Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie nad udoskonaleniem procesu fermentacji metanowej

Antosz Artur, Wieczorek Agnieszka

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 5

64--75

PL

W artykule omówiono cztery kolejne etapy: hydrolizy, kwasogenezy, octanogenezy i metanogenezy, zachodzące podczas fermentacji metanowej, w których uczestniczą konkretne grupy wzajemnie oddziałujących na siebie mikroorganizmów. Omówiono również metody poprawiające wydajność biogazowni przemysłowych za pomocą kofermentacji, która jest najprostszą metodą zwiększenia efektywności biogazowni i jest powszechnie stosowana, polega na podawaniu kilku substratów do komory fermentacyjnej, co sprzyja zwiększeniu różnorodności mikroorganizmów biorących udział w procesach produkcji biogazu. Drugim rozwiązaniem wspomagającym efektywność fermentacji metanowej jest biouzupełnianie wykorzystujące dodatki biologiczne z inokulum bakteryjnym, które zwiększają populację mikroorganizmów i zwiększają różnorodność mikrobiomu odpowiedzialnego za fermentację beztlenową. Takie rozwiązanie pozwala na uniknięcie stresu środowiskowego wpływającego na mikroorganizmy obecne w bioreaktorze, wywołanego wysokimi stężeniami inhibitorów (azotany, metale ciężkie, siarczany, dostęp tlenu, trudno biodegradowalne związki). Jako surowca do fermentacji metanowej zastosowano odpad przemysłowy będący produktem ubocznym powstającym w procesie odśluzowania oleju rzepakowego. Podczas prób fermentacji metanowej przetestowano modyfikatory wpływające na efektywność procesu. Jako modyfikatory zastosowano substancję zwiększającą siłę buforującą, preparat do kompostowania oraz preparat przeznaczony do przydomowych oczyszczalni ścieków. W celach porównawczych wykonano również próbę bez zastosowania środków wpływających na proces fermentacji. W wyprodukowanych biogazach wykonano pomiar stosunku intensywności pasm FTIR ditlenku węgla do metanu, oraz oznaczono ilość siarki i azotu występującego w związkach azotu z pominięciem azotu cząsteczkowego. Określono również ilość biogazu otrzymanego podczas testów.

EN

The article discusses four successive stages: hydrolysis, acidogenesis, acetatogenesis and methanogenesis, occuring during methane fermentation, in which speciﬁc groups of interacting microorganisms participate. Methods to improve the fﬁciency of industrial biogas plants by means of co-digestion are also discussed, which is the simplest method of increasing he efﬁciency of biogas plants and is commonly used, consists in feeding several substrates into the digester, which is conduive to increasing the diversity of microorganisms involved in biogas production processes. The second solution supporting he efﬁciency of methane fermentation is biocomplementation using biological additives with bacterial inoculum, which in- rease the population of microorganisms and increase the diversity of the microbiome responsible for anaerobic digestion. Industrial waste, which is a by-product of rapeseed oil degumming, was used as a raw material for methane fermentation. uring methane fermentation trials, modiﬁers affecting process efﬁciency were tested. As modiﬁers, a substance increasing he buffering force, a composting preparation and a preparation intended for domestic sewage treatment plants were used. For omparison purposes, a test was also carried out without the use of agents affecting the fermentation process. the produced biogases, the ratio of the intensity of the FTIR bands of carbon dioxide to methane waséineasured, and the mount of sulfur and nitrogen present in nitrogen compounds, excluding molecular nitrogen, was determined. The amount of iogas received during the tests was also determined.

2

Potencjał zastosowań masy pofermentacyjnej

Urbanowska Agnieszka

Kierunek Spożywczy

|

2025

|

Nr 3

62-65

PL

Masa pofermentacyjna, będąca produktem ubocznym procesu beztlenowej fermentacji metanowej w biogazowniach, to pozostałość zawierająca nieprzefermentowane resztki substancji organicznych, składniki mineralne oraz biomasę bakterii metanowych. Jej skład chemiczny zbliżony jest do substratów użytych w biogazowni, a ilość masy pofermentacyjnej zazwyczaj wynosi od 90% do 97% początkowej objętości wsadu.

3

Model biogazowni wykorzystującej odpady komunalne

Urbanowska Agnieszka

Kierunek Spożywczy

|

2025

|

Nr 2

22-26

PL

Biogazownie wykorzystujące biodegradowalną frakcję odpadów komunalnych pełnią dwie istotne funkcje: zarówno umożliwiają efektywne ich zagospodarowanie, jak i produkcję energii odnawialnej, która może być używana do celów energetycznych czy grzewczych.

4

Potencjał zastosowań masy pofermentacyjnej

Urbanowska Agnieszka

Kierunek Chemia

|

2025

|

Nr 3

98-101

PL

Masa pofermentacyjna, będąca produktem ubocznym procesu beztlenowej fermentacji metanowej w biogazowniach, to pozostałość zawierająca nieprzefermentowane resztki substancji organicznych, składniki mineralne oraz biomasę bakterii metanowych. Jej skład chemiczny zbliżony jest do substratów użytych w biogazowni, a ilość masy pofermentacyjnej zazwyczaj wynosi od 90% do 97% początkowej objętości wsadu.

5

Badania nad procesem fermentacji metanowej substratów lignocelulozowych

Antosz Artur

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 9

581--591

PL

W części literaturowej artykułu dokonano rozeznania dotyczącego procesu fermentacji metanowej. Omówiono metody obróbki wstępnej surowców do produkcji biogazu w procesie beztlenowego rozkładu, mające na celu przygotowanie substratów w taki sposób, aby były bardziej odpowiednie do fermentacji anaerobowej. Ponieważ biomasa będąca surowcem do produkcji biogazu charakteryzuje się zróżnicowaniem zarówno pod względem właściwości fizycznych, jak i chemicznych, stosowane są różne metody obróbki wstępnej wsadu. Metody te można podzielić na cztery główne grupy: fizyczne (takie jak rozdrobnienie mechaniczne); fizyko-chemiczne (obejmujące działanie pary wodnej, amoniaku oraz gorącej wody); chemiczne (takie jak obróbka kwasowa, zasadowa); biologiczne (zakiszanie substratów, wykorzystanie organizmów o zdolnościach lignolitycznych, np. grzybów białej zgnilizny (Basidiomycota) i brunatnej zgnilizny (Deuteromycota) lub enzymów). Bardzo obiecujące są metody biologiczne, opisane w literaturze branżowej, szczególnie pod względem przeróbki w biogazowniach trudno rozkładalnych substratów lignocelulozowych. Część doświadczalna pracy obejmowała próby otrzymania surowego biogazu z zastosowaniem skonstruowanej we własnym zakresie instalacji laboratoryjnej, umożliwiającej prowadzenie procesu fermentacji metanowej. Przeprowadzono dwie próby wytwarzania biogazu. Pierwsza z nich, stanowiąca próbę odniesienia, została wykonana z zastosowaniem przerabianego w warunkach przemysłowych substratu będącego odpadem powstającym podczas produkcji FAME (ang. fatty acid methyl esters – estry metylowe kwasów tłuszczowych). Podczas drugiej próby zastosowano surowiec składający się w 40% z kosubstratu lignitowego stanowiącego odpad z produkcji bioetanolu II generacji ze słomy, pozostałe 60% stanowił substrat główny zastosowany w pierwszej próbie. W wyprodukowanym biogazie wykonano pomiar stosunku intensywności pasm FTIR (ang. Fourier-transform infrared spectroscopy) ditlenku węgla do metanu, jak również oznaczono ilość siarki i azotu występującego w związkach azotu z pominięciem azotu cząsteczkowego. Określono ponadto ilość biogazu otrzymanego podczas testów.

EN

In the literature part of the article, a review of the methane fermentation process was conducted. The methods of pretreatment of raw materials for biogas production in the process of anaerobic decomposition were discussed, aiming to prepare the substrates to be more suitable for anaerobic fermentation. Since the biomass used as raw material for biogas production varies significantly in terms of physical and chemical properties, various pre-treatment methods are used. The pre-treatment methods of the feedstock for biogas production can be divided into four main groups: physical (such as mechanical comminution); physico-chemical (involving the action of steam, ammonia, and hot water); chemical (such as acid, alkaline treatment); biological (ensiling substrates, utilizing organisms with lignolytic activities, e.g., white and brown rot fungi or by using enzymes). Biological methods described in the industry literature are very promising, especially in terms of processing difficult-to-degrade lignocellulosic substrates in biogas plants. The experimental part of this work included trials of obtaining raw biogas in a laboratory installation constructed in-house, enabling the process of methane fermentation. Two biogas production trials were conducted. The first trial, serving as a reference for the next one, was performed using a substrate processed under industrial conditions, which was waste generated during the production of FAME (Fatty Acid Methyl Esters). In the second trial, a raw material consisting of 40% of a lignitic cosubstrate, which was waste from the production of second-generation bioethanol from straw, was used; the remaining 60% was the main substrate used in the first trial. Measurements of the ratio of the FTIR band intensities of carbon dioxide to methane were performed in the produced biogas samples, and the sulfur and nitrogen content in nitrogen compounds, excluding molecular nitrogen, was determined. The quantity of biogas obtained during the tests was also determined.

6

Biogaz źródłem prądu

Borkowski Dawid

Forum Eksploatatora

|

2024

|

Nr 1 (126)

22-23

7

Mikrobiogazownia w gminnej oczyszczalni ścieków-przykład zastosowania instalacji BIOLECTRIC® na oczyszczalni o przepływie 1 000 - 4 000 m3/d (RLM od 10 - 40 tys. RLM)

Orzech Adam, Woroszyłło Witold

Technologia Wody

|

2023

|

Nr 3 (81)

59-60

8

Charakterystyka mikrobiogazowni i biogazowni rolniczych oraz wykorzystanie biogazu rolniczego

Borek Kinga

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2023

|

nr 4

24--29

PL

Biogazownia rolnicza, a także mikrobiogazownia, to zespół urządzeń służących do prowadzenia fermentacji metanowej substratów organicznych, wytworzonych w gospodarstwie rolnym, jak również umożliwiających ich wykorzystanie w postaci pofermentu i biogazu, po zakończonym procesie fermentacji. Głównym celem zastosowania fermentacji metanowej nawozów natu ralnych w warunkach rolniczych jest ich utylizacja, a także pozyskanie paliwa w postaci biogazu. Rozpatrując zagadnienie fermentacji meta nowej w pracy uwzględniono wszystkie korzystne aspekty nawozowe, energetyczne, a przede wszystkich ekologiczne. Przedstawione w artykule rozwiązania zwłaszcza pozyskania biogazu z obornika i substratów o dużej zawartości suchej masy mogą umożliwić intensyfikację działań w tym zakresie, w tym także badań.

EN

An agricultural biogas plant, or micro-gas plant, is a set of equipment used to conduct methane fermentation of organic substrates produced on the farm, as well as enabling their use in the form of digestate and biogas, after the fermentation process is completed. The main purpose of using methane fermentation of natural fertilizers under agricultural conditions is their utilization, as well as obtaining fuel in the form of biogas. Considering the issue of methane fermentation all the beneficial aspects of fertilizer were taken into account in the work, energy and, above all, ecological. The solutions presented in the paper, especially obtaining biogas from manure and substrates with a high dry matter content can enable the intensification of activities in this area, including research.

9

Jakość i sposoby wykorzystania biogazu na oczyszczalniach ścieków należących do Aquanet S.A.

Pielach Monika, Kurant Tomasz

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 5

13--19

PL

W niniejszym artykule zestawiono najważniejsze parametry fermentacji metanowej, prowadzonej na dwóch oczyszczalniach ścieków należących do poznańskiej spółki wodociągowo-kanalizacyjnej Aquanet S.A. - Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach oraz Lewobrzeżnej Oczyszczalni Ścieków w Poznaniu. Przeanalizowano skład i jakość produkowanego biogazu oraz przedstawiono sposoby jego wykorzystania. Opracowanie obejmuje lata 2017-2022.

EN

This article summarizes the most important parameters of methane fermentation carried out at two wastewater treatment plants belonging to the Poznan water and sewage company Aquanet S.A. - The Central Wastewater Treatment Plant in Koziegłowy and the Left Bank Wastewater Treatment Plant in Poznan. The composition and quality of the biogas produced were analyzed, and ways to use it were presented. The study covers the years 2017-2022.

10

Influence of ultrasonic field on methane fermentation process: Review

Zawieja Iwona

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2023

|

Vol. 44, nr 4

art. no. e35

EN

One important aspect of the process of anaerobic stabilisation of sewage sludge in medium and large sewage treatment plants, in addition to sludge mineralisation, is the acquisition of a valuable source of energy, which is biogas. There are well-known methods of intensifying the process of methane fermentation by subjecting sludge to disintegration using physical factors, i.e. ultrasonic field. Acetate production is the rate-limiting step in the acetate consumption pathway and affects the efficiency of the anaerobic stabilisation process. The product of the first stage of the process is also the substrate for the next stage. Therefore, it is advisable to subject sewage sludge to disintegration, which increases its susceptibility to biodegradation. Sludge modification with the above-mentioned method causes a significant increase in the concentration of organic substances in the supernatant liquid. The reflection of the physical and chemical transformations of sludge in the disintegration processes is the change in their structure expressed by the increase in the degree of particle dispersion. The disintegration of sludge using sonolysis is an effective process solution, both in terms of technology and energy, in terms of obtaining biogas, which is a valuable source of energy.

11

Chemical and energetical properties in methane fermentation of morphological parts of corn with different variety earliness standard FAO

Wojcieszak Dawid, Pawłowski Artur, Dammer Karl-Heinz, Przybył Jacek

Agricultural Engineering

|

2023

|

Vol. 27, No. 1

273--287

EN

In the last decades, the production of biomass biofuels for thermochemical conversion to replace fossil fuels has attracted increasing attention as it offers significant environmental benefits. A very common way to convert biomass to energy is methane fermentation. The importance of biogas as a source of energy is growing. The use of biomass to biogas production on a large, global scale may lead to controversial competition for arable land, water, and consequently, food. Therefore, only waste materials and agricultural by-products and residues should be used for biogas production. Corn stover is a good example of agricultural residues for biogas production. Therefore, the aim of these studies was to determine the influence of corn variety earliness FAO on the chemical compositions and energy value of morphological parts (fractions) of corn plants. The research material consisted of morphological parts of corn plants: stalks, leaves, husks, and cobs of selected corn cultivars, differing in terms of their FAO earliness: early (FAO 220), medium-early (FAO 240) and late (FAO 300) varieties. The research included laboratory investigations, elemental analysis, methane fermentation and statistical analyses of results. Based on the results of the study, it was concluded that the FAO earliness of a corn variety had a significant impact on the elemental composition, ash content, biogas, and methane yield in the corn morphological fractions. The highest methane yield of 267.4 m3 x Mg-1 TS was found for the cucurbit cover leaves of a variety with an FAO 240 earliness standard.

PL

W ostatnich dekadach produkcja biopaliw z biomasy do konwersji termochemicznej w celu zastąpienia paliw kopalnianych przyciąga coraz większą uwagę, ponieważ oferuje istotne korzyści dla środowiska. Fermentacja metanowa jest bardzo popularnym sposobem konwersji biomasy na energię. Znaczenie biogazu jako źródła energii wzrasta. Zastosowanie biomasy do produkcji biogazu na dużą, światową skalę może prowadzić do kontrowersji związanych z konkurowaniem o grunty orne, wodę, a w konsekwencji o żywność. Dlatego do produkcji biogazu powinny być wykorzystywane wyłącznie odpady, produkty uboczne oraz pozostałości rolnicze. Dobrym przykładem pozostałości rolniczych do produkcji biogazu jest słoma kukurydziana. Dlatego celem tych badań było określenie wpływu wzorca wczesności odmian FAO na skład chemiczny i wartość energetyczną części morfologicznych kukurydzy. Materiałem badawczym były morfologiczne części kukurydzy: łodygi, liście, liście okrywe, rdzenie kolb wybranych odmian kukurydzy zróżnicowane pod względem wskaźnika wczesności odmiany FAO: wczesne (FAO 220), średnio-wczesne (FAO 240) oraz późne (FAO 300). Badania obejmowały analizę chemiczną, fermentację metanową oraz analizę statystyczną wyników. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że wskaźnik wczesności odmian FAO miał istotny wpływ na skład chemiczny, zawartość popiołu, uzysk biogazu i metanu z części morfologicznych kukurydzy. Najwyższy uzysk metanu 267,4 m3 Mg-1 TS osiągnięto dla liści okrywowych kukurydzy odmiany o wskaźniku wczesności FAO 240.

12

Management of biomass of selected grape leaves varieties in the process of methane fermentation

Klimek Kamila E., Wrzesińska-Jedrusiak Edyta, Kapłan Magdalena, Łaska-Zieja Barbara

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 55

17--27

EN

Biogas plants are one of the most stable sources of renewable energy. Currently, there is a noticeable increase in the amount of post-production residues from agricultural production and agri-food processing (fruit and vegetable processing, fermentation, beet pulp, or lignocellulosic waste), which, can be used for biogas production after appropriate pretreatment. The aim of this study was to examine the possibility of using the biomass produced during the cultivation of grapes on a selected farm as a substrate for a biogas plant, taking into account the production process. The research was carried out in 2018-2020 in a vineyard located in the Sandomierz Upland in the south-eastern part of Poland. Own rooted vines were grown as a single continuous string with a trunk height of 40 cm and a length of one fixed arm approx. 0.9 m, on which six pivots were left every year after applying a short cut, from which 12-16 fruit shoots were derived, the so-called grapevines. Leaves were collected at random from three locations on the fruiting shoot, a total of 30 leaves in each replicate. Each sample consisted of 1/3 of the leaves collected at the bottom, 1/3 in the middle, and 1/3 at the top of the canopy. Leaf area was estimated with a model 3100 area meter on a sample of 30 leaves from each replicate. Both the quantity and quality of the obtained material as a substrate for methane fermentation were evaluated. Biogas yield tests in optimal conditions for mesophilic bacteria were conducted on three substrate samples referred to as ‘Regent’, ‘Seyval Blanc’, and ‘Solaris’. The yields of the tested material ranged from 51.0 to 59.0 Nm3 biogas per Mg of biomass.

13

Zastosowanie recyklingu materiałowego w produkcji wypełnień aktywnych i określenie ich skuteczności podczas beztlenowego oczyszczania ścieków mleczarskich

Zieliński Marcin, Kazimierowicz Joanna, Dębowski Marcin

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 11

29--35

PL

Dynamiczny rozwój sektora mleczarskiego powoduje wzrost ilości wysoko obciążonych ścieków oraz wymusza konieczność ciągłego poszukiwania skutecznych metod ich oczyszczania. Coraz większą popularność zdobywają technologie beztlenowe, których jedną ze słabych stron jest ograniczona efektywność usuwania związków biogennych. Celem badań było określenie efektywności zastosowania wypełnienia, wytworzonego z odpadów do beztlenowego oczyszczania ścieków mleczarskich. Stwierdzono pozytywny wpływ tego rozwiązania na sprawność usuwania ChZT (86,1±2,6% - 92,8±1,6%) oraz Pog. (22,1±3,5% do 36,9±4,6%). Obserwowano również wydajną produkcję metanu w reaktorach z wypełnieniem, która w wariancie najwydajniejszym wynosiła 0,24±0,01 m3/kgChZTus.

EN

The dynamic development of the dairy sector causes an increase in the amount of highly loaded wastewater and forces the necessity to constantly search for effective methods of their treatment. Anaerobic technologies are gaining more and more popularity, one of the weaknesses of which is the limited efficiency of removing biogenic compounds. The aim of the research was to determine the effectiveness of the use of filling made of waste for the anaerobic treatment of dairy wastewater. A positive effect of this solution was found on the efficiency of COD removal (86.1±2.6% – 92.8±1.6%) and Ptot. (22.1±3.5% to 36.9±4.6%). Efficient production of methane in packed reactors was also observed, which in the most efficient variant was 0.24 ± 0.01 m3/ kgCODrem.

14

Constructional and technical infrastructure of biogas production

Borek Kinga, Romaniuk Wacław

Polish Technical Review

|

2021

|

No. 4

17--22

EN

The aim of the present solution - according to inventories no 224455 and 218837 is the description of biogas production technology in family and producer farms, running the litter system of animal management, especially of cattle and pigs. The submitted technology of biogas production consists in accumulation of manure with 20% content of dry matter on the plate which - after filling - is covered with the hermetic shield, constituting the preliminary chamber I. It serves for washing out the liquid and organic mass and its transportation to the main fermentation chamber II where the process of gas obtaining at temperature of 30–40°C is carried out (mesophilic fermentation). To ensure the appropriate temperature of mesophilic fermentation, the solar collector was employed. The main fermentation chamber is equipped in agitator for unification of substrates subjected to methane fermentation, and in screw feeder, enabling supplementation of substrates with energetic additives.

PL

Celem niniejszego rozwiązania - według inwentarzy nr 224455 i 218837 jest opis technologii produkcji biogazu w gospodarstwach rodzinnych i produkcyjnych, prowadzących system ściółkowy chowu zwierząt, zwłaszcza bydła i trzody chlewnej. Przedstawiona technologia produkcji biogazu polega na gromadzeniu na płycie obornika z 20% zawartością suchej masy, który po napełnieniu przykryty jest hermetyczną osłoną, stanowiącą komorę wstępną I. Służy do wypłukiwania masy płynnej i organicznej oraz jego transport do głównej komory fermentacyjnej II, gdzie odbywa się proces pozyskiwania gazu w temperaturze 30-40°C (fermentacja mezofilna). Aby zapewnić odpowiednią temperaturę fermentacji mezofilnej, zastosowano kolektor słoneczny. Główna komora fermentacyjna wyposażona jest w mieszadło do unifikacji substratów poddawanych fermentacji metanowej oraz w podajnik ślimakowy, umożliwiający uzupełnienie substratów dodatkami energetycznymi.

15

Wpływ stałego pola magnetycznego na fermentację metanową komunalnych osadów ściekowych

Zieliński Marcin, Dębowski Marcin, Kazimierowicz Joanna

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 12

12--17

PL

Celem prowadzonych badań było określenie wpływu zastosowania stałego pola magnetycznego na efektywność fermentacji metanowej komunalnych osadów ściekowych. Stwierdzono istotny wpływ tego czynnika fizycznego na skład jakościowy biogazu. Największą wydajność produkcji metanu na poziomie 431±22 dm3CH4/kg s.m.o. oraz jego procentową zawartość wynoszącą 66,1±1,9% stwierdzono w wariancie, w którym czas zatrzymania w obszarze oddziaływania pola magnetycznego wynosił 144 min/doba. Najniższe efekty zanotowano, gdy czas zatrzymania w polu magnetycznym wynosił 432 min/doba. W wariacie tym uzyskano 54,8±1,9% zawartość CH4 w biogazie.

EN

The aim of the study was to determine the effect of the application of a constant magnetic field on the efficiency of methane fermentation of municipal sewage sludge. A significant influence of this physical factor on the qualitative composition of biogas was found. The highest methane production efficiency at the level of 431±22 dm3CH4/kg o.d.m. and its percentage content of 66.1±1.9% was found in the variant where the retention time in the area of the magnetic field impact was 144 min/ day. The lowest effects were observed when the retention time in the magnetic field was 432 min/ day. In this variant, the 54,8±1,9% CH4 in the biogas was obtained.

16

Analiza efektywności wytwarzania biogazu otrzymanego przy wykorzystaniu osadów ściekowych na przykładzie oczyszczalni ścieków w Siedlcach

Sadowska Ewa

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 11

13--15

PL

W pracy została dokonana ocena efektywności procesu wytwarzania biogazu, w wyniku utylizacji osadów ściekowych, powstających w oczyszczalni ścieków w Siedlcach wraz z rozważeniem ekologicznych aspektów tego rozwiązania. Została również przeprowadzona analiza procesu oczyszczania ścieków oraz wytwarzania biogazu z osadów ściekowych.

EN

The paper presents an assessment of the effectiveness of the biogas production process as a result of the utilization of sewage sludge generated in the sewage treatment plant in Siedlce, including the consideration of the ecological aspects of this solution. An analysis of the sewage treatment process and biogas production from sewage sludge was also carried out.

17

Wykorzystanie dezintegracji hybrydowej do poprawy stabilizacji beztlenowej osadu ściekowego

Grübel Klaudiusz, Machnicka Alicja

Inżynieria Ekologiczna

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

1--8

PL

Zastosowanie chemiczno-termicznej dezintegracji osadu czynnego przed beztlenową stabilizacją osadu czynnego, przyczynia się do intensyfikacji rozkładu związków organicznych i zwiększania efektywności procesu w porównaniu z fermentacją osadu czynnego surowego. Praca przedstawia wyniki badań wpływu hybrydowego procesu dezintegracji, z wykorzystaniem procesu alkalizacji (pH ≈ 9) i zamrażania/rozmrażania suchym lodem (dawka objętościowa suchego lodu do osadu 1 : 0,75) na osad czynny nadmierny oraz na przebieg procesu fermentacji metanowej mezofilowej. W wyniku przeprowadzanych badań stwierdzono, że dla osadu nadmiernego niepoddawanego procesowi dezintegracji, wartość ChZT stanowiła średnio 100 mg/dm3 natomiast chemiczno-termiczny proces dezintegracji osadu czynnego nadmiernego, skutkował wzrostem stężenia materii organicznej w cieczy nadosadowej (wyrażonej zmianą wartości rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania tlenu – ChZT) do ok. 1890 mg/dm3. Wykorzystanie zdezintegrowanego osadu i doprowadzenie go do reaktorów fermentacyjnych wpływało, w zależności od jego udziału objętościowego w reaktorach, na produkcję biogazu oraz wydatek. Materiał badawczy z dodatkiem 50% osadu po dezintegracji hybrydowej spowodował najwyższy przyrost produkcji biogazu, w porównaniu do pozostałych próbek – 2,933 dm3, (wydajność lepsza o 15,2%), a najwyższy wydatek osiągnięto w próbce z udziałem 30% objętościowych osadu zdezintegrowanego hybrydowo – 0,482 dm3 /gs.m.org. usuniętej. Zastosowany proces hybrydowy jest łatwy i prosty do implementacji w pełnej skali technicznej, a ponadto, nie wpływa na zmianę wartości pH osadu wprowadzanego do komór fermentacyjnych (suchy lód powoduje neutralizację uprzednio zalkalizowanego osadu).

EN

The use of chemical-thermal disintegration method of activated sludge against anaerobic stabilization contributes to the intensification of the decomposition of organic compounds and the increase of the efficiency of the whole process. The paper presents the results of research on the impact of the hybrid disintegration method, using alkalization (pH ≈ 9) and freezing / thawing with dry ice (dry ice volume 1: 0.75) on the activated sludge properties and the mesophilic fermentation process. As a result of the conducted tests, it was found that for the raw sludge the COD value constituted on average 100 mg/dm3 and the chemical-thermal pretreatment of sludge resulted in an increase of COD value to 1890 mg/dm3. The use of this method of sludge destruction and then them introduction to the fermentation reactors influenced, depending on its volume, on biogas production and biogas yield. The highest increase in biogas production – 2.933 dm3 (better production by 15.2% in comparison to raw sample) was recorded for the sample with addition of 50% of hybrid disintegrated sludge. The highest yield of biogas was achieved in the sample with addition of 30% of hybrid disintegrated sludge – 0.482 dm3 /gdry organic matter removed. The hybrid process of disintegration is easy and simple to implementation in a full technical scale, and moreover, it does not affect on the pH value of sludge introduced into digestion chambers (dry ice neutralizes previously alkaline sludge).

18

Evaluation of the ecological effect of biodegradable waste processing in a comprehensive municipal waste management system

Generowicz Agnieszka

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 1

121--128

EN

Recycling of biodegradable waste is one of the trends in the recovery of organic matter together with its use for reclamation, but most importantly the reduction of biodegradable waste and the reduction of waste for disposal. The paper presents the use of the decision analysis method in the selection of the most advantageous organic recycling solution in a large agglomeration. The proposed method uses the tool of life cycle analysis (LCA) and decisional analysis.

19

Possibilities of obtaining renewable energy in dairy farming

Borek Kinga, Romaniuk Wacław

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 2

9--20

EN

Modern livestock facilities necessary in the production of milk, meat or other animal products should be constructed with environmental protection in mind, while ensuring high quality of production and animal welfare. The high level of mechanization in modern dairy farms, including automated and robotic processes, allows obtaining high quality raw material (e.g. milk), and significantly increasing labor and production efficiency. In addition, the use of photovoltaic (PV) panels, heat recovery from milk and obtaining biogas from the manure fermentation process, contributes to large energy savings on the farm. Excess of natural fertilizers, which are an animal byproduct, can be used as a substrate for methane fermentation. The presented examples of obtaining renewable energy allow improving the economic efficiency of animal production. They also ensure appropriate environmental conditions through the innovative management of natural fertilizers.

PL

Nowoczesne obiekty inwentarskie niezbędne w procesie produkcji mleka, mięsa lub innych produktów, powinny uwzględniać uwarunkowania związane z ochroną środowiska przy zapewnieniu wysokiej jakości produkcji oraz uwzględnieniu dobrostanu zwierząt. Wysoki poziom mechanizacji w nowoczesnych oborach krów mlecznych, w tym automatyzacja i robotyzacja, umożliwiają pozyskanie surowca (np. mleka) o wysokiej jakości, a także pozwalają na znaczący wzrost wydajności pracy i produkcji. Dodatkowo zastosowanie paneli fotowoltaicznych, odzysku ciepła z mleka oraz pozyskiwania biogazu z procesu fermentacji, przyczynia się do dużych oszczędności na energii w gospodarstwie. Nadmiar nawozów naturalnych, powstających w wyniku produkcji zwierzęcej, może być wykorzystywane jako substrat do fermentacji metanowej. Przedstawione w pracy przykłady pozyskania energii odnawialnej umożliwiają poprawienie efektywności ekonomicznej produkcji zwierzęcej, a także zapewnienie odpowiednich warunków środowiskowych przez innowacyjną gospodarkę nawozami naturalnymi.

20

Biogas installations for harvesting energy and utilization of natural fertilisers

Borek Kinga, Romaniuk Wacław

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 1

1--14

EN

Development of innovative technological solutions in animal production should be associated with reduction of greenhouse gases, ammonia emission, and with rational disposal of natural fertilizers. The presented solutions and concepts of biogas acquisition and its disposal as well as a disposal of digestate mass place a need to improve the technological process before the science. The main aim of the presented solutions for the use of methane fermentation of a natural fertiliser in agricultural conditions is their utilization and energy acquisition, in particular for households and farms. When considering the issue of methane fermentation, one should include all favourable fertilization, energy aspects and firstly, the ecological ones. During the methane fermentation, substrates are stabilized due to removal of a large amount of carbon. The only elements that are removed from the system are evolving gases: CH4, CO2 and H2S. During the discussed process, the entire nitrogen is preserved in the organic or ammonia form.

PL

Rozwój innowacyjnych rozwiązań technologii w produkcji zwierzęcej powinien być skojarzony z ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych, a także racjonalnym zagospodarowaniem nawozów naturalnych na cele nawozowe i energetyczne. Przedstawione rozwiązania i koncepcje pozyskania biogazu oraz jego zagospodarowania, a także zagospodarowania masy pofermentacyjnej stawiają przed nauką potrzebę doskonalenia procesu technologicznego. Głównym celem przedstawionych rozwiązań zastosowania fermentacji metanowej nawozu naturalnego w warunkach rolnictwa jest ich utylizacja, jak również pozyskanie energii, zwłaszcza dla gospodarstw rodzinnych i farmerskich. Rozpatrując zagadnienie fermentacji metanowej, należy uwzględnić wszystkie korzystne aspekty nawozowe, energetyczne, a przede wszystkim ekologiczne. Podczas fermentacji metanowej substraty podlegają stabilizacji w wyniku usunięcia dużej ilości węgla. Jedynymi usuwanymi z systemu składnikami są wydzielające się gazy: CH4, CO2 i H2S. W trakcie omawianego procesu cały azot konserwowany jest w formie organicznej lub amoniakalnej.