Emisja biogazu z osadów dennych zbiornika wodnego w warunkach silnej antropopresji

• Autorzy: Kostecki M. , Mazierski J. , Kowalski E.

Warianty tytułu

EN

Biogas emission from the bottom sediments of dam-reservoir in the strong anthropopressure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad ilością i składem chemicznym gazu wydzielanego z osadów dennych silnie zanieczyszczonego zbiornika zaporowego Dzierżno Duże (woj. śląskie). Osady denne mogą być źródłem znacznych ilości biogazu, w tym metanu, który rozpuszczając się w wodzie pogarsza warunki środowiskowe. Ilość wydzielanego gazu w zależności od temperatury wody wynosiła od 2 dmVm2*d do 12 dm³/m^2*d. Największy przyrost jednostkowy emisji następuje w przedziale temperatur od 10 do 15"C. Emitowany do powietrza gaz stanowi jeden z elementów jego zanieczyszczenia w rejonie emisji. Ilość i skład gazu są zależne od temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury wody od 7°C do 24"C udział metanu zwiększał się z 73% do 85%, udział azotu wzrastał z 3,9% do 22,47%. W miarę wzrostu temperatury zmniejsza) się udział dwutlenku węgla, z 22% do 4,5%. Wydzielanie biogazu z osadów dennych jest procesem heterogennym, przebiegającym w zależności od temperatury w obszarze dyfuzyjnym lub kinetycznym. W zakresie niskich temperatur szybkość procesu jest kontrolowana przez szybkość reakcji biochemicznej. Wraz ze wzrostem temperatury rośnie szybkość dyfuzji i w zakresie temperatur 15-24"C proces jest kontrolowany szybkością dyfuzją substratów i produktów reakcji.

EN

The results of investigation on the amount and chemical composition of biogas emitted from bottom sediments of polluted Dzierzno Duże dam reservoir have been presented. The bottom sediments could be a resource of considerable quantity of biogas, e.g. methane. The dilution of methane in water is similar to that of oxygen. The presence of methane dissolved in the water deteriorates environmental conditions. The quantity of biogas depending on temperature ranged from 2 to 12 dm³/m^2*d. The biggest singular grow exist in the water temperature 10-15°C Chemical composition for biogas is dependent on the temperature. Along with the water temperature growth from 7 to 24°C, participation of methane in the biogas increased from 73% to 85%. and the participation of nitrogen from 3.9% to 22.47%. The participation of carbon dioxide decreased from 22% to 4.5%. The heterogeneous process of biogas emission arc running in the kinetic and diffusion area is dependent on temperature. In the low temperature the progress of the process is controlled by the speed of biochemical reaction. The progress of the diffusion process grows in a high temperature, and in the range of 15-24" C the processes is controlled by diffusion of substrates and products of reaction.

Słowa kluczowe

PL

biogaz; osad denny; zbiornik zaporowy; Dzierżno Duże

EN

biogas; bottom sediments; dam-reservoirs; methane fermentation

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 30, no. 1
• Strony: 79--90
• Opis fizyczny: Bibliogr.16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kostecki M.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

autor

Mazierski J.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

autor

Kowalski E.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

Bibliografia

• [1] Górniak A.: Substancje humusowe i ich rola w funkcjonowaniu ekosystemów słodkowodnych, Prace Uniwersytetu Warszawskiego, filia w Białymstoku, 448, 1-151 (1996).
• [2] Green F.B., L. Bernstone, T.J. Lundqiust, J. Muir, R.B. Tresan, W.J. Oswald: Methane fermentation, submerged gas collection, and the fate of carbon in advanced integrated wastewater pond systems, Water Science and Technology, 31, 2, 55-65 (1995).
• [3] Januszkiewicz Т.: Jeziora jako odbiorniki ścieków - skutki zanieczyszczania i sposoby ochrony, Wiad. Ekol., 18 (2), 141-147 (1972).
• [4] Kajak Z.: Hydrobiologia - Limnología, PWN, Warszawa 1998.
• [5] Kostecki М., A. Smyłła, A. Starczewska: Ocena stanu sanitarnego zbiornika zaporowego Dzierżno Duże, Archiwum Ochrony Środowiska, 26, 4, 57-73 (2000).
• [6] Kostecki М.: Zawiesina jako element zanieczyszczeń antropogennego ekosystemu wodnego na przykładzie zbiornika zaporowego Dzierżno Duże, Archiwum Ochrony Środowiska, 26, 4, 75-94 (2000).
• [7] Kostecki М., M. Czaplicka, A. Węglarz: Wybrane związki organiczne (ВТЕХ, WWA) w osadach dennych antropogennego zbiornika wodnego Dzierżo Duże, Archiwum Ochrony Środowiska, 26, 4, 95-108 (2000).
• [8] Kostecki М., M. Czaplicka: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne jako element zanieczyszczenia osadów dennych Kanału Gliwickiego, Archiwum Ochrony Środowiska, 27, 3, 1 19-135 (2001).
• [9] Martynova M.V., R.N. Murogova, P.I. Rogozyev: Release of gas from the bottom of a small lake, Water Resources, 22, 6, 658-663 (1995).
• [10] Martynova M.V., R.N. Murogova, L.I. Popov: Gas composition of the Lake Glubokoe bottom sediments, Water Resources, 23, 2, 203-208 (1996).
• [11] Martynova M.V., L.I. Popov, R.N. Murogova: On the composition of gases contained in water and silts of two lakes in Kosino, Water Resources, 24, 2, 160-164 (1997).
• [12] Oswald W.J.: Fundamental Factor in Stabilization Pond Design, Advances in Biological Waste Treatment, Proc. Third Conf. on Biol. Waste Treat. Manhattan Coll, Publ, Oxford 1963.
• [13] Popel F.: Sludge Digestion and Disposal, Technische Universität, Stuttgart 1967.
• [14] Schlegel M.G.: Mikrobiologia ogólna, PWN, Warszawa 1996.
• [15] Smyłła A., A. Starczyńska, M. Kostecki: Microbiological investigations of Dzierzno Duże dam- reservoir, XXIV Congress of the Polish Society of Microbiologist. Medical Science Monitor, International Journal of Experimental and Clinical Research. Białystok, Poland, September 12- 15, 2000.
• [16] Szarawara J., J. Skrzypek: Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych, WNT, Warszawa 1980.