Innovative educational course II: Modelling of odour dispersion from agricultural biogas plants

• Autorzy: Loskot J.

Identyfikatory

DOI

10.1515/cdem-2017-0008

Warianty tytułu

PL

Innowacyjny kurs edukacyjny ii: modelowanie dyspersji odorantów z biogazowni rolniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In recent years, the European Union is putting a growing emphasis on constructing agricultural biogas plants, especially in the Czech-Polish border region. In this region, there are large areas of agricultural land which can provide biomass as a substrate used in biogas plants. Biogas plants connected to cogeneration units are a useful renewable source of thermal and electrical energy, but they can cause also some problems. Probably the most serious issue is that inadequately technologically operated biogas plants are the source of unpleasant odour which may affect the surrounding population. Therefore, we prepared a continuation of our educational course focused on biogas plants intended for a study program “Physico-technical Measurements and Computer Technology” at the Faculty of Science at the University of Hradec Kralove and for the education of internshipers from the Faculty of Natural Sciences and Technology at the University of Opole. In this part of the course, the students will learn about the problems with odour released from inadequately technologically operated biogas plants and about the ways how to measure and model the odour contamination in the vicinity of the odour source. An important part of this educational course is a practical exercise on the mathematical modelling of odour contamination from an inadequately technologically operated agricultural biogas plant. Thus, the students will be able to perform the odour modelling using the SYMOS’97 methodology which is approved and used as an official tool for air pollution modelling in the Czech Republic. Students will learn that a biogas plant which is well-operated and correctly located in relation to local hydrometeorological conditions does not annoy local residents by odour.

PL

W ostatnich latach Unia Europejska kładzie coraz większy nacisk na budowę biogazowni rolniczych, szczególnie w regionie przygranicznym czesko-polskim. W tym regionie istnieją duże obszary użytków rolnych, które mogą dostarczać biomasę jako substrat stosowany w biogazowniach. Instalacje biogazowe podłączone do jednostek kogeneracyjnych są użytecznym odnawialnym źródłem energii cieplnej i elektrycznej, ale mogą powodować również pewne problemy. Najpoważniejszą kwestią jest to, że nieodpowiednio obsługiwane instalacje biogazowe są źródłem nieprzyjemnego zapachu, który jest dokuczliwy, szczególnie dla okolicznych mieszkańców. Dlatego przygotowaliśmy kontynuację naszego kursu edukacyjnego dotyczącego biogazowni w ramach programu studiów "Pomiary fizyko-techniczne i technika komputerowa" na Wydziale Nauk Ścisłych Uniwersytetu Hradec Králové oraz do kształcenia stażystów z Wydziału Przyrodniczo-Technicznego Uniwersytetu Opolskiego. W tej części kursu studenci zapoznają się z problemami związanymi z odorami wydostającymi się z nieodpowiednio technologicznie eksploatowanych biogazowni oraz sposobami mierzenia i modelowania odorów w pobliżu ich źródła. Ważną częścią tego kursu edukacyjnego są praktyczne ćwiczenia matematycznego modelowania odorów z nieodpowiednio technologicznie eksploatowanej biogazowni rolniczej. Studenci będą mogli modelować odory za pomocą metodologii SYMOS’97, która jest zatwierdzona i używana jako oficjalne narzędzie do modelowania zanieczyszczenia powietrza w Republice Czeskiej. Studenci dowiedzą się, że biogazownia, która jest dobrze obsługiwana i prawidłowo zlokalizowana w odniesieniu do lokalnych warunków hydrometeorologicznych, nie obciąża okolicznych mieszkańców odorami.

Słowa kluczowe

EN

agricultural biogas plants; odours; modelling of odour dispersion

PL

rolnicze biogazownie; odory; modelowanie dyspersji zapachów

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 22, NR 1-2
• Strony: 135--150
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., fot.

Twórcy

autor

Loskot J.

• Department of Physics, University of Hradec Králové, Rokitanského 62, 50003 Hradec Králové, Czech Republic

Bibliografia

• [1] Loskot J, Smolík M, Hyšplerová L, Radocha K, Kříž J, Eminger S, et al. Innovative educational program for biogas production carried out at University of Hradec Králové (CZ) and at University of Opole (PL). Chem Didact Ecol Metrol. 2016;21(1-2):57-70. DOI: 10.1515/cdem-2016-0005.
• [2] Lapčík V, Lapčíková M. Biogas Stations and their Environmental Impacts. Rudarsko-geološko-naftni zbornik. Zagreb, Hrvatska. 2011;23:9-14. http://hrcak.srce.hr/file/111499.
• [3] Gebicki J, Byliński H, Namieśnik J. Measurement techniques for assessing the olfactory impact of municipal sewage treatment plants. Environ Monit Assess. 2016;188:32-46. DOI: 10.1007/s10661-015-5024-2.
• [4] Wilson AD, Baietto M. Applications and advances in electronic-nose technologies. Sensors. 2009;9(7):5099-5148. DOI: 10.3390/s90705099.
• [5] Model SYMOS’97 v. 2013. Application manual. Idea-Envi s.r.o. https://www.idea-envi.cz/.
• [6] Keder J. Adaptation of the Czech Regulatory Dispersion Model for odour dispersion calculation, its validation and crtitical evaluation. Chem Eng Trans. 2008;15:17-22. ISBN: 978-88-95608-09-9. http://www.aidic.it/cet/08/15/003.pdf.
• [7] Sucker K, Both R, Bischoff M, Guski R, Winneke G. Odor frequency and odor annoyance. Part I: assessment of frequency, intensity and hedonic tone of environmental odors in the field. Int Arch Occup Environ Health. 2008;81(6):671-682. DOI 10.1007/s00420-007-0259-z.
• [8] Straka F, Lacek P. Emise pachovych latek z bioplynovych stanic: Studie chemicke povahy pachu z BPS, jejich zdroju a moznosti minimalizace pachovych emisi (Emissions of odorous substances from biogas stations: Study of the chemical nature of odors, their sources and the possibility of minimizing odor emissions). Praha: Ústav pro výzkum a využití paliv a.s; 2008. http://media0.7x.cz/files/media0:50fe48923eee2.pdf.upl/OOO-STUDIE_emise_pachovych_latek_z_BPstanic-20090114.pdf.
• [9] Kalinichenko A, Havrysh V, Perebyynis V. Evaluation of biogas production and usage potential. Ecol Chem Eng S. 2016;23(3):387-400. DOI: 10.1515/eces-2016-0027.
• [10] Bubnik J, Keder J, Macoun J, Maňák J. SYMOS’97. System for Modelling of stationary sources - methodological guide. Prague: Czech Hydrometeorological Institute; 1998 (updated 2014). http://fzp.czu.cz/~vachm/fluid/symos_A4.pdf.
• [11] Kříž J, Loskot J, Štěpánek V, Hyšplerová L, Jezbera D, Trnková L, et al. Modelling of mercury emissions from large solid fuel combustion and biomonitoring in CZ-PL border region. Ecol Chem Eng S. 2016;23(4):593-604. DOI: 10.1515/eces-2016-0042.
• [12] Kříž J, Hyšplerová L, Smolík M, Eminger S, Vargová A, Keder J, et al. Modelling of emissions from large biogas plants. Chem Didact Ecol Metrol. 2015;20(1-2):49-58. DOI: 10.1515/cdem-2015-0005.
• [13] Avaliani SL, Balter BM, Balter DB, Faminskaya MV, Revich BA, Stalnaya MV. Air pollution source identification from odor complaint data. Air Qual Atmos Health. 2016;9(2):179-192. DOI: 10.1007/s11869-015-0317-8.
• [14] Pellegrino R, Sinding C, Wijk RA, Hummel T. Habituation and adaptation to odors in humans. Physiol Behavior. 2017;177:13-19. DOI: 10.1016/j.physbeh.2017.04.006.
• [15] Brattoli M, Gennaro G, Pinto V, Loiotile AD, Lovascio S, Penza M. Odour detection methods: olfactometry and chemical sensors. Sensors. 2011;11(5):5290-5322. DOI: 10.3390/s110505290.
• [16] Capelli L, Sironi S, Rosso R, Céntola P, Bonati S. Improvement of olfactometric measurement accuracy and repeatability by optimization of panel selection procedures. Water Sci Technol. 2010;61(5):1267-78. DOI: 10.2166/wst.2010.023.
• [17] Guillot JM, Bilsen I, Both R, Hangartner M, Kost WJ, Kunz W, et al. The future European standard to determine odour in ambient air by using field inspection. Water Sci Technol. 2012;66(8):1691-1698. DOI: 10.2166/wst.2012.375.
• [18] Dentoni L, Capelli L, Sironi S, Guillot JM, Rossi AN. Comparison of different approaches for odour impact assessment: dispersion modelling (CALPUFF) vs field inspection (CEN/TC 264). Water Sci Technol. 2013;68(8):1731-1738. DOI: 10.2166/wst.2013.387.
• [19] Nicell JA. Assessment and regulation of odour impacts. Atmos Environ. 2009;43(1):196-206. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2008.09.033.
• [20] Strojové vnímání vůní a zápachů. (Machine perception of odors). Automa. 2000/1. http://automa.cz/cz/casopis-clanky/strojove-vnimani-vuni-a-zapachu-2000_01_27557_1224/.
• [21] Kudarihal CS, Gupta M. Electronic nose based on metal oxide semiconductor sensors as an alternative technique for perception of odours. IJAET. 2014;7(1):206-216. http://www.e-ijaet.org/media/25N19-IJAET0319400_v7_iss1_206-216.pdf.
• [22] Macías M, Agudo JE, Manso AG, Orellana CJG, Velasco HMG, Caballero RG. A compact and low cost electronic nose for aroma detection. Sensors. 2013;13(5):5528-5541. DOI: 10.3390/s130505528.
• [23] Bhandare PB, Pendbhaje NS, Narang A. Electronic nose: A review. RRJET. 2013;2(4):1-8. https://www.rroij.com/open-access/electronic-nose-a-review-1-8.pdf.
• [24] Keller PE, Kangas LJ, Liden LH, Hashem S, Kouzes R. Electronic noses and their applications. Proc. IEEE Technical Applications Conf Workshops Northcon. 1995. DOI: 10.1109/NORTHC.1995.485024.
• [25] Ramgir NS. Electronic nose based on nanomaterials: Issues, challenges, and prospects. ISRN Nanomaterials. 2013, Article ID 941581, 21 pages. DOI: 10.1155/2013/941581.
• [26] Dentoni L, Capelli L, Sironi S, Rosso R, Zanetti S, Torre MD. Development of an electronic nose for environmental odour monitoring. Sensors. 2012;12:14363-14381. DOI: 10.3390/s121114363.
• [27] Freeman T, Needham C, Schulz T. Analysis of Options for Odour Evaluation for Industrial or Trade Processes. CH2M BECA LTD, 2000.
• [28] Nielsen TB, Holmegaard HT. From University Student to Employee. Int J Innovation Sci Mathematics Educat. 2016;24(3):14-30. https://www.researchgate.net/publication/308889074.