Biofiltracja jako metoda unieszkodliwiania odorów powstających podczas kompostowania frakcji biodegradowalnej odpadów komunalnych i przemysłowych

• Autorzy: Kwarciak-Kozłowska A. , Bańka B.

Warianty tytułu

EN

Neutralization of odors generated during composting of biodegradable fraction of municipal and industrial waste by biofiltration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano zagadnienia związane z emisją związków zapachowych podczas kompostowania bioodpadów. Ze względu na skład gazów i charakter emitowanych związków w procesie kompostowania, a także niskie koszty i łatwą eksploatację biofiltracja wydaje się jedną z korzystniejszych metod dezodoryzacji w obiektach gospodarki odpadami. Biofiltracja wpisuje się w trend rozwoju zrównoważonego w dziedzinie neutralizacji zapachów drogą biologiczną bez używania reagentów chemicznych. Proces biologiczny opiera się na zasadzie reakcji utleniania związków w obecności tlenu i mikroorganizmów, dzięki czemu powstają biomasa, woda oraz produkty mineralne. Dzięki temu procesowi można uzyskać dobre efekty usuwania typowych zanieczyszczeń emitowanych z kompostowni (siarkowodór, amoniaki i lotne związki organiczne). Skuteczność usuwania H2S i amoniaku osiąga wartości bliskie 98%. W przypadku usuwania lotnych związków organicznych efektywność biofiltrów jest niższa i wynosi średnio 50%.

EN

The paper presents the issues associated with the emission of aroma compounds during composting of biowaste. Biological methods for purification of air from volatile organic compounds such as biofiltration are effective and competitive in relation to the adsorption or absorption of thermal and catalytic combustion. This type of decontamination procedure does not require any substantial additional amounts of problematic substances and the quantities of waste generated is small. Due to the composition and nature of the gases emitted in the process of composting of the compounds, as well as low cost and easy operation of the biofiltration this method appears to be one of the more preferred ones in case of deodorization of waste management facilities. The essence of the biofilter is based on the degradation of contaminants by aerobic microorganisms contained in the filter material (biomass) disposed in the biofilter. Biological waste gas treatment is based on two main processes, which are the absorption of pollutants in water and biological decomposition of pollutants absorbed. Both processes take place at the same time and the effect of their common impact assessments is that the gases are purified by absorbing in the biological decomposition of pollutants sorbent regeneration. The purified gases might not involve inhibiting substances (including heavy metals or toxins), and their temperature must be within the range tolerated by the microorganisms colonizing the membrane biofilter filling. Decomposition of organic compounds using biofilters is carried out to CO2 and H2O with the participation of aerobic heterotrophic microorganisms. Autotrophic bacteria are capable of removing inorganic compounds from gases such as hydrogen sulfide and ammonia. Through this process you can get good results removing common pollutants emitted from the composting plant (hydrogen sulfide; ammonia and volatile organic compounds). The removal efficiency can reach 99% and 98% for hydrogen sulfide and ammonia respectively. In the case of the removal of volatile organic compounds biofilter efficiency is lower and amounts to an average of 50%.

Słowa kluczowe

PL

kompostowanie; odpady biodegradowalne; biofiltracja; odory; biofiltr

EN

composting; biodegradable waste; biofiltration; odor; biofilter

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, nr 4
• Strony: 631--645
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz.

Twórcy

autor

Kwarciak-Kozłowska A.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii Instytut Inżynierii Środowiska ul. J.H. Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa

autor

Bańka B.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii Instytut Inżynierii Środowiska ul. J.H. Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Chen J., Tong-Bin Ch., Gao Mei L., Guo-Di Z., Hong-Tao L., Son-Lin G., Lu C., Reducing H2S production by O2 feedback control during large-scale sewage sludge composting, Waste Management 2011, 31, 65-70.
• [2] Pagans E., Font X., Sánchez A., Biofiltration for ammonia removal from composting exhaust gases, Chemical Engineering Journal 2005, 113, 105-110.
• [3] Pagans E., Font X., Sánchez A., Coupling composting and biofiltration for ammonia and volatile organic compound removal, Biosystem Engineering 2007, 97, 491-500.
• [4] Kapusta K., Ochrona zapachowej jakości powietrza. Doświadczenia światowe w świetle potrzeby unormowań prawnych w Polsce, Prace Naukowe GIG 2007, 4, 31-50.
• [5] Kita U., Sówka I., Nych A., Skrętowicz M., Analiza trendów i rozwiązań w zakresie dezodoryzacji gazów metodą biofiltracji, Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska, Tom 3, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013, 277-284.
• [6] Sówka I., Zwoździak P, Zwoździak A., Zwoździak J., Problemy uciążliwości zapachowej wybranych obiektów gospodarki komunalnej, Ekotoksykologia w Ochronie Środowiska 2008, 409-414.
• [7] Chmiel K., Jarzębski A., Palica M., Biofiltracja lotnych związków organicznych, Przemysł Chemiczny 2005, 84/6, 442-445.
• [8] Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach, DzU z 2013 r., poz. 21.
• [9] Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej, Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 r. w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy.
• [10] EUROSTAT 2012, Bazy danych http://www.epp.eurostat.ec.europa.eu
• [11] GUS, Ochrona Środowiska, Informacje i opracowania statystyczne, GUS, Warszawa 2011.
• [12] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów, DzU 2001, Nr 112, poz. 1206.
• [13] Rosik-Dulewska C., Podstawy gospodarki odpadami, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2007.
• [14] Żygadło M., Gospodarka odpadami komunalnymi, Skrypt Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2002.
• [15] http://www.pigo.org.pl/sites/files_2014/JRC87124_PL_2.pdf
• [16] Czekała W., Witaszek K., Carmona Rodriguez P.C., Grzelak M., Instalacje do przemysłowego kompostowania bioodpadów: wady i zalety, Technika Rolnicza, Ogrodnicza, Leśna 2013, 2, 23-24.
• [17] Kucharczak K., Stępień W., Gworek B., Kompostowanie odpadów komunalnych jako metoda odzysku substancji organicznej, Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 2010, 42, 240-254.
• [18] Resource Recovery Forum, RRF. 2009, http://www.residua.com
• [19] Baran S., Turski R., Wybrane zagadnienia z utylizacji i unieszkodliwiania odpadów, Wydawnictwo AR, Lublin 1999.
• [20] Jędrczak A., Haziak K., Określenie wymagań dla kompostowania i innych metod Biologicznego przetwarzania odpadów, Pracownie Badawczo-Projektowe EKOSYSTEM, Zielona Góra 2005.
• [21] Sołowiej P., Konceptualizacja zastosowania pryzmy kompostu jako niskotemperaturowego źródła ciepła w produkcji warzyw, Inżynieria Rolnicza 2007, 6(94).
• [22] Bień J., Gałwa-Widera M., Kamizela T., Okwiet T., Współkompostowanie osadów ściekowych z przemysłu celulozowo-papierniczego, Gospodarka odpadami komunalnymi, T. 6, Monografia pod red. K. Szymańskiego, Wydawnictwo FENIKS 2010, 133-141.
• [23] Bień J., Milczarek M., Neczaj E., Worwąg M., Okwiet T., Kowalczyk M., Composting process as an alternative method for the disposal of sewage sludge and organic fraction of municipal solid waste, Civil and Environmental Engineering Reports 2011, 6, 127-136.
• [24] Bień J., Neczaj E., Worwąg M., Grosser A., Nowak D., Milczarek M., Janik M., Kierunki zagospodarowania osadów w Polsce po roku 2013, Enginering and Protection of Environment 2011, 14, 4, 375-384.
• [25] Malińska K., Laboratoryjne wyznaczanie porowatości powietrznej materiałów przeznaczonych do kompostowania, Engineering and Protection of Environment 2012, 15, 2, 155-167.
• [26] Siemiątkowski G., Kompostowanie i mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów, Opole 2011.
• [27] Wieczorek A., Wpływ emisji lotnych związków organicznych na zapach gazów odlotowych z kompostowni odpadów, Ochrona Środowiska 1998, 1(68), 33-35.
• [28] Sówka I., Miller U., Sobczyński P., Emisja odorów z procesów kompostowania odpadów komunalnych, Przemysł Chemiczny 2014, 1, 93(15), 1000-1003.
• [29] Pagans E., Font X., Sánchez A., Biofiltration for ammonia removal from composting exhaust gases, Chemical Engineering Journal 2005, 113,105-110.
• [30] Pagans E., Font X., Sánchez A., Ammonia emissions from the composting of different organic wastes, Dependency on process temperature, Chemosphere 2006, 62, 1534-1542.
• [31] Sykorova P., Juchelkova D., Kucerova M., Raclavsky K., Wpływ zawartości azotu na właściwości kompostu wykorzystywanego do produkcji energii, Inżynieria Mineralna 2012, 69-79.
• [32] Wierzbińska M., Biofiltracja przemysłowych gazów odlotowych przy użyciu naturalnych złóż włóknistych, II Kongres inżynierii środowiska, Lublin 2009, T. 1, 263-271.
• [33] Soccol C.R., Woiciechowski A.L., Vandenberhe L.P.S., Kaskantis G.N., Soccol V.T., Biofiltration: An emerging technology, Indian Journal of Biotechnology 2003, 2, 396-410.
• [34] Adler F.S., Biofiltration - a primer, CEP April 2001, www.aiche.org/cep/
• [35] Dziaczek M., Wieczorek A., Badania sprawności oczyszczania strumienia powietrza zanieczyszczonego o-ksylenem w kolumnie ze złożem syntetycznym, Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2013, 52, 6, 531-532.
• [36] Szklarczyk M., Biologiczne oczyszczanie gazów odlotowych, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1991.
• [37] Szynkowska M., Zwoździak J., Współczesna problematyka odorów, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2010.
• [38] Szklarczyk M., Czemarmazowicz M., Biologiczne oczyszczanie gazów - stan obecny i perspektywy rozwoju, Biotechnologia 1997, 108-116.
• [39] http://www.laminopol.com.pl/biofiltry
• [40] Rutkowski J., Biologiczne metody unieszkodliwiania gazów przemysłowych, Ochrona Środowiska 1996, 4(63), 41-44.
• [41] Lecińska K., Ograniczanie uciążliwości zapachowej w kompostowaniu odpadów, Przegląd Komunalny 2005, 11, 170.
• [42] Durka K., Gutarowska B., Pielech-Przybylska K., Borowski S., Iżyniec Z., Paluszak Z., Hermann J., Ocena efektywności usuwania związków odorowych z kompostu przez aktywne bakterie, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 2010, 10, 3(31), 71-83.
• [43] Cai Z., Sorial G.A., Treatment of dynamic VOC mixture in a trickling-bed air biofilter integrated with cyclic adsorption/desorption beds, Chemical Engineering Journal 2009, 151, 105-112.
• [44] Easter C., Quigley C., Burrowes P., Witherspoon J., Apgar D., Odor and air emissions control using biotechnology for both collection and wastewater treatment systems, Chemical Engineering Journal 2005, 113, 93-104.
• [45] Kośmider J., Mazur-Chrzanowska B., Wyszyński B., Odory, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2002.
• [46] Hong J.H., Park K.J., Compost biofiltration of ammonia gas from bin composting, Bioresource Technology 2005, 96, 741-745.
• [47] Maklas Z., Galwas-Zakrzewska M., Złowonne gazy w środowisku pracy, Bezpieczeństwo Pracy 2005, 9, 12-16.