Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ mikrostruktury i zawartości dodatku biowęglowego na właściwości reologiczne smaru plastycznego

Molenda Jarosław, Dziosa Karolina, Makowska Monika, Łożyńska Monika, Kozdrach Rafał, Radulski Paweł, Hodniczek Tomasz, Musioł Filip

Przemysł Chemiczny

|

2025

|

T. 104, nr 10

986--991

PL

Przedstawiono wyniki badania właściwości użytkowych smarów plastycznych, zawierających dodatki biowęglowe otrzymane z biomasy lignocelulozowej: słomy pszenicznej i kukurydzianej. Wytworzone w procesie pirolizy dodatki różniły się mikrostrukturą, a w szczególności rozwinięciem powierzchni. Powierzchnia właściwa biowęgla ze słomy pszenicznej wynosiła 181,8 m²/g, a biowęgla ze słomy kukurydzianej 18,3 m²/g. Przedmiotem badań były litowe smary plastyczne na bazie parafinowej o różnej zawartości biowęgla (1, 3 i 5% mas.). Analizowano wpływ mikrostruktury i zawartości biowęgla na charakterystyki reologiczne kompozycji smarowych, czyli na pole pętli histerezy krzywej płynięcia w zakresie 0-300 1/s. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że większe rozwinięcie powierzchni dodatku biowęglowego ze słomy pszenicznej bardziej sprzyja tiksotropii smaru plastycznego. Z tego powodu do zastosowań komercyjnych korzystniejsze jest stosowanie biowęgla ze słomy kukurydzianej.

EN

Biochars obtained from wheat straw (BP) or corn straw (BK), differing in sp. surface area of 181.8 and 18.3 m²/g, resp., were used as an additive to paraffin-based Li grease in amts. of 1, 3, and 5% by mass. The effect of microstructure and biochar content on the rheological properties of the lubricant compositions, i.e., the surface area of the hysteresis loop of the flow curve in the range of 0-300 1/s, was analyzed. The more developed sp. surface area of BP biochar favors thixotropy of the grease. Therefore, BK biochar was preferred in commercial applications.

2

Przetwarzanie uwodnionej biomasy metodą karbonizacji hydrotermalnej

Kowalski Zygmunt, Makara Agnieszka, Nowaczek Agnieszka, Kulczycka Joanna

Przemysł Chemiczny

|

2025

|

T. 104, nr 5

569--574

PL

Przedstawiono metodę hydrotermalnej karbonizacji (HTC) przekształcającą uwodnioną biomasę w wysokiej jakości pellety biowęgla, chemicznie stabilne i składowalne. Metoda ta polega na fizykochemicznej konwersji związków organicznych węgla zawartych w uwodnionej biomasie, w warunkach beztlenowych i w wodzie jako środowisku reakcji. Metoda HCT jest technologią bezodpadową, mało energochłonną, charakteryzującą się niskimi kosztami procesowymi. Pozwala na zwiększenie stopnia recyklingu bioodpadów i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Przedstawiono także możliwości wykorzystania metody HTC do zagospodarowania odpadów biomasy w Polsce.

EN

The hydrothermal carbonization (HTC) method was presented that transforms hydrated biomass into high-qual. biochar pellets, chem. stable and storable. The method involves the physicochem. conversion of C org. compds. contained in hydrated biomass, under anaerobic conditions and with water as the reaction medium. The HCT method is a waste-free, low-energy technol. with low process costs. It allows for increasing the degree of recycling of bio-waste and reducing greenhouse gas emissions. The possibilities of using the HTC method to manage biomass waste in Poland were also presented.

3

Węgiel, ale jaki : Biowęgiel!

Czekała Wojciech

Przegląd Komunalny

|

2025

|

nr 3

30--31

PL

Przyzwyczailiśmy się do tego, że węgiel to kopalne paliwo, którego spalanie nie sprzyja klimatowi naszej planety. Z przedrostkiem „bio” jednak to już zupełnie inne paliwo, przyjazne środowisku, a poza tym materiał wspomagający kompostowanie, uszlachetniający glebę czy pochłaniający szkodliwe substancje. Biowęgiel to innowacyjny i cenny dla różnych sektorów gospodarki produkt.

4

Impact of biochar from sewage sludge on vegetable growth and metal uptake: an example of radish and butterhead lettuce

Radwaniecka Emilia, Chwiałkowski Wojciech, Mulkiewicz Ewa, Kumirska Jolanta

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 2

117--127

EN

This paper presents the results of research on metal migration from the biochar-amended soil to plants with edible root – radish (Raphanus sativus, Saxa 2), and edible above-ground part – butterhead lettuce (Lactuca sativa, Queen of May). The soil was enriched with biochar obtained from municipal sewage sludge through pyrolysis at 750–850°C in a pilot container installation designed for small – and medium-sized sewage treatment plants in agglomerations up to 10,000 population equivalents. The obtained biochar was characterised by a high content of sodium, magnesium, aluminium, potassium, calcium, and iron. The pot experiment was conducted under laboratory conditions at a constant temperature of 22°C, with humidity ranging from 39% to 55%. An additional light source was used to ensure optimal conditions for plant development, emitting light that simulated the insolation conditions typical of the growing season at Poland’s latitude. The vegetables were watered three times a week. The leachability test showed that elements were strongly bound to the biochar material and migrated to the aquatic environment in trace amounts. The influence of 5%, 10%, and 15% biochar addition to the soil substrate on vegetable growth and metal content was studied. A positive effect of biochar addition on vegetable yields was observed; the highest biomass of radish and lettuce was obtained in the substrate containing 5% biochar, where the yield increased by 6% and 17%, respectively. It was also observed that the addition of 5% biochar reduced metal concentrations in vegetables compared to the control. The determined content of heavy metals (lead and cadmium) in vegetables did not exceed the permissible levels specified by EU regulations. The high temperature of 750–850°C in the pyrolysis reactor allows for effective sanitation of municipal sewage sludge, resulting in a carbon material that can be successfully used in agriculture to improve soil properties. The use of biochar for agricultural purposes is much safer than the use of raw sewage sludge.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań migracji metali z gleby wzbogaconej biowęglem do roślin o jadalnym korzeniu – rzodkiewki (Raphanus sativus, Saxa 2) i jadalnej części nadziemnej – sałaty masłowej (Lactuca sativa, Queen of May). Glebę wzbogacono biowęglem otrzymywanym w procesie pirolizy komunalnych osadów ściekowych prowadzonej w temperaturze 750–850°C w pilotażowej instalacji kontenerowej przeznaczonej dla małych i średnich oczyszczalni ścieków w aglomeracjach do 10 000 RLM (Równoważnej Liczby Mieszkańców). Otrzymany biowęgiel charakteryzował się dużą zawartością sodu, magnezu, glinu, potasu, wapnia i żelaza. Uprawa doświadczalna była prowadzona w doniczkach w warunkach laboratoryjnych w stałej temperaturze 22°C i w zakresie wilgotności od 39% do 55%. Aby zapewnić roślinie optymalne warunki do rozwoju zastosowano dodatkowe źródło światła. Lampa emitowała światło symulujące warunki nasłonecznienia występujące w okresie wegetacyjnym dla szerokości geograficznej Polski. Warzywa podlewano trzy razy w tygodniu. Badanie wymywalności wykazało, że pierwiastki są silnie związane z materiałem biowęgla i w śladowych ilościach migrują do środowiska wodnego. Badano wpływ dodatku biowęgla do podłoża glebowego w ilości 5%, 10%, 15% na wzrost warzyw i zawartość metali. Zaobserwowano pozytywny wpływ dodatku biowęgla na plony warzyw. Największą biomasę rzodkiewki i sałaty uzyskano na podłożu zawierającym 5% biowęgla, gdzie plon wzrósł odpowiednio o 6% i 17%. Zaobserwowano, że dodatek 5% biowęgla powodowało zmniejszenie zawartości metali w warzywach w porównaniu do próbki kontrolnej. Oznaczona zawartość metali ciężkich (ołowiu i kadmu) w warzywach nie przekraczała dopuszczalnych poziomów określonych przepisami UE. Wysoka temperatura rzędu 750–850°C w reaktorze pirolitycznym pozwala na efektywną sanitację komunalnych osadów ściekowych dając w efekcie materiał węglowy, który może być z powodzeniem stosowany w uprawach warzyw jako dodatek poprawiający właściwości gleby. Rolnicze wykorzystanie biowęgla jest znacznie bezpieczniejsze niż użycie surowych osadów ściekowych.

5

Influence of biochar addition on the mechanical properties and workability of cement mortars

Helbrych Paweł, Zarzycki Robert, Kobyłecki Rafał

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 10

232--238

EN

The aim of the study was to assess the influence of biochar addition on the workability and mechanical properties of cement mortars. A 2.5% addition improved the consistency, while higher contents reduced both flow and strength. Compressive and flexural strength decreased with increasing biochar content. It was found that a safe biochar amount is up to 5% of the cement mass.

PL

Celem pracy była ocena wpływu dodatku biowęgla na właściwości plastyczne i mechaniczne zapraw cementowych. Dodatek ten w ilości 2,5% masy cementu poprawiał konsystencję zaprawy, natomiast większa zawartość prowadziła do zmniejszenia płynności i wytrzymałości. Wytrzymałość na ściskanie i zginanie zmniejszała się wraz ze wzrostem ilości biowęgla. Ustalono, że bezpieczny udział dodatku wynosi do 5% masy cementu.

6

Biowęgiel. Od biomasy do funkcjonalnego węgla przemysłowego

Małachowska Aleksandra, Olszewski Cyprian, Łukasik Natalia

Kierunek Chemia

|

2025

|

Nr 4

38-41

PL

Biowęgiel to jeden z najciekawszych materiałów w inżynierii chemicznej, chemii przemysłowej, ochronie środowiska, energetyce i technologii niskoemisyjnej. Jest pomostem między technologią a gospodarką - w czasach, gdy przemysł poszukuje rozwiązań łączących dostępność surowców, efektywność procesów i ograniczenie emisji.

7

A new ecological mineral-carbonaceous material for adsorption of organic pollutants : a step towards a circular economy

Słomkiewicz Piotr, Dołęgowska Sabina, Piekacz Katarzyna, Wideł Dariusz, Włodarczyk-Makuła Maria

Archives of Environmental Protection

|

2025

|

Vol. 51, no. 2

62--72

EN

Two industrial waste products – namely, cement bypass dust and apple pomace - were used in the synthesis of a new ecological mineral-carbonaceous material intended that can be used for the adsorption of organic pollutants. The raw materials were mixed at initial ratios of 1:5, 1:9, and 1:18, then subjected to pyrolysis in a nitrogen atmosphere at 800°C. The chemical characterization of the resulting mineral-carbonaceous materials showed that the concentrations of Zn, Cd, and Pb were significantly lower than those in the raw and pyrolyzed bypass dust samples, while the concentrations of Na, Mg, Si, and P were higher. The composition and structure of the mineral-carbonaceous materials depend on the initial dust-to-pomace weight ratio. All materials exhibited a mesoporous nature, with specific surface areas more than one hundred times greater than those of the individual substrates. The highest value exhibits the material with the 1:9 bypass dust-to-apple pomace ratio. This material also had a homogenous, fine-grained structure, with the bypass dust completely covered by carbon. After 24 h, approximately 90% of captan was removed from the aqueous solution and adsorbed onto the mineral-carbonaceous materials. The removal efficiency depended on the initial bypass dust-to-apple pomace ratio, with the best performance (97.3%) observed in the material synthesized at the 1:9 ratio. Our results confirm that otherwise useless wastes can serve as suitable substrates for the synthesis of mineral-carbonaceous materials, which can function as adsorbents for organic pollutants and as potential sources of valuable nutrients.

PL

Dwa odpady przemysłowe, pył cementowy i wytłoki jabłkowe, wykorzystano w syntezie nowego ekologicznego materiału mineralno-węglowego, który może być stosowany do adsorpcji zanieczyszczeń organicznych. Surowce zmieszano w proporcjach początkowych 1:5, 1:9 i 1:18 i poddano pirolizie w atmosferze azotu w temperaturze 800°C. Scharakteryzowano skład pierwiastkowy i mineralny oraz właściwości powierzchniowe za pomocą izoterm adsorpcji-desorpcji azotu w niskiej temperaturze. Właściwości adsorpcyjne kaptanu mierzono metodą GCMS. Charakterystyka chemiczna materiałów mineralno-węglowych wskazała, że stężenia Zn, Cd i Pb w syntetyzowanych materiałach były znacznie niższe niż w surowych i pirolizowanych przez próbki pyłu bypass, podczas gdy stężenia Na, Mg, Si lub P były wyższe. Skład i struktura materiałów mineralno-węglowych zależą od początkowego stosunku wagowego pyłu do wytłoków. Wszystkie materiały wykazywały naturę mezoporowatą, o powierzchni właściwej, która była ponad sto razy większa od powierzchni poszczególnych substratów. Jednak najwyższą wartość wykazuje materiał o stosunku pyłu bypass do wytłoków jabłkowych 1:9. Zaobserwowano, że po 24 godzinach około 90% kaptanu zostało usunięte z roztworu wodnego i zaadsorbowane na materiałach mineralno-węglowych. Wydajność usuwania zależała od początkowego stosunku pyłu bypass do wytłoków jabłkowych, a najlepsze wyniki (97,3%) odnotowano dla materiału o początkowym stosunku 1 do 9. Wyniki naszych badań potwierdziły, że bezużyteczne odpady stanowią odpowiednie substraty do syntezy materiałów mineralno-węglowych, które mogą być wykorzystywane jako adsorbenty zanieczyszczeń organicznych oraz stanowić potencjalne źródło cennych składników odżywczych.

8

Warunki pirolizy a właściwości fizyczno-chemiczne biowęgla pochodzenia roślinnego

Wolański Błażej, Świechowski Kacper, Kierzek Krzysztof, Opaliński Sebastian

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 4

541--544

PL

Biowęgiel (BC) od 2013 r. jest legalnym dodatkiem paszowym na terenie Unii Europejskiej. W dostępnej literaturze są przykłady badań dotyczących wykorzystania BC w żywieniu zwierząt, ale brak dokładnej charakterystyki zastosowanych biowęgli, obejmującej takie parametry, jak powierzchnia właściwa i wielkość porów, kluczowych, biorąc pod uwagę mechanizm wiązania toksyn przez BC. Przedstawiono charakterystyki BC otrzymanych ze słomy pszennej (SP) i zrębków drewna bukowo-dębowego (DBD). BC zostały wytworzone w procesie pirolizy w temp. 600°C i 900°C. W biowęglach uzyskanych ze słomy pszennej oraz zrębków drewna bukowo-dębowego dominowały pory o szerokości 0,6-1,8 nm (adsorbenty mikroporowate), a powierzchnia właściwa (metoda BET) wynosiła 267-578 m²/g.

EN

Beech and oak wood chips and wheat straw were pyrolyzed at 600 or 900°C. Nitrogen adsorption isotherms were detd. for the obtained biochars. The BET and QSDFT methods were used to det. the porosity parameters (sp. surface area, vol. and pore width). As the pyrolysis temp. increased, the sp. surface area of biochars increased significantly, regardless of the adsorption model used (BET or QSDFT). The obtained biochars were dominated by micropores (0.6-1.8 nm) and specific surface areas (BET method) was ranging from 267 to 578 m²/g. Anal. of the properties of biochars showed that the results obtained using these measurement methods differed.

9

Badanie właściwości energetycznych biowęgli z odpadowej biomasy roślinnej za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej

Molenda Jarosław, Drabik Jolanta

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 4

525--528

PL

Przeprowadzono pirolizę czterech surowców biomasy roślinnej: słomy pszenicznej, paździerzy lnianych, odpadów kukurydzianych i pestek wiśni, w atmosferze CO₂ i w trybie kaskadowego wzrostu temperatury, aż do osiągnięcia 500°C. Do oceny otrzymanych biowęgli zastosowano analizę termograwimetryczną i różnicową kalorymetrię skaningową (DSC). Wyznaczono ubytek masy oraz temperaturę i wielkość efektów cieplnych zachodzących podczas ogrzewania w warunkach utleniających. Wynikiem analiz była ocena efektów cieplnych zachodzących pod wpływem utleniania biowęgli, która potwierdziła możliwość stosowania techniki DSC do oceny ich właściwości energetycznych.

EN

Wheat straw, flax shives, corn waste or cherry pits were pyrolyzed in a CO₂ atmosphere in a cascading temp. increase mode until 500°C was reached. TG anal. and DSC were used to evaluate the obtained biochars. The mass loss, temp. and the magnitude of thermal effects occurring during heating under oxidizing conditions were detd.

10

Zagospodarowanie osadów ściekowych

Wojtasik Michał

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 10

646--652

PL

Osady ściekowe to produkt uboczny oczyszczania ścieków. Ten stały produkt powstaje zarówno przy obróbce ścieków komunalnych, jak i przemysłowych. Jest to materiał problematyczny, jednak cieszący się coraz większym zainteresowaniem, między innymi ze względu na jego potencjał energetyczny oraz odpadowe pochodzenie. Każde wykorzystanie osadów ściekowych wpisuje się w gospodarkę o obiegu zamkniętym, więc przewiduje się, że w najbliższych latach będzie to produkt poszukiwany na rynku. Osady ściekowe stanowią odpad o bardzo złożonym i zmiennym składzie, zależnym od miejsca wytworzenia i zastosowanej technologii oczyszczania ścieków – wykazano nawet pewne zmienności jego składu zależne od czasu (pory roku) ich pozyskania. W składzie osadów ściekowych znajdować się może wiele niebezpiecznych substancji, takich jak metale ciężkie, dlatego przed składowaniem lub ponownym wykorzystaniem materiał ten musi zostać przetworzony lub zmodyfikowany. Z drugiej strony osady ściekowe charakteryzują się stosunkowo wysoką wartością opałową, co powoduje, że stają się one coraz bardziej interesującym materiałem energetycznym o niskim śladzie węglowym (odpad). Przeszkodą w bezpośrednim jego zastosowaniu jako paliwa jest wysoka zawartość związków nieorganicznych, co przyczynia się do powstawania dużych ilości popiołów pochodzących z ich spalania. W niniejszej pracy przedstawiono ogólną charakterystykę osadów ściekowych powstających w procesie oczyszczania zarówno ścieków komunalnych, jak i przemysłowych. Zaprezentowano przykładowe wyniki badań fizykochemicznych osadów ściekowych pozyskanych z regionalnej instalacji przetwarzania odpadów komunalnych (RIPOK). Omówiono zmienność niektórych parametrów fizykochemicznych. Przedstawiono wybrane, perspektywiczne metody zagospodarowania osadów ściekowych, w tym zastosowanie ich w rolnictwie, kompostowanie, fermentację oraz termiczne przekształcanie. Szczególną uwagę zwrócono na metodę pirolizy, czyli beztlenowego przetwarzania osadów w kierunku otrzymywania biowęgla, czyli produktu o dużej wartości. Opisano kierunki wykorzystania biowęgla otrzymanego z osadów ściekowych. Na zakończenie artykułu odniesiono się do aktualnej struktury zagospodarowania osadów ściekowych w Polsce.

EN

Sewage sludge is a by-product of sewage treatment. This solid product is generated during the treatment of both municipal and industrial wastewater. Althought it is a problematic material, it is becoming increasingly popular, partly because of its energy potential and waste origin. Any use of sewage sludge is considered part of the circular economy, and therefore it is expected that the demand for this product will grow in the coming years. Sewage sludge is a waste with a very complex and variable composition, which depends on factors such as its place of production, the sewage treatment technology used; also, some variability of its composition has been shown to depend on the time (season) of its collection. The sludge may contain many hazardous substances, such as heavy metals, which necessitates processing or modification before storage or reuse. On the other hand, sewage sludge is characterized by a relatively high calorific value, which makes it an increasingly interesting energy material with a low carbon footprint (waste). However, its high content of inorganic compounds leads to significant ash production upon their combustion, which hinders its direct use as fuel. This paper presents the general characteristics of sewage sludge produced during the treatment of both municipal and industrial sewage. Examples of physicochemical test results for sewage sludge obtained from the Regional Municipal Waste Processing Installation (RIPOK) are provided, and the variability of selected physicochemical parameters is discussed. Selected prospective methods of sewage sludge management are also presented, including its use in agriculture, composting, fermentation, and thermal transformation. Particular attention is given to the pyrolysis method, i.e. anaerobic processing of sludge to obtain biochar, a valuable product. Various uses of biochars derived from sewage sludge are described. At the end of the article, the current structure of sewage sludge management in Poland is presented.

11

Use and environmental impact of substitute fuels in the iron ore sintering process

Nowak Martyna

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 6

art. no. 1

EN

The aim of the article is to present the results of the conducted research considering the application of substitute fuels in the iron ore sintering process and determination of RDF (Refuse Derived Fuel) potential as a substitute for part of the coke breeze in the sintering process. The tested substitute fuels were: biochars from sawmill sawdust, woodchips and sunflower husks, chars from waste car tires and “Blue Coal”. The results show, that there is a possibility to replace a part of the coke breeze in the sintering process with these substitute fuels. Thanks to the substitute fuels, it is possible to obtain higher production efficiency, better sinter strength and lower CO2 and SO2 emissions. The tests were performed in a unique semi-industrial installation to simulate the sintering processes equipped in an innovative exhaust gas neutralization system. The article also presents potential perspectives for Refuse Derived Fuels application in the sintering process. The metallurgical industry is constantly seeking for a new fuels, in order to meet the requirements of the European Green Deal in the field of circular economy and industry decarbonization.

PL

Celem publikacji jest przedstawienie wyników przeprowadzonych badań dotyczących zastosowania paliw zastępczych w procesie spiekania rud żelaza, a także określenie potencjału RDF (Refuse Derived Fuel) jako zamiennika części koksiku w procesie spiekania rud żelaza. W badaniach wykorzystano paliwa zastępcze takie jak: biowęgle z trocin, zrębek drzewnych i łusek słonecznika, karbonizaty z odpadów opon samochodowych oraz „Błękitny Węgiel”. Wyniki pokazują, że istnieje możliwość zastąpienia części koksiku wykorzystywanego w procesie spiekania, wymienionymi paliwami. Dzięki zastosowaniu paliw zastępczych możliwe jest osiągnięcie wyższej wydajności procesu, lepszej wytrzymałości spieku oraz obniżenie emisji CO2 i SO2. Testy zostały przeprowadzone w unikalnej instalacji w skali półtechnicznej do symulacji procesu spiekania, wyposażonej w innowacyjny system neutralizacji spalin. W artykule przedstawiono również potencjalne perspektywy wykorzystania RDF w procesie spiekania. Przemysł metalurgiczny stale poszukuje nowych paliw, w celu spełnienia wymagań Europejskiego Zielonego Ładu w zakresie gospodarki o obiegu zamkniętym oraz dekarbonizacji przemysłu.

12

Ocena odporności chemicznej zapraw polimerowych zawierających biowęgiel

Załęgowski Kamil, Kępniak Maja

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 6

458--462

PL

Częściowe zastąpienie w kompozytach polimerowych mikrowypełniacza z mączki kwarcowej biowęglem jest jednym z potencjalnych sposobów utylizacji tego odpadu. W artykule omówiono możliwość wykorzystania biowęgla jako składnika zapraw winyloestrowych, w kontekście ich odporności chemicznej. Badania wykonano dla zapraw o różnych składach ilościowych, a więc o różnej zawartości biowęgla. Poddano je 12-miesięcznej ekspozycji na chemicznie agresywne środowisko. Zastosowano roztwory kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,5% oraz wodorotlenku sodu o stężeniu 5%. Miarą odporności były zmiany masy, wytrzymałości na ściskanie, prędkości podłużnych fal ultradźwiękowych oraz ilościowe zmiany mikrostruktury w porównaniu z próbkami nieobciążonymi chemicznie. Wyniki badań wskazują, że zaprawy winyloestrowe z biowęglem są bardziej odporne na agresję chemiczną roztworem kwasu siarkowego(VI). Zaobserwowano wyraźny spadek wytrzymałości na ściskanie, prędkości fali ultradźwiękowej oraz wzrost wartości parametrów stereologicznych po ekspozycji kompozytów w roztworze zasady sodowej, w przeciwieństwie do agresji chemicznej w roztworze kwasu, po której zmiany właściwości i parametrów mikrostruktury zapraw nie były tak jednoznaczne.

EN

Partial replacement of quartz flour microfiller in polymer composites with biocarbon is one of the potential ways to utilize this waste. The article discusses the possibility of using biocarbon as a component of vinyl ester mortars, in the context of their chemical resistance. The tests were carried out for mortars with different quantitative compositions, and therefore with different biocarbon contents. They were subjected to 12-month exposure to a chemically aggressive environment. Solutions of 0.5% sulfuric acid(VI) and 5% sodium hydroxide were used. Measures of resistance were changes in weight, compressive strength, longitudinal ultrasonic wave velocities and quantitative changes in microstructure compared to chemically unstressed samples. The results show that vinyl ester mortars with biocarbon are more resistant to chemical aggression with sulfuric(VI) acid solution. A significant decrease in compressive strength, ultrasonic wave velocity and an increase in the values of stereological parameters were observed after exposure of the composites in sodium base solution. This is in contrast to the chemical aggression in the acid solution, after which the changes in the properties and microstructural parameters of the mortars were not so clear.

13

Transformacja wodorowa, ale jaka?

Godzwon Robert

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 7-8

2--4

PL

W artykule przedstawiono nowatorską ideę stworzenia systemu gospodarczego w dobie transformacji energetycznej, w transporcie samochodowym opartym na przerobie odpadów komunalnych w połączeniu z wytwarzaniem „zielonego wodoru”. Idea przedstawiona w artykule umożliwia rozwiązanie jednocześnie częściowo dwóch problemów, które towarzyszą obecnemu i przyszłemu nowoczesnemu społeczeństwu. Te problemy to niewystarczająca ilość paliw kopalnych, zanieczyszczenie środowiska naturalnego produktami ich spalania a także zanieczyszczenie odpadami produkowanymi przez cywilizację. Przedstawioną wstępną analizę korzyści z zastosowania technologii wytwarzania bio-LPG, z wykorzystaniem zielonego wodoru i węgla powstającego w wyniku procesów pirolizy niskotemperaturowej. Zaprezentowano schemat proponowanego procesu technologicznego. W artykule nakreślono również potencjalne „słabe punkty” procesu technologicznego, które w przyszłości powinny być szerzej przebadane, a także, „nocne punkty” i płynące z tego korzyści dla społeczeństwa. W artykule nie ma odpowiedzi na postawione w tytule pytanie, ponieważ nie istnieje pewnik, że idea procesu zostanie zaakceptowana przez świat nauki, a następnie przez świat gospodarki, jedynie można być pewnym, że zostanie zaakceptowana przez społeczeństwo, jeśli zostałoby wdrożone w skali przemysłowej przez gremia gospodarcze. Artykuł ten należy traktować jako głos w dyskusji o chyba najbardziej palącym problemie naszej cywilizacji, a mianowicie jak zwiększyć dostępność i konsumpcję energii przez społeczeństwa bez pogarszania kondycji otoczenia ekologicznego w jakim żyje. Oczywiście w dających się zaakceptować przez te społeczeństwa cenach. Dodatkowo jeśli udałoby się połączenie wzrostu produkcji energii z możliwością jednoczesnej utylizacji odpadów produkowanych przez cywilizację, gdyż dotychczas rozwój społeczeństw prowadzi nieuchronnie do wzrostu stopnia zanieczyszczenia planety, a odwrócenie tego trendu byłoby nadzieją dla przyszłych pokoleń. Mam nadzieję, że tekst ten spowoduje inne spojrzenie na temat transformacji wodorowej a właściwie rewolucji wodorowej.

EN

The article presents an innovative idea of creating an economic system in the era of energy transformation, in road transport based on the processing of municipal waste combined with the production of "green hydrogen". The idea presented in the article makes it possible to partially solve two problems that accompany the current and future modern society. These problems include an insufficient amount of fossil fuels, pollution of the natural environment with their combustion products, and pollution with waste produced by civilization. Presented is a preliminary analysis of the benefits of using bio-LPG production technology using green hydrogen and carbon generated as a result of low-temperature pyrolysis processes. A diagram of the proposed technological process is presented. The article also outlines the potential "weak points" of the technological process, which should be more extensively researched in the future, as well as the "strong points" and the resulting benefits for society. The article does not answer the question posed in the title, because there is no certainty that the idea of the process will be accepted by the world of science and then by the world of economy, but one can only be sure that it will be accepted by society if it were implemented on an industrial scale by economic bodies. This article should be treated as a voice in the discussion about perhaps the most pressing problem of our civilization, namely how to increase the availability and consumption of energy by societies without worsening the condition of the ecological environment in which they live. Of course, at prices acceptable to these societies. Additionally, if it were possible to combine the increase in energy production with the possibility of simultaneous utilization of waste produced by civilization, because the development of societies so far inevitably leads to an increase in the degree of pollution of the planet, and reversing this trend would be hope for future generations. I hope that this text will bring a different perspective on the hydrogen transformation, or rather the hydrogen revolution.

14

Environmental Impact of Waste Biochar and Biomass Recycling in Sustainable Cement Composites. Analysis

Ryłko Iwona, Komala Wojciech, Białowiec Andrzej

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 12

12--19

EN

This paper explores the technical and environmental benefits of using waste materials in cement production, such as reduced resource consumption, lower CO2 emissions, and improved waste management. The potential of waste materials, including organic fibers and biomass biochar, as substitutes for traditional raw materials is explored, highlighting their ability to improve concrete properties and reduce production costs. However, challenges such as maintaining raw material consistency, meeting standards, and overcoming technological barriers need to be addressed. Therefore, the study aimed to investigate and analyze the potential of using biochar, biomass, and waste as a cement additive, taking into account environmental and technical aspects of waste recycling. The research and analysis carried out indicate that biomass fly ash, lignin, and biochar meet environmental and industrial standards. These materials do not cause hazardous emissions to the environment. From an economic point of view, the use of biochar, lignin, and biomass fly ash can lead to significant cost reductions in the construction industry by reducing the need for traditional raw materials in the cement industry. The study found that although waste materials offer significant environmental and economic benefits, their widespread adoption requires overcoming environmental and technological hurdles. In particular, biochar was identified as a promising material for the development of sustainable construction.

PL

Niniejszy dokument analizuje techniczne i środowiskowe korzyści płynące z wykorzystania materiałów odpadowych w produkcji cementu, takie jak mniejsze zużycie zasobów, niższa emisja CO2 i lepsza gospodarka odpadami. Zbadano potencjał materiałów odpadowych, w tym włókien organicznych i biowęgla z biomasy, jako substytutów tradycyjnych surowców, podkreślając ich zdolność do poprawy właściwości betonu i obniżenia kosztów produkcji. Należy jednak stawić czoła wyzwaniom, takim jak utrzymanie spójności surowców, spełnianie norm i pokonywanie barier technologicznych. Dlatego też badanie miało na celu zbadanie i przeanalizowanie potencjału wykorzystania biowęgla, biomasy i odpadów jako dodatku do cementu z uwzględnieniem aspektów środowiskowych, technicznych i ekonomicznych. Przeprowadzone badania i analizy wskazują, że popioły lotne z biomasy, ligniny i biowęgla spełniają normy środowiskowe i przemysłowe. Materiały te nie powodują niebezpiecznych emisji do środowiska. Z ekonomicznego punktu widzenia wykorzystanie biowęgla, ligniny i popiołu z biomasy może prowadzić do znacznego obniżenia kosztów w budownictwie poprzez zmniejszenie zapotrzebowania na tradycyjne surowce w przemyśle cementowym. W badaniu stwierdzono, że chociaż materiały odpadowe oferują znaczące korzyści środowiskowe i ekonomiczne, ich powszechne przyjęcie wymaga pokonania przeszkód środowiskowych i technologicznych. W szczególności biowęgiel został zidentyfikowany jako obiecujący materiał do rozwoju zrównoważonego budownictwa.

15

Algal biochar in dairy wastewater treatment

Dziosa Karolina, Makowska Monika

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2024

|

Vol. 45, nr 2

art. no. e58

EN

The article presents a novel solution based on dairy wastewater sorption on a biochar substrate obtained through thermal decomposition of Chlorella sp. algae biomass. The algal biomass obtained in the culture medium containing wastewater from dairy production was separated from the culture medium through sedimentation and centrifugation and then freeze-dried. After freeze-drying, the dry biomass was pyrolysed at 600 °C in a CO 2 atmosphere.The EDS analysis showed that the oxygen-tocarbon (O/C) and nitrogen-to-carbon (N/C) ratios in the obtained material averaged 0.24 and 0.54 respectively. The arrangement and structure of the obtained biochar was evaluated using Raman spectroscopy. The observed spectra revealed the presence of D bands located at 1346–1354 cm -1 and corresponding to disordered carbon structures, as well as G bands located at 1585–1594 cm -1 and corresponding to tensile vibrations. The D/G intensity ratio was determined at 0.28. The next phase of the research involved sorption of dairy wastewater from cleaning processes containing 1 g of the obtained biochar using solid phase extraction. The study results confirmed high sorption efficiency of the obtained algal biochar. Turbidity was reduced by 93%, suspension by 88%, sulphates by 61%, chlorides by 80%, and organic carbon by 17%. The research confirmed the possibility of using wastewater from dairy production as a natural culture medium for Chlorella sp. algae cultivation to manufacture valuable biochar, which could be used as a sorption bed in the treatment of dairy wastewater from cleaning processes.

16

Influence of biochar on the water permeability of compacted clay subjected to freezing-thawing cycles

Chen Zhongkui, Kamchoom Viroon, Leung Anthony Kwan, Xue Jiaxiang, Chen Rui

Acta Geophysica

|

2024

|

Vol. 72, no. 3

2071--2081

EN

Seasonal variation of soil surface temperature, such as freezing and thawing, can induce increases in the water permeability in clay by mobilizing clay pore structure. This kind of weather-induced change in clay behavior may worsen the water-sealing performance during the construction and after closure operation of engineered structures such as soil barriers for tailings or man-made slopes. There is limited knowledge towards the influence of freezing-thawing cycles on clay microstructure and saturated permeability (Ksat). This study investigated the saturated permeability of clay under freezing-thawing cycles and explored the uses of biochar as eco-friendly amendment to manipulate the permeability of compacted clay. Clay specimens were compacted with different initial water contents (30%, 34%, and 38%). The biochar application rates of 0%, 2%, 4%, 8% (by dry weight) were applied to measure their effects on the permeability of clay specimens. Saturated permeability was measured by the falling head tests. Any variation of biochar amended clay microstructure after freezing-thawing cycles was captured by the scanning electron microscope. The Ksat was reduced by about one order of magnitude when the biochar application rate was larger than 4%. This may be attributed to the increase in the filling of the biochar particles in the clay intra-aggregate pores upon the transport of liquid water during the repeated freezing-thawing processes. The biochar may thus be recommended to minimize the Ksat of geo-environmental structures in cold regions when sufficiently large application rate was used to facilitate the pore-filling process.

17

Assessment of the possibility of using biochar from tomato green parts for energy purposes

Romankiewicz Bryan, Reguła Michał, Różański Rafał, Rodak Aleksander, Jajczyk Mateusz, Szarek Magdalena, Gaze Błażej, Knutel Bernard, Wojtko Paulina, Kawa Krzysztof

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 2

75--82

EN

This paper presents the results of the analysis of the possibility of using the biochar from tomato haulm produced in the process of high-pressure pyrolysis for energy purposes. The research was carried out in laboratory conditions. For research purposes, four pressure and three temperature ranges have been adopted for research purposes. The experiments were carried out in 3 replications. In order to analyze the changes occurring in the material during the pyrolysis process, a physicochemical analysis was carried out consisting of technical analysis (moisture, ash, volatile matter content, calorific value) and elemental composition analysis (C, H, N, S content). The low-temperature pyrolysis process caused an increase in the carbon content in the tested material from 39% to a maximum of 50%, which also translated into an increase in lower calorific value from 14.52 to 23.31 MJ‧kg-1. Furthermore, the increase of this parameter was also correlated with the decrease in the moisture content of the material. Due to the constantly growing prices of fuels and waste management, this analysis may be helpful for agri-food producers looking for savings and using residual matter in an alternative way.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy możliwości wykorzystania do celów energetycznych biowęgla z łętów pomidorowych, powstałego w procesie pirolizy wysokociśnieniowej. Badania przeprowadzono v warunkach laboratoryjnych. Do celów badawczych przyjęto cztery zakresy ciśnień i trzy zakresy temperatur. Eksperymenty przeprowadzono w 3 powtórzeniach. W celu przeanalizowania zmian zachodzących w materiale podczas procesu pirolizy przeprowadzono analizę fizykochemiczną składającą się z analizy technicznej (zawartość wilgoci, popiołu, części lotnej, wartość opałowa) oraz składu pierwiastkowego (zawartość C, H, N, S). Proces pirolizy niskotemperaturowej spowodował wzrost zawartości węgla w badanym materiale od 39% do maksymalnie 50%, co przełożyło się również na wzrost wartości opałowej z 14,52 do 23,31 MJ·kg·'. Ponadto wzrost tego parametru był również skorelowany ze spadkiem wilgotności materiału. Ze względu na stale rosnące ceny paliw i konieczność zagospodarowania odpadów analiza ta może być pomocna dla producentów rolnospożywczych poszukujących oszczędności i alternatywnego wykorzystania pozostałości.

18

Badania nad przygotowaniem nowego ekologicznego granulatu ceramicznego dla budownictwa

Wang Yifei

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 8

795--798

PL

Poferment z fermentacji biomasy (DR) i popiół lotny (FA) zmieszano z biowęglem z osadów ściekowych (SSC) w stosunku 10:10:80 i spiekano w temp. 1050°C. Produkt został zgranulowany z przeznaczeniem na materiały budowlane i przetestowany zgodnie z chińskimi normami krajowymi. Wszystkie wskaźniki jakości granulatu spełniły wymagania chińskich norm krajowych dla granulatu budowlanego. Wskaźnik potencjalnego ryzyka ekologicznego związanego z obecnością metali ciężkich był niski, a produkt był bezpieczny.

EN

Biomass fermentation digestate and fly ash were mixed with sludge biochar in the ratio of 10:10:80 and sintered at 1050°C. The product was pelletized to building materials and tested according to China national stds. All the qual. indicators of the pellets met the requirements of the China national stds. for construction pellets. The potential ecol. risk index of heavy metals was low, and the product was safe.

19

Analiza składu pierwiastkowego biowęgla z wykorzystaniem spektrometrii ICP-OES i metod chemometrycznych

Kozak Marek

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 9

611--617

PL

W pracy wykonano oznaczenia 20 pierwiastków w próbkach karbonizatów otrzymanych w wyniku pirolizy biomasy stałej pochodzenia roślinnego oraz próbki osadów ściekowych – biomasy stanowiącej uboczny produkt procesu oczyszczania ścieków. Najniższe stężenia pierwiastków oznaczono w karbonizatach biomasy roślinnej otrzymanych z trocin sosnowych, natomiast najwyższe w próbkach karbonizatów osadów ściekowych. Ten ostatni rodzaj odpadów z procesu oczyszczania ścieków zawierał największe stężenia takich składników mineralnych jak: wapień, magnez, żelazo, siarka i fosfor, lecz także metali ciężkich: chromu, miedzi, niklu, molibdenu, ołowiu, wanadu i cynku. W karbonizatach otrzymanych z materiału roślinnego w najwyższych stężeniach oznaczono: potas, wapń, magnez i fosfor – makroelementy niezbędne do prawidłowego zachowania funkcji życiowych roślin. W celu określenia prawidłowości oraz relacji występujących pomiędzy danymi pomiarowymi zastosowano metody chemometryczne. W badaniach wykorzystano analizę wiązkową (ang. cluster analysis), tzn. metodę grupowania badanych próbek w taki sposób, aby obiekty podobne znajdowały się w tej samej grupie. W wyniku przeprowadzenia obliczeń otrzymano cztery skupienia. Dla każdego skupienia obliczono średnie stężenia pierwiastków wchodzących w jego skład oraz sumaryczne stężenie oznaczanych pierwiastków. Skupienia te to dwa składające się z próbek jednego rodzaju i pozostałe dwa, z których każde zawierało dwie różnego rodzaju próbki. Zaobserwowano, że w przypadku próbek biomasy roślinnej (skorupy orzechów włoskich), dla których zastosowano dwa odmienne sposoby ogrzewania, próbki tego samego rodzaju zostały zaklasyfikowane do różnych skupień: pierwszego – po ogrzewaniu tradycyjnym i drugiego – po ogrzewaniu mikrofalowym. W warunkach prowadzenia procesu pirolizy z wykorzystaniem ogrzewania mikrofalowego oznaczono badane pierwiastki w stężeniach 2–4 razy wyższych, niż gdy proces był prowadzony w tej samej temperaturze, ale z użyciem ogrzewania tradycyjnego.

EN

In this work, 20 elements were determined in samples of carbonizates obtained as a result of pyrolysis of solid biomass of plant origin as well as samples of sewage sludge, a by-product of the sewage treatment process. The lowest concentrations of elements were determined in plant biomass chars obtained from pine sawdust, whereas the highest ones in the samples of sewage sludge chars. The latter type of waste from wastewater treatment process contained the highest concentrations of such minerals as: calcium, magnesium, iron, sulfur and phosphorus, but also heavy metals: chromium, copper, nickel, molybdenum, lead, vanadium and zinc. In the pyrolysis chars obtained from plant material, the following macroelements: potassium, calcium, magnesium and phosphorus, necessary for the proper maintenance of plant vital functions, were determined at the highest concentrations. Chemometric methods were employed to determine the regularities and relationships between the measurement data. Cluster analysis, a method of grouping the tested samples in such a way that similar objects are in the same group, was used for the study. As a result of the calculations, four clusters were obtained. For each cluster, the average concentrations of the constituent elements and the total concentration of the determined elements were calculated. Among these clusters were two, consisting of samples of one type and the other two, each containing two different types of samples. It was observed that for samples of plant biomass (walnut shells) for which two different types of heating methods were used, samples of the same type were classified into different clusters: the first (traditional heating) and the second (microwave heating). Under the conditions of the pyrolysis process with the use of microwave heating, the concentrations of the tested elements were determined 2–4 times higher than when the process was carried out at the same temperature, but with the use of traditional heating.

20

Porównanie skuteczności usuwania WWA ze środowiska wodnego z wykorzystaniem biowęgli

Rosińska Agata

Instal

|

2023

|

nr 10

38--43

PL

Celem badań było porównanie skuteczności usuwania WWA ze środowiska wodnego w wyniku sorpcji na biowęglach otrzymanych z pomiotu kurzego oraz komunalnych osadów ściekowych. Proces sorpcji prowadzono dla dawek biowęgli 50 i 100 mg/l. Dla każdej dawki biowęgla czas kontaktu z WWA wynosił 90 i 120 minut. Najlepsze wyniki uzyskano dla dawki biowęgla 100 mg/l i czasu kontaktu 120 minut. Dla biowęgla z pomiotu kurzego i z osadu ściekowego stężenie benzo(a)pirenu obniżyło się odpowiednio o 87,2 i 78,7% natomiast dla czterech WWA normowanych w wodzie przeznaczonej do spożycia sumaryczne stężenie obniżyło się odpowiednio o 83,5 i 80,2%. Dla pozostałych WWA większą sorpcję zaobserwowano dla dibenzo(a,h)antracenu, stężenie tego związku obniżyło się o 83,2%. Najmniejsze zmiany wykazano dla naftalenu, którego stężenie zmniejszyło się o 68,5%. Nie wykazano istotnych statystycznie różnic pomiędzy sorpcją na biowęglu z pomiotu kurzego i osadu ściekowego.

EN

The aim of the study was to compare the effectiveness of removing PAHs from the aquatic environment as a result of adsorption on biochars obtained from chicken manure and municipal sewage sludge. The sorption process was carried out for doses of biochars of 50 and 100 mg/L. For each dose of biochar, the contact time with PAHs was 90 and 120 minutes. The best results were obtained for a biochar dose of 100 mg/L and a contact time of 120 minutes. For biochar from chicken manure and sewage sludge, the concentration of benzo(a)pyrene decreased by 87.2 and 78.7%, respectively, while for four PAHs standardized in drinking water, the total concentration decreased by 83.5 and 80.2%, respectively. For the remaining PAHs, higher sorption was observed for dibenzo(a,h)anthracene, the concentration of this compound decreased by 83.2%. The smallest changes were shown for naphthalene, the concentration of which decreased by 68.5%. There were no statistically significant differences between sorption on biochar from chicken manure and sewage sludge.