article presents the results of research on local constructed wetlands for biological wastewater treatment (from 15 to 750 inhabitants) located in Darżlubie, Wieszyno, Wiklino, Sarbsk and Schodno as well as individual treatment wetlands representing 9 on-site wastewater treatment plants built in three different configurations in the municipality of Stężyca. There are also results of research from sludge treatment reed beds used for dewatering and stabilization of sewage sludge from municipal wastewater treatment plants located in Denmark (Helsinge, Rudkobing, Nakskov, Vallo) and in Poland (Gniewino). Based on studies related to the latest examples of wastewater and sewage sludge management using treatment wetlands it has been shown that this method is a good example of ecological engineering. Local treatment wetland systems can be used as the second stage of wastewater treatment up to 3500 residents. With proper operation of primary tanks, these systems are characterized by high treatment efficiency. Treatment wetland systems can work as on-site wastewater treatment plants. The highest efficiency of pollutant removal was observed in the hybrid systems. Another facilities, constructed as reed beds or basins, are applied to effective dewatering and stabilization of sewage sludge. These facilities offer a sustainable solution of sludge management in local conditions.

13

Usuwanie związków azotu z odcieków składowiskowych w pilotowej oczyszczalni hydrofitowej

Wojciechowska E.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1484--1497

EN

Landfill leachate contains very high concentrations of ammonia nitrogen and COD. At the same time, BOD5 concentrations are quite low, which makes leachate treatment one of the most difficult and up-to-date problems of environmental engineering. In the recent years constructed wetlands are applied for landfill leachate treatment, alone or as one of treatment stages. The experiences from USA, Canada and Europe (Norway, United Kingdom, Slovenia, Sweden) show good removal efficiencies of surface flow systems (SF). Horizontal subsurface flow systems (HSSF) are less effective. At present the application of vertical flow subsurface beds (VSSF) for landfill leachate treatment is investigated. The vertical flow beds advantage are good conditions for nitrification of ammonia nitrogen. In the article the processes of nitrogen transformation and removal from landfill leachate in a pilot multi-stage constructed wetland consisting of two vertical subsurface flow beds (VSSF-1 and VSSF-2) followed by a horizontal subsurface flow bed (HSSF) were analyzed. The set-up of a pilot system was designed to treat high concentrations of ammonia nitrogen present in the leachate and to provide conditions for the sequence of nitrogen transformation processes (ammonification – nitrification – denitrification). The results from three research periods were discussed. In each period the operational conditions were changed. Different hydraulic loadings, leachate composition (with or without addition of municipal wastewater) and different operation conditions of vertical flow beds were applied. The total nitrogen removal effectiveness varied from 65 to 98%. Nitrification of ammonia nitrogen took place in the vertical flow beds, however the process was incomplete due to too high ammonia nitrogen concentrations in the raw leachate. Denitrification of nitrates in the last bed with horizontal flow of leachate was the limiting process. Quite high concentrations of nitrates were still present in the outflow from the bed. The reason for denitrification inhibition was deficiency of labile organic matter in the leachate inflowing to the HSSF bed. The conclusions for further applications were to use a hydrophyte pond instead of HSSF bed as the last stage of treatment which would increase the amount of easily decomposable organic matter form plant detritus. Also stripping of ammonia nitrogen before the inflow to constructed wetland would increase treatment effectiveness.

14

Nowoczesne techniki i technologie inżynierii środowiska

Miksch K., Cema G., Felis E., Sochacki A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

833--857

EN

The novel technologies used in environmental engineering were discussed in this paper – the formation of aerobic granules, the Anammox process, the advanced oxidation processes, the use of fungi for dyes decolorization, constructed wetlands, the soil phytoremediation supported by rhizosphere microorganisms and the use of molecular biology technique in environmental engineering. The structure of granular sludge is influenced by EPS production. The average diameter and density of biogranules increase due to EPS production. Although polysaccharides are essential, proteins were found to be the predominant component of aerobic granular sludge. Compared to loosely bound EPS (LB-EPS), tightly bound EPS (TB-EPS) showed more significant correlations with granules formation. This investigation will contribute towards a better understanding of the behavior and composition of EPS in sequencing batch reactors. The traditional nitrification and denitrification processes proceed well with typical municipal wastewater. Nevertheless, there are also nitrogen-rich wastewater streams like landfill leachate or reject waters from dewatering of digested sludge, for which traditional nitrification/denitrification can be generally ineffective due to free ammonia inhibition of nitrification and unfavorable biodegradable carbon content for denitrification. Because of high requirements for oxygen and the necessity for addition of external carbon source, treating such nitrogen-rich streams with nitrification/denitrification would become expensive and unsustainable. The least resources consuming pathway for the conversion of ammonium to nitrogen gas is a combination of partial nitrification and the Anammox process. The main advantages of this process compared to the conventional nitrification/denitrification are: low sludge production, decrease of the aeration costs by almost 60% (only half of the ammonia is oxidized to nitrite in the nitritation process without further oxidation to nitrate), and no need for external organic carbon source addition (Anammox process). Furthermore, anammox bacteria oxidize ammonium under anoxic conditions with nitrite as the electron acceptor, and converse energy for CO2 fixation. Additionally, the biomass yield of the Anammox process is very low (0.08 kg VSS kg NH4-N-1 in comparison to 1 kg VSS kg NH4-N-1 in conventional nitrification/denitrification process) consequently, little sludge is produced. The low sludge production is another factor that contributes to the substantially lower operation costs compared to conventional denitrification systems. Advanced oxidation processes (AOPs) are oxidative methods which are based on the generation of the hydroxyl radicals, which are very reactive and less selective than other oxidants. In the wastewater treatment technology, AOPs can be used in a combination with conventional biological techniques (so called hybrid processes), as pre- and post- treatment processes. The advanced oxidation processes have been used in order to increase the biodegradability and also detoxification of the wastewater. The ability of fungi to degrade lignin-cellulose debris is well known. In addition to these natural molecules they may also degrade synthetic compounds, including synthetic dyes. High effectiveness of Evans blue and brilliant green mixture removal by all tested strains was demonstrated. The process was the most effective and fast in shaken conditions. Finally strain MB removed 90% of tested mixture in shaken samples after 96h. It was the best result reached among all the strains used in the experiment. High removal efficiency was accompanied by a decrease of toxicity (from V class to III class in test with D. magna and from IV class even to non-toxic in test with L. minor). The highest decrease of phytotoxicity was noticed in samples with shaken biomass in which the effect of dyes mixture elimination was the best. The research indicates very high potential of tested strains for decolorization and detoxification of dyes mixture. Constructed wetlands are man-made system mimicking the process occurring in natural wetlands. These systems are considered to be an alternative to more technically advanced waste water treatment technologies. The development of constructed wetlands is envisaged to pursue the following directions grouped according to: the type of the waste water to be treated, target contaminants, treatment intensification methods, ancillary benefits and the locality. Mycorrhiza fungi can be used for phytoremediation proccess. They support plant growth by lowering the stress caused by the lack of phosphorus and water. They produce enzymes participating in several stages of xenobiotics decomposition, which is helpful in their further biodegradation performed by the other rhisospherical organisms. The natural colonisation of PAHs contaminated soil is a long-term process. It could be shortend by adding fungal propagules as an inoculum to the soil. Fungi used for the injections should be isolated from PAHs contaminated soil. That guarantees their survival and development in the contaminated environment. The level of PAHs elimination from soil depends on a type of bioremediation modification used. It was shown that the best results are obtained with monocotylous plants combined with bacterial and fungal biopreparations obtained from contaminated soil. The symbiosis of mycorrhiza fungi with monocotylous plants caused ca. 40% increase of 3, 4, 5 and 30% of 6-ring hydrocarbons removal from soil in comparison with the conventional methods. Important aspect of environmental protection and engineering is the possibility for qualitative and quantitative monitoring of complex microbial communities, responsible for biotechnological processes, such as: soil bioremediation, wastewater treatment or composting. Due to the fact that most of the environmental bacteria cannot be grown in the laboratory conditions molecular techniques are widely used in environmental engineering. Among these methods the Polymerase Chain Reaction (PCR)-based and hybridization-based (such as Fluorescent in situ Hybridization; FISH) techniques are known to be the most useful.

15

Rozkład wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych za pomocą sztucznych mokradeł

Felis E., Sochacki A., Nowrotek M., Miksch K.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 4

154--156

PL

Celem pracy było określenie efektywności usunięcia ze ścieków wybranych mikrozanieczyszczeń antropogenicznych za pomocą sztucznych mokradeł. Układ laboratoryjny składał się z systemów obsadzonych Phalaris arundinacea oraz reaktorów nieobsadzonych roślinnością. W badaniach wykorzystano 2 farmaceutyki, tj. diklofenak i sulfametoksazol oraz 2 inhibitory korozji, a mianowicie: benzotriazol i benzotiazol. Wyniki badań pokazały, że substancją najbardziej podatną na rozkład był benzotiazol, a rośliny nie miały istotnego wpływu na efektywność procesów usuwania tych związków ze ścieków.

EN

The aim of this study was to determine the removal efficiency of selected anthropogenic micropollutants from wastewater by means of constructed wetlands. The lab-scale system consisted of several unplanted columns and columns planted with Phalaris arundinacea. In the study 2 pharmaceuticals were used, i. e. diclofenac and sulfamethoxazole and 2 corrosion inhibitors, namely benzotriazole and benzothiazole. The results showed that benzothiazole was the most susceptible to degradation and the plants did not have a significant impact on the effectiveness of abovementioned processes.

16

The effectiveness of organic pollutants removal in constructed wetland with horizontal sub-surface flow

Jakubaszek A., Sadecka Z.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2015

|

No. 16

69--82

EN

This paper presents the results of the research work related to the removal efficiency from wastewater organic pollutants and suspended solids at HSSF (horizontal subsurface flow) construcred wetland. The average effectiveness defined as loss of value COD in wastewater has reached 77%, for BOD5 - 80% and TOC - 82%. The effect of seasonal temperature changes and the period of plant vegetation and rest on the effectiveness of wastewater treatment were also analyzed. The results of the presented research showed a decrease in the efficiency of removing organic pollutants from wastewater and suspended solids in the autumn and winter. During the vegetation the object in Małyszyn has been characterized by the effectiveness of wastewater treatment at the level of 78% for COD, 82% for BOD5, and in the non-vegetation period the effectiveness has decreased up to 75% for COD and 74% for BOD5. During the plants growth the total suspension was removed in 88%, whereas during the plants rest efficiency of removing lowered to 69%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące efektywności usuwania ze ścieków zanieczyszczeń organicznych w oczyszczalni hydrofitowej. Średnia skuteczność oczyszczania wyrażona jako obniżenie wartości ChZT w ściekach była na poziomie 77%, dla BZT5 80%, a dla OWO 82%. Analizowano również wpływ sezonowych zmian temperatury oraz okresu wegetacji i spoczynku roślin na skuteczność oczyszczania ścieków. Wyniki badań wykazały obniżenie efektywności usuwania zanieczyszczeń organicznych ze ścieków wyrażonych przez ChZT i BZT5 oraz zawiesiny ogólnej w okresie jesienno-zimowym. W okresie wegetacyjnym obiekt w Małyszynie charakteryzował się efektywnością oczyszczania ścieków na poziomie: 78% dla ChZT, 82% dla BZT5, a w sezonie pozawegetacyjnym skuteczność uległa obniżeniu do 75% w przypadku ChZT oraz 74% dla BZT5. Zawiesina ogólna w okresie wegetacji trzciny usuwana była w 88%, a w okresie powegetacyjnym w 69%.

17

Analiza podatności na rozkład biologiczny odcieków składowiskowych oczyszczanych w wielostopniowym systemie hydrofilowym

Wojciechowska E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 4

703--712

PL

Przedstawiono wyniki badań, których celem była analiza biodegradowalności odcieków składowiskowych oczyszczanych w wielostopniowym systemie hydrofitowym. Zastosowano układ technologiczny składający się z dwóch złóż o przepływie podpowierzchniowym pionowym oraz złoża o przepływie podpowierzchniowym poziomym. Podatność odcieków składowiskowych na rozkład biologiczny oceniano przez pomiar ChZT i jego frakcjonowanie, w odciekach po kolejnych etapach oczyszczania. Badania prowadzono w dwóch etapach: w pierwszym złoża zasilano odciekami składowiskowymi, natomiast w etapie drugim mieszaniną odcieków składowiskowych i ścieków bytowych. W obu etapach stwierdzono bardzo wysoki udział frakcji nierozkładalnych (Si oraz Xi) w odciekach doprowadzanych do pierwszego złoża, wynoszący 72,8% dla odcieków składowiskowych oraz 53,6% dla odcieków zmieszanych ze ściekami. W obu etapach badań bardzo niskie były wartości frakcji rozpuszczonej rozkładalnej na drodze biologicznej (Ss). Wartości frakcji rozkładalnych na drodze biologicznej obniżały się po kolejnych złożach. Odcieki odpływające z oczyszczalni hydrofitowej zawierały niemal wyłącznie substancję organiczną w formie niepodatnej na rozkład biologiczny. Stwierdzono wpływ jakości substancji organicznej (zawartości frakcji inertnych oraz podatnych na rozkład biologiczny oraz ilorazu BZT5/ChZT) na efektywność usuwania ChZT. Usuwanie ChZT przebiegało z wyższą skutecznością w okresie, kiedy odcieki zawierały dodatek ścieków bytowych. Potwierdza to, że dodatek labilnej materii organicznej korzystnie wpływa na efektywność oczyszczania odcieków w procesach biologicznych.

EN

In the article the results of analyses of biodegradability of landfill leachate treated in a multi-stage constructed wetland are presented. The treatment system consisted of two subsurface vertical flow beds followed by a subsurface horizontal flow bed. The biodegradability of leachate was evaluated by measurement of COD and COD fractions after subsequent stages of treatment. The research was conducted at two stages: in the first stage the beds were fed with pure leachate, while in the second stage the leachate was mixed with sanitary sewage. At both stages very high share of inert (not biodegradable) fractions (Si and Xi) was measured in the raw leachate discharged to the first bed (72.8% in the first stage and 53.6% in the second stage). Also at both stages the share of soluble biodegradable fraction Ss was very low. The shares of Ss fraction decreased after subsequent beds. At the outflow the leachate contained organic matter only in the inert form, resistant to biological treatment. It was found out that organic matter quality (the content of inert fractions and BOD/COD ratio) influenced the COD removal efficiency. The COD was more effectively removed in the second research stage which confirms that addition of sanitary sewage improves treatment efficiency of landfill leachate.

18

Statistical analysis of nitrogen in the soil of constructed wetland with horizontal sub-surface flow

Jakubaszek A., Wojciech M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 12

33--43

EN

The removal of nitrogen compounds in constructed wetlands depends on various physical, chemical and biomechanical factors as well as on conditions of the environment. The paper presents the results of a statistical analysis of the depositing of nitrogen at HSSF (horizontal subsurface flow) constructed wetland. The results of the substrate showed that the highest contents of nitrogen existed in the surface soil layer up to 20 cm of the depth. Nitrogen accumulation decreased in the deposit with depth, and in the direction of the wastewater flow.

PL

Usuwanie związków azotu w oczyszczalniach hydrofitowych uzależnione jest od wielu czynników fizyczno-chemicznych i biochemicznych oraz warunków środowiskowych. W artykule przedstawiono opracowanie statystyczne zawartości azotu ogólnego Kjeldahla w złożu hydrofitowym oczyszczalni. Wyniki badań materiału filtracyjnego wykazały, że największą zawartością azotu charakteryzowała się powierzchniowa warstwa gruntu do 20 cm głębokości. Kumulacja azotu malała wraz z penetracją w głąb złoża oraz w kierunku odpływu ścieków z oczyszczalni,

19

Niskoskładnikowe metody oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych

Boruszko D, Dąbrowski W, Grygorczuk-Petersons E., Magrel L., Wiater J

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2014

|

Vol. 5, no. 4

135--142

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące oczyszczania ścieków komunalnych, odcieków w oczyszczalniach mleczarskich, kompostowania osadów mleczarskich oraz fermentacji osadów w celu uzyskania biogazu. Stwierdzono, że w oczyszczalniach przydomowych uzyskuje się wysoką efektywność oczyszczania ścieków. Oczyszczanie odcieków przy pomocy hydrofitów wpływa korzystnie na pracę oczyszczalni ścieków mleczarskich. Stosowanie Efektywnych Mikroorganizmów przyspiesza procesy kompostowania różnych odpadów organicznych. Osady ścieków komunalnych i mleczarskich można fermentować i otrzymać biogaz.

EN

The paper presents results of studies concerning the treatment of municipal wastewater and effluents of dairy wastewater treatment plants, as well as, composting of dairy sludge and its fermentation for biogas. It was found that household sewage treatment plants have high efficiency of wastewater treatment. Treatment of effluents using hydrophytes enhances the activity of dairy wastewater treatment plant. The use of Effective Microorganisms accelerates the composting of different organie wastes. Municipal and dairy sewage sludge can be a source of biogas consisting primarily of methane (fermentation prócess).

20

Depth distribution of bacterial diversity in lab scale up flow constructed wetlands

Nowrotek M., Gnida A., Sochacki A.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2014

|

Vol. 7, no. 2

75--81

EN

This paper presents the results of research preformed on the biodiversity of bacteria at different depths of lab-scale constructed wetlands (CWs) systems loaded with water simulating electroplating wastewater. The bacterial biocenosis in two constructed wetland systems with different organic or mineral bed media was investigated. Samples were taken from the two columns to the metered synthetic galvanic wastewater, which included metals such as lead, nickel, zinc, copper and lactates, and cyanides. Samples were taken after 53 weeks of the experiment. The biodiversity analysis was performed on the basis of distribution of DNA fragments coding for bacterial 16S rRNA by denaturing gradient gel electrophoresis. Based on the bioinformatic analysis of the obtained fingerprints Shannon biodiversity index was calculated to estimate species diversity, and Jaccard index was determined, which allowed comparison of two communities. The study indicated that the two communities were significantly different, with a higher diversity in the column with a peat mixture.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących bioróżnorodności bakterii na różnych głębokościach wypełnienia złóż hydrofitowych wykorzystywanych w celu oczyszczania ścieków. Badano biocenozę bakteryjną dwóch złóż o wypełnieniu organicznym oraz mineralnym. Próbki pobrano z dwóch kolumn, do których dozowano syntetyczne ścieki galwanizerskie, w skład których wchodziły metale, takie jak: ołów, nikiel, cynk, miedź oraz mleczany, a także cyjanki. Próbki pobrano po 53 tygodniach pracy złoża.Analizę bioróżnorodności wykonano na podstawie wyników rozdziału fragmentów DNA kodujących bakteryjne 16S rRNA za pomocą elektroforezy w gradiencie czynnika denaturującego. Na podstawie analizy bioinformatycznej uzyskanego wzoru prążkowego (tzw. fingerprintu) wyznaczono współczynnik bioróżnorodności Shannona, stosowany do szacowania różnorodności gatunkowej, a także Indeks Jaccarda umożliwiający porównanie dwóch zbiorowisk bakterii. Uzyskane wyniki wykazały, że w kolumnie z wypełnieniem organicznym (torfem) bioróżnorodność bakterii jest większa w porównaniu z kolumną z wypełnienieem mineralnym.