Biologiczne otrzymywanie wodoru z odpadów papierniczych modyfikowanych metodami chemiczno-fizycznymi

• Autorzy: Wołczyński M. , Janosz-Rajczyk M.

Warianty tytułu

EN

Biological hydrogen receiving from modified paper wastes of chemical and physical methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania dotyczyły możliwości otrzymywania wodoru z osadów pochodzących z zakładu papierniczego. Z uwagi na polimerową budowę osady poddawano wstępnej modyfikacji chemiczno-fizycznej obejmującej utlenianie H2O2 i ekspozycję w polu ultradźwiękowym. Fermentację wodorową prowadzono dla substratów, w których wykazano największy przyrost cukrów prostych i ChZT w cieczach osadowych oraz ubytek zawiesin organicznych. Badania wykazały dużą odporność osadów na zastosowaną modyfikację. Uzyskano mały przyrost monosacharydów i niską skuteczność w przetwarzaniu zawiesin. Jednakże wykazano też, że podczas fermentacji modyfikowanych osadów z substratem glukozowym uzyskiwano ponad 3,5-krotny wzrost produkcji wodoru w odniesieniu do fermentacji samego substratu glukozowego.

EN

This article presents studies concerning a possibility of hydrogen obtaining from sewage sludge coming from paper industry. Due to its polymeric composition, the sludge was initially subjected to chemical and physical modification, including H2O2 hydrolysis and ultrasonic field exposure. Hydrogen fermentation was conducted for substrates which showed the highest increase of COD and simple sugars in sludge liquid and suspended organic matter loss. The studies have shown substantial resistance of the sludge to the applied modification, expressed by little monosaccharide increase and low efficiency of sludge liquidation. However, it was also proved that during hydrogen fermentation of the modified substrates, over 3.5 times greater increase of hydrogen production was obtained in comparison to the reference samples.

Słowa kluczowe

PL

fermentacja mezofilowa; produkcja biowodoru; osady z papierni

EN

mesophilic fermentation; biohydrogen production; paper industry sludge

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 13, nr 3
• Strony: 151--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Wołczyński M.

autor

Janosz-Rajczyk M.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Chemii, Technologii Wody i Ścieków, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Sądecka Z., Pluciennik-Korupczuk E., Odzysk wodoru w procesie fermentacji metanowej, Materiały IX Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Oczyszczanie ścieków i przeróbka osadów ściekowych, Wydawnictwo Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2007,71-78.
• [2] Warowny W., Podstawowe technologie termochemicznego pozyskiwania wodoru, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2008, 5, 8-14.
• [3] Warowny W., Duszyński M., Surowce i procesy w pozyskiwaniu wodoru, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2009. 12,2-7.
• [4] Zieliński J., Urbaniec K., Machowska Z., Biomasa węglowodanowa pochodzenia naturalnego jako surowiec do produkcji wodoru, Przemysł Chemiczny 2007. 86. 12, 1207-1214.
• [5] Zhang M.L., Fan Y.T., Xing Y., Pan C.M., Zhang G.S., Lay J.J., Enhanced biohydrogen production from cornstalk wastes with acidification pretreatment by mixed anaerobic cultures, Biomass and Bioenergy 2007, 31, 250-254.
• [6] Wang C.H., Lu W.B., Chang J.S., Feasibility study of fermentative conversion of raw and hydrolyzed starch to hydrogen using anaerobic mixed microflora, International Journal of Hydrogen Energy 2007, 32, 3849-3859.
• [7] Hawkes F.R., Hussy L, Kyazze G., Dinsdale R., Hawkes D.L, Continuous dark fermentative hydrogen production by mesophilic microflora: Principles and progress, international Journal of Hydrogen Energy 2007, 32, 172-184.
• [8] Rupprecht J., Hankamer B., Mussgnug J.H., Ananyev O., Dismukes C., Kruse O., Perspectives and advances of biological H2 production in microorganisms, Applied Microbiology and Biotechnology 2006, 72, 442-449.
• [9] Directive 2003/30/EEC of the European Parlament and of the Council of 8 May 2003 on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels of transport.
• [10] Smoliński A., Howaniec N., Wodór - czysty nośnik energii (cz. l), Czysta Energia 2006, 7-8, 26-28.
• [11] Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej (MP Nr 25 poz. 365).
• [12] Sikora A., Produkcja wodoru w. procesach prowadzonych przez drobnoustroje. Postępy Mikrobiologii 2008, 47, 4. 465-482.
• [13] Levin D.B., Pitt L., Love M., Biohydrogen production: prospects and limitations to practical application, International Journal of Hydrogen Energy 2004. 29. 173-185.
• [14] Cheong D., Hansen C., Bacterial stress enrichment enhances anaerobic hydrogen production in cattle manure sludge, Applied Microbiology and Biotechnology 2006, 72, 635-643.
• [15] Wang C., Lin P., Chang J., Fermentative conversion of sucrose and pineapple waste into hydrogen gas in phosphate-buffered culture seeded with municipal sewage sludge. Process Biochemistry2006,41, 1353-1358.
• [16] NoikeT., Ko I., Yokoyama S., Kohno Y., Li Y., Continuous production hydrogen from organic waste, Water Science and Technology 2005, 52. 1-2, 145-151.
• [17] Talinli A., Andersen G., Interference of hydrogen peroxide on the standard COD test, Water Research 1992, 26, 1. 107-110.
• [18] Wołczyński M., Janosz-Rajczyk M., Wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania podłoża hodowlanego z osadów ściekowych. Inżynieria i Ochrona Środowiska 2008, 11,3, 375-386.
• [19] Bień J., Szparkowska J., Alkaliczne i ultradźwiękowe kondycjonowanie osadu nadmiernego przed procesem stabilizacji beztlenowej, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2004, 9, 316-320.
• [20] Barbusiński K., Intensyfikacja procesu oczyszczania ścieków i stabilizacji osadów nadmiernych z wykorzystaniem odczynnika Fen tona, Inżynieria Środowiska 2004, 50. 7-169.
• [21] Zielewicz-Madaj E., Fukas-Płonka Ł., Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej osadu na efekty fermentacji metanowej. Materiały XII Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Osady ściekowe problem aktualny. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej. Częstochow a- Ustroń 2001, 149-154.
• [22] Zielewicz-Madej E., Zastosowanie dezintegracji ultradźwiękowej do intensyfikowania produkcji lotnych kwasów tłuszczowych z osadu wtórnego, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2001 4, 2, 231-237.
• [23] Bień J., Szparkowska I., Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej osadów ściekowych na przebieg procesu stabilizacji beztlenowej. Inżynieria i Ochrona Środowiska 2004, 7, 3-4, 341-352.
• [24] Zielewicz E., Skiba W., Janik M., Fukas-Płonka Ł., Sorys P., Gil B., Metody intensyfikowania procesu fermentacji - badania i wdrożenia. Przegląd Komunalny 2008, 5, 83-118.
• [25] Zielewicz-Madej F. Sorys P., Dezintegracja ultradźwiękowa osadu nadmiernego. Forum Eksploatatora 2007, 29, 2, 45-52.
• [26] Bień J., Ultradźwięki w gospodarce osadowej, Materiały II Międzynarodowej i XIII Krajowej Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Nowe spojrzenie na osady ściekowe - odnawialne źródła energii. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2003, 19-32.
• [27] Redwood M., Macaskie L., A two-stage, two-organism process for biohydrogen from glucose, International Journal of Hydrogen Energy 2006. 31, 1514-152.
• [28] Wang J., Wan W., Comparison of different pretreatment methods for enriching hydrogen-producing cultures from digested sludge. International Journal of Hydrogen Energy 2008, 33, 2934-294.
• [29] Alzate-Gaviriaa L., Sebastiana P., Pérez-Hernándezc A., Eapen D., Comparison of two anaerobic systems for hydrogen production from the organic fraction of municipal solid waste and synthetic wastewater, International Journal of Hydrogen Energy 2007, 32, 3141-3146.
• [30] Lee K., Lin P., Chang J., Temperature effects on biohydrogen production in a granular sludge bed induced by activated carbon carriers. International Journal of Hydrogen Energy 2006,31, 465-472.