Wpływ promieniowania mikrofalowego na przebieg fermentacji metanowej odpadów poubojowych w warunkach termofitowych

• Autorzy: Dębowski M. , Zieliński M. , Krzemieniewski M.

Warianty tytułu

EN

Effect of microwave radiation on post-slaughter waste methane fermentation in thermophilic conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzone badania udowodniły, iż ogrzewanie mikrofalowe w sposób idealny nadaje się do utrzymania stałej wysokiej temperatury we wnętrzu reaktora fermentacyjnego. Umożliwia ono uzyskanie pełnej kontroli nad warunkami termicznymi w reaktorze. Biorąc pod uwagę sposób dostarczania promieniowania przy wykorzystaniu falowodu, którego zakończenie może znajdować się bezpośrednio w ogrzewanym medium eliminuje się utrudnienia związane z zapychaniem i zarastaniem wymienników ciepła czy niepotrzebne straty energii. Zastosowanie mikrofal pozwala kierować energię bezpośrednio do miejsca, gdzie jest ona najbardziej pożądana. Badania udowodniły, pozytywny wpływ zastosowania promieniowania mikrofalowego na uzyskiwane efekty końcowe. Zjawisko to było szczególnie istotne w przypadku prowadzenia procesu w zakresie stosowanych obciążeń od 1,0 g ChZTźdm-3źd-1 do 2,0 g ChZTźdm-3źd-1, testowanie wyższych obciążeń eksploatowanych komór ładunkiem zanieczyszczeń spowodowało, iż uzyskiwane efekty technologiczne były porównywalne niezależnie od wariantu. Elementem, który w największym stopniu decydował o uzyskiwanych efektach technologicznych notowanych w tej części eksperymentu było zastosowane obciążenie reaktorów ładunkiem wprowadzonych związków organicznych. Wysoką skuteczność usuwania związków organicznych oraz wydajność wytwarzanego biogazu notowano w zakresie testowanych obciążeń od 1,0 g ChZTźdm-3źd-1 do 3,0 g ChZTźdm-3źd-1. Istotne zahamowanie procesu beztlenowej degradacji odpadów poubojowych stwierdzono w trakcie testowania obciążeń powyżej 4,0 g ChZTźdm-3źd-1 niezależnie od stosowanego rozwiązania technologicznego.

EN

This study analysed the possibility of applying electromagnetic microwave radiation to stimulate the temperature conditions in the process of anaerobic decomposition and the effect of the selected technological solutions on the final results. The experiments were divided into two stages. In the first experiment, the reactors were placed inside a thermostating chamber where the required thermal conditions were achieved with a set of heaters. In the second stage, the system was heated with microwave radiation. The analyses have proved the positive effect of microwave radiation on the final results, both in terms of the efficiency of organic matter degradation and the composition of the biogas produced in the process. However, loading the reactors with organic matter was the major deciding factor in terms of the technological effect of the process. This study has shown that microwave heating is perfectly suitable for maintaining a high temperature inside a fermentation reactor. It makes it possible to fully control the thermal conditions inside the reactor. Supplying the radiation by a waveguide, whose tip is situated directly in the heated medium, eliminates the problems of clogging or overgrowing heat exchangers or energy waste. Owing to the application of microwaves, energy can be supplied exactly where it is most needed. The study has demonstrated the positive effect of microwave radiation on the final results achieved in the experiment. This was especially important when the process was carried out with loads ranging from 1.0 g CODdm^d"1 to 2.0 g CODdmV; tests conducted with higher loads of impurities showed that the effects were comparable, regardless of the stage.The technological effects in this part of the experiment were affected to the greatest extent by the load of organic matter supplied to the reactor. High effectiveness of organic matter removal and the productivity of biogas was recorded within the range of load from 1.0 g CODdm^d"1 to 3.0 g CODdm^d"1. Significant inhibition of anaerobic degradation of post-slaughter waste was recorded with the loads exceeding 4.0 g CODdm^d"1 regardless of the technological solution applied.

Słowa kluczowe

PL

promieniowanie mikrofalowe; fermentacja metanowa; odpady poubojowe

EN

microwave radiation; methane fermentation; slaughter wastes

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Tom 12
• Strony: 381--392
• Opis fizyczny: bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Dębowski M.

autor

Zieliński M.

autor

Krzemieniewski M.

• Uniwersytet Warmińsko Mazurski

Bibliografia

• 1. Banik S., Bandyopadhyay S., Ganguly S., Dan D.: Effect of microwave irradiated Methanosarcina barken DSM-804 on biomethanation. Biore-source Technology. 97 (6), 819-823, 2006.
• 2. Britz T., Trnovec W., Fourie P.C.: Influence of retention time and influent pH on the performance of an UASB treating cannery wastewaters. Int. J Food Sci. and Technol. 35 (26), 267'-27'4, 2000.
• 3. Dinsdale R.M., Hawkes F.R., Hawkes D.L.: Comparison of mesophilic and thermophilic upflow anaerobic sludge blanket reactors treating instant coffee production wastewater. Wat. Res. 31 (1), 163-169, 1997.
• 4. Haque K. E.: Microwave energy for mineral treatment processes. A brief review. Int. J. Miner. Process. 57,1-24,1999.
• 5. Lepisto R., Rintala J.: Extreme thermophilic (70°C), VFA-fed UASB reactor: performance, temperature response, load potential and comparison with 35 and55°C UASB reactors. Wat. Res. 33 (14), 3162-3170, 1999.
• 6. Parker M.C., Besson T., Lamare S., Legoy M.D.: Microwave radiation can increase the rate of enzyme catalysed reaction in organic media. Tetrahedron Letters. 37 (46), 8383 - 8386,1996.
• 7. Ponne C. T., Bartels P.: Interaction of electromagnetic energy with biological material - relation to food processing. Radiat. Phys. Chem. 45 (4), 591-607,1995.
• 8. Standish N., Worner H.K., Obuchowski D.Y.: Particle size effect in microwave heating of granular materials. Powder Technology. 66, 225-230, 1991.
• 9. Thostenson E.T., Cbou T.-W.: Microwave processing: fundamentals and applications. Composites. A 30, 1055-1071,1999.
• 10. Zieliński M., Krzemieniewski M.: Effect of microwave radiation on bio-mass growth in a reactor with a biological membrane. Pol. J. Env. Stud. 17 (2), 503-515,2004.