Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Chitin Modification on the Sorption Efficiency of Reactive Black 5 Dye

Filipkowska U., Jóźwiak T., Bugajska P., Skrodzka A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

616--633

EN

Around 7·10 tons of dyes are produced annually to supply for the needs of the global textile, tanning and paper industry. Due to the low susceptibility of some materials to dyeing process and high solubility of dyes, up to 50% get into sewage, about 15% of which goes to the natural environment. Colored substances are mostly difficult to biodegrade, so decolorization of wastewater using biological methods used on conventional wastewater treatment plants is not effective. One of the most effective, cheap and environmentally friendly methods of removing dyes from wastewater is the adsorption process. However, the practical application of this process encounters a number of limitations, mainly due to the high cost of commercial sorbents and difficulties in their regeneration. Therefore, many studies focus on the search for cheap and effective sorbents. Recently, chitin, which is one of the most widespread biopolymers in nature, is becoming more and more popular among sorbents. According to literature data, the annual global production of chitin by living organisms reaches up to 10¹¹ tons and 120,000-200,000 tons of chitin are obtained in the world from the waste of marine invertebrates processing annually. However, not all kinds of waste from various industry sectors are characterized by a high sorption capacity for dyes. That encourages seeking various methods of modifying potential sorbents to improve this ability. The study investigated the possibility of increasing the adsorption capacity of chitin in relation to the RB5 dye by initial modification of the sorbent. Modifying factors such as ultrasound, microwaves, magnetic field and ozone were used. Due to appropriate modification, the maximum sorption capacity of chitin in relation to the anionic dye Reactive Black 5 has changed. It was found that the effectiveness of the RB5 dye on chitin was influenced by the initial concentration of the solution and the type of modifying agent. Among the tested sorbents, the highest sorption capacity of 38.02 mg/dm³ was obtained for chitin modified with magnetic field at an induction of 15 mT. The efficiency of removing the anionic dye on this sorbent was higher than the maximum sorption capacity of unmodified chitin by 25%. In order to determine the exact effect of the magnetic field on chitin, additional and more detailed studies would have to be carried out. The lowest sorption capacity was obtained for chitin treated with ozone in the amount of 2 g of O₃, where the result of 13.17 mg/dm³ was obtained. Ozonation affected negatively the sorption capacity of chitin by its partial depolymerisation and disruption of bonds, such as hydrogen bonds, responsible for the sorption of impurities in the form of anions.

PL

Na potrzeby światowego przemysłu włókienniczego, garbarskiego i papierniczego wytwarzanych jest rocznie około 7·105 ton barwników. Z powodu niskiej podatności niektórych materiałów na barwienie i wysokiej rozpuszczalności barwników nawet do 50% z nich po procesie barwienia przedostaje się do ścieków, z czego koło 15% trafia do środowiska naturalnego. Substancje barwne w większości są trudno-biodegradowalne, więc dekoloryzacja ścieków za pomocą metod biologicznych stosowanych na konwencjonalnych oczyszczalniach ścieków nie jest skuteczna. Jedną z efektywniejszych, tańszych i przyjaznych dla środowiska metod usuwania barwników ze ścieków jest proces adsorpcji. Pomimo tego jej praktyczne zastosowanie napotyka na szereg ograniczeń, głównie z uwagi na wysoki koszt komercyjnych sorbentów i trudności w ich regeneracji. W związku z tym wiele badań koncentruje się na poszukiwaniu sorbentów tanich a zarazem efektywnych. W ostatnim czasie coraz większym zainteresowaniem wśród sorbentów cieszy się chityna, która jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych biopolimerów w przyrodzie. Według danych literaturowych roczna światowa produkcja chityny przez organizmy żywe osiąga nawet 1011 ton, a z odpadów przetwórstwa bezkręgowców morskich rocznie na świecie pozyskuje się 120 000-200 000 ton chityny. Jednak wszelkiego rodzaju odpady z różnych sektorów przemysłu nie zawsze charakteryzują się wysoką pojemnością sorpcyjną względem barwników. W związku z tym poszukuje się różnych metod modyfikacji potencjalnych sorbentów w celu poprawienia tej zdolności. W pracy zbadano możliwość zwiększenia zdolności adsorpcyjnej chityny względem barwnika RB5 poprzez wstępną modyfikację sorbentu. Jako czynnik modyfikujący chitynę przed sorpcją wykorzystano ultradźwięki, mikrofale, pole magnetyczne i ozonowanie W wyniku odpowiedniej modyfikacji maksymalna pojemność sorpcyjna chityny względem barwnika anionowego Reactive Black 5 uległa zmianie. Stwierdzono, iż na efektywność sorpcji barwnika RB 5 na chitynie miały wpływ początkowe stężenie roztworu oraz rodzaj czynnika modyfikującego. Spośród testowanych sorbentów największą pojemnością sorpcyjną wynoszącą 38,02 mg/ dm3 charakteryzowała się chityna modyfikowana polem magnetycznym o indukcji 15 mT. Efektywność usuwania barwnika anionowego na tym sorbencie była wyższa od maksymalnej pojemności sorpcyjnej chityny niemodyfikowanej o 25%. W celu określenia dokładnego wpływu pola magnetycznego na chitynę, należałoby przeprowadzić dodatkowe i bardziej szczegółowe badania. Natomiast najniższą pojemność sorpcyjną odnotowano dla chityny poddanej działaniu ozonu w ilości 2 g O3, gdzie uzyskano wynik 13,17 mg/ dm3. Ozonowanie negatywnie wpłynęło na zdolność sorpcyjną chityny poprzez jej częściową depolimeryzację oraz rozrywanie wiązań, takich jak wiązania wodorowe, odpowiedzialnych za sorpcję zanieczyszczeń w formie anionów.

2

The Use of Coconut Shells for the Removal of Dyes from Aqueous Solutions

Jóźwiak T., Filipkowska U., Bugajska P., Kalkowski T.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 4

129--135

EN

The main purpose of the work was to check the possibility of using coconut shells for the removal of the dyes popular in the textile industry from aqueous solutions. The sorption abilities of an unconventional sorbent were tested against four anionic dyes: Reactive Black 5, Reactive Yellow 84, Acid Yellow 23, Acid Red 18 as well as two cationic dyes: Basic Violet 10 and Basic Red 46. The scope of research included investigation pertaining to the effect of pH on the effectiveness of sorption of dyes, conducted in order to determine the time of equilibrium of sorption and determine the maximum sorption capacity of coconut shells with respect to pigments. The most favorable pH of sorption for the anionic dyes and Basic Violet 10 was pH 3 and for Basic Red 46 – pH 6. The equilibrium time of sorption was the shortest in the case of acidic dyes (Acid Yellow 23/ Acid Red 18 – 45 min), while the longest in the case of alkaline dyes (Basic Red 46 – 90 min, Basic Violet 10 – 180 min). The sorption capacity of coconut shells in relation to anionic dyes was for Reactive Black 5 – 0.82 mg/g, Reactive Yellow 84 – 0.96 mg/g, Acid Yellow 23 – 0.53 mg/g and for Acid Red 18 – 0.66 mg/g. The tested sorbent showed much higher sorption capacity with respect to the cationic dyes, i.e. Basic Violet 10 (28.54 mg/g) and Basic Red 46 (68.52 mg/g).

3

Zastosowanie aminowanych łupin Arachis hypogaea do usuwania ortofosforanów z roztworów wodnych

Szymczyk P., Filipkowska U., Jóźwiak T.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 2

167--174

PL

W artykule przedstawiona została skuteczność sorpcji ortofosforanów na niemodyfikowanych i modyfikowanych (aminacja ze wstępna aktywacją epichlorohydryną) łupinach Arachis hypogaea. W przeprowadzonych badaniach wyznaczono dawkę czynnika aktywującego (epichlorohydryna), pojemność sorpcyjną niemodyfikowanych i modyfikowanych łupin, najlepsze spośród przebadanych pH sorpcji i czas równowagi reakcji. Do opisu uzyskanych wyników zastosowano model Langmuira. Najwyższą efektywność usuwania związków fosforu na niemodyfikowanych łupinach uzyskano przy pH 8, natomiast na aminowanych przy pH 5. Badania czasu uzyskania stężenia równowagowego ortofosforanów dla obu sorbentów przeprowadzono w trzech stężeniach 0,1; 0,5 i 1 mg/L. Najwyższą efektywność sorpcji P-PO4 na sorbentach uzyskano po 60 minutach. Po upływie czasu równowagi zaobserwowano zjawisko częściowego uwalniania biogenu, co mogło mieć związek ze zmianą pH roztworu przez sorbent. Badania wykazały, że modyfikacja polegająca na aminacji łupin Arachis hypogaea ze wstępną aktywacją za pomocą epichlorohydryny zwiększa ich skuteczność usuwania związków fosforu. Maksymalna pojemność sorpcyjna łupin niemodyfikowanych względem ortofosforanów wyniosła 0,011 mg/g, natomiast łupin aminowanych ze wstępną aktywacją – 0,10 mg/g.

EN

The article presents the effectiveness of phosphate sorption on the unmodified and modified (animation from the initial activation by epichlorohydrin) husks Arachis hypogaea. Studies performed determined dose activating agent (epichlorohydrin), adsorption capacity of unmodified and modified husks Arachis hypogaea, best among the tested adsorption pH as well as the equilibrium time. Langmuir model was used to describe the results. The highest removal efficiency of phosphorus compounds using unmodified husks Arachis hypogaea was obtained at pH 8, and with aminated at pH 5. The study of phosphate equilibrium concentration time obtained for both sorbents was carried out at three concentrations of 0,1; 0,5 and 1 mg/L. The highest sorption efficiency of the phosphate onto both sorbents was achieved after 60 minutes of the process. After the equilibrium time the effect of partial nutritient release was observed, which could be related to the change in pH of the solution by the sorbent. Studies have shown that the modification consists in the amination of husks Arachis hypogaea with pre-activated with epichlorohydrin increases their effectiveness removal of phosphorus compounds. The maximum adsorption capacity of unmodified husks with towards phosphate was 0.011 mg/g, while the husks animated with initial activation – 0.10 mg/g.

4

Application of Spontaneous Oxidation Processes of Zero-valent Iron and Electrocoagulation for Reactive Black 5 Removal

Wysocka I., Filipkowska U., Jóźwiak T.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 4 (124)

121--128

EN

Two methods of Reactive Black 5 dye removal were compared in this work, namely electrocoagulation (EC) and one based on spontaneous electrochemical oxidation of zero-valent iron (ZVI). Both methods are based on electrode processes and the sorption process and allow to achieve a similar effectiveness of dye removal. In the case of ZVI, however, a longer contact time or a greater surface area of the electrodes applied is necessary. In turn, the ZVI enables to conduct the processes of dye removal with no requirement for an external source of electric current (lower exploitation inputs). The study demonstrated that the application of both the ZVI method and EC is especially advisable in the case of lower initial concentrations of dye in the solution, i.e. the higher the concentration, the lower the contribution of electrode processes in dye removal from the solution and the greater the contribution of sorption processes.

PL

W ramach niniejszej pracy porównano dwie metody usuwania barwnika Reactive Black 5. Metodę elektrokoagulacji (EC), oraz metodę opartą na samorzutnym elektrochemicznym utlenianiu żelaza na 0 stopniu utlenienia (ZVI). Obie metody wykorzystują procesy elektrodowe oraz procesy sorpcji, umożliwiając uzyskanie podobnej efektywność usuwania barwnika. W przypadku ZVI wymagany jest jednak dłuższy czas kontaktu, lub większa powierzchnia zastosowanych elektrod. ZVI umożliwia jednak przeprowadzenie procesów usuwania barwy, bez konieczności stosowania zewnętrznego źródła prądu (mniejsze nakłady eksploatacyjne). Badania wykazały, że zastosowanie zarówno metody ZVI i EC ma szczególne uzasadnienie w przypadku niższych stężeń początkowych barwnika w roztworze. Im wyższe stężenie, tym udział procesów elektrodowych w usuwaniu barwy roztworu jest mniejszy a przewagę zyskują procesy sorpcji.

5

Zastosowanie niekonwencjonalnych sorbentów do usuwania Basic Violet 10 z roztworów wodnych

Jóźwiak T., Filipkowska U., Szymczyk P., Mielcarek A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 47

95--103

PL

W pracy przedstawione zostały wyniki badań efektywności sorpcji popularnego w przemyśle barwnika kationowego Basic Violet 10 (BV10) z wykorzystaniem na sześciu różnych niekonwencjonalnych sorbentów: chityny, trocin, kompostu, kiszonki kukurydzianej, zeolitu i popiołów lotnych. Dla każdego testowanego sorbentu ustalone zostało optymalne pH sorpcji a także wyznaczona została maksymalna pojemność sorpcyjna względem Basic Violet 10. Do opisu danych eksperymentalnych zastosowano trzy popularne modele sorpcji: Langmuir’a, Langmuir’a 2 oraz Freundlicha. Spośród testowanych sorbentów organicznych, najwyższą pojemność względem Basic Violet 10 wykazały trociny (Qmax= 156,5 mg/g) i kiszonka kukurydziana (Qmax= 180,8 mg/g). W przypadku sorbentów mineralnych, takich jak zeolit czy popioły lotne, maksymalna zdolność sorpcyjna Basic Violet 10 wynosiła odpowiednio Qmax= 144,1 mg/g i 170,1 mg/g.

EN

In this study the effectiveness of sorption Basic Violet 10 were examined (the popular in the industry cationic dye), on 6 different non-conventional sorbents: chitin, sawdust, compost, silage corn, zeolite and fly ash. For each test sorbent was determined optimum pH of sorption. Was also a designated the maximum sorption capacity with respect to the Basic Violet 10. The results obtained were analyzed with the use of three sorption isotherms: Freundlich, Langmuir and double Langmuir. Among the organic sorbents tested, the highest capacity relative to Basic Violet 10 shown sawdust (Qmax = 156.5 mg/g) and corn silage (Qmax = 180.8 mg/g). In the case of mineral sorbents such as zeolite or fly ash, the maximum absorptive capacity Basic Violet 10 was respectively Qmax = 144.1 mg/g and 170.1 mg/g.

6

Zieleń w przestrzeni miejskiej

Mielcarek A., Rodziewicz J., Jóźwiak T., Szymczyk P.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9480--9483, CD3

PL

Zieleń stanowi nieodłączny element przestrzeni miejskiej. Ze względu na trudne warunki wzrostu i rozwoju roślin, występowanie różnego rodzaju obiektów budowlanych, oraz rozproszenie kompetencji w zakresie zarządzania zielenią, utrzymanie tego typu obszarów stanowi wyzwanie logistyczne. W pracy przedstawiono rolę zieleni w przestrzeni miejskiej, czynników wpływających na wzrost i rozwój roślin. a także organizację prac pielęgnacyjnych w odniesieniu do aktualnych uwarunkowań prawnych. Zwrócono uwagę na sposoby optymalizacji prac związanych z utrzymaniem zieleni miejskiej.

EN

Greenery constitutes an inseparable element of the urban space. Due to difficult plant growth and development conditions, different types of building structures and dispersion of competences in the scope of greenery management, it is a logistic challenge to maintain this type of areas. The work explores the role of greenery in urban space, the factors influencing growth and development of plants, as well as organization of plant care works in the light of the existing legal conditions. The optimization methods for works related to maintenance of urban greenery have been taken into consideration.

7

Wpływ modernizacji na efektywność pracy stacji uzdatniania wody

Szymczyk P., Filipkowska U., Jóźwiak T., Mielcarek A., Rodziewicz J.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9858--9864, CD3

PL

Logistyka procesu uzdatniania wody to szereg skomplikowanych etapów, w których wykorzystywane są specjalistyczne urządzenia i układy technologiczne. W momencie, kiedy jakość wody ulega pogorszeniu konieczna jest modernizacja stacji uzdatniania wody. Modernizacja stacji uzdatniania wody w Morągu spowodowana była koniecznością ustabilizowania procesu filtracji, zmniejszenia awaryjności urządzeń oraz zapewnienia ciągłości dostawy wody. Proces uzdatniania wody przed modernizacją stacji składał się z dwustopniowej filtracji i jednostopniowego systemu zasilani pomp, więc te same pompy pobierały wodę z dwóch ujęć komunalnych, podawały ją na filtry, a następnie do sieci. W chwili kiedy zapotrzebowanie na wodę w mieście wzrastało, proces filtracji zachodził nieodpowiednio i efektywność usuwania zanieczyszczeń była niska. Oprócz braku stabilności procesu filtracji wadą poprzedniej stacji uzdatniania była jej częsta awaryjność, dlatego zdecydowano się na modernizację. Modernizacja polegała na wymianie przestarzałych urządzeń oraz układu technologicznego, który pozwolił na ustabilizowanie procesu filtracji i zapewnił ciągłość dostawy wody do mieszkańców. Zmieniono system zasilania na dwustopniowy, zastosowano zbiornik wody czystej oraz zwiększono liczbę filtrów. Fizyko – chemiczne wskaźniki wody uzdatnionej przed modernizacją stacji nie zawsze odpowiadały normom zawartym w obowiązującym rozporządzeniu. Natomiast po modernizacji stacji uzdatniania, woda poddana procesowi oczyszczania zawsze była zdatna do spożycia przez ludzi.

EN

The process of water treatment is a series of steps involving the use of specialized equipment and technological systems. The modernization of the water treatment plant is necessary, when water quality deteriorates. The modernization of the water treatment plant in Morag was caused by necessity of stabilization the filtration process, reduce equipment failure and ensure continuous supply of water. Before the water treatment plant in Morąg was modernized the process of water treatment consisted of a two-stage filtration and the pumps were supplied with use of single-stage pump supply system. The pumps drew water from two municipal water intakes which was then passed to filters and finally to the system. At the time when demand for water in the town grew, the process of filtration was inadequate and the efficiency of the removal of contaminants was low. Apart from the filtration process lacking stability, another drawback of the previous water treatment plant was its frequent unreliability, therefore it was decided that modernization was needed. The modernization involved the replacement of the obsolete equipment and buying a new processing system which ensured both a stable filtration process and continuity of water supply to residents. The existing supply system was replaced with a two-stage system, a water tank was used and more filters were added. The physical and chemical properties of water treated before the modernization had not always satisfied the standards set out in the regulation in force, whereas after the modernization water which had undergone the purification process was always fit for human consumption.

8

Wady i zalety systemów kanalizacyjnych

Jóźwiak T., Filipkowska U., Szymczyk P., Mielcarek A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9055--9060, CD3

PL

Praca zawiera charakterystykę i porównanie różnych sieci kanalizacyjnych. Opracowanie przedstawia wady i zalety sieci kanalizacyjnej grawitacyjnej, nadciśnieniowej i podciśnieniowej. W referacie wskazano także zespół czynników, jakie decydują o wyborze właściwego w danych warunkach typu kanalizacji. Podsumowanie artykułu w formie tabeli zawiera skoncentrowane informacje na temat pozytywnych i negatywnych cech omówionych sieci kanalizacyjnych.

EN

The work includes the characterization and comparison of different sewage systems. The paper presents the pros and cons of gravity sewerage network, hypertensive sewage network and vacuum sewerage network. The paper also identified a combination of factors that determine the choice of the correct type of the sewage system. Article Summary in the form of a table contains concentrated information on the positive and negative features in different sewage systems.

9

Projektowanie i wykonywanie systemów wodociągowych

Jóźwiak T., Filipkowska U., Szymczyk P., Mielcarek A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9049--9054, CD3

PL

W pracy przedstawiono ogólne zasady projektowania i wykonywania systemów wodociągowych. Opisano oraz porównano różne rodzaje sieci wodociągowych. Scharakteryzowano także materiały stosowane w sieciach wodociągowych oraz wskazano ich wady i zalety. Praca zawiera także informacje na temat czynności związanych z odbiorem sieci i przekazania jej do użytku (próby szczelności oraz dezynfekcja).

EN

The paper presents general principles for design and construction of water supply systems. Describes and compares the different types of water supply networks. Also describes the materials used in water networks and identifies their advantages and disadvantages. Work also includes information on activities related to the acceptance network and transfer it to use (leak test and disinfection).

10

Bezwykopowe technologie budowy sieci podziemnych jako alternatywa dla metod tradycyjnych

Szymczyk P., Filipkowska U., Jóźwiak T., Mielcarek A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9850--9857, CD3

PL

Pod powierzchnią miastach na całym świecie znajdują się obszerny ze złożoną siecią rur i kabli świadczących usługi użyteczności publicznej. Wraz ze starzeniem się infrastruktury podziemnej oraz rosnącym zapotrzebowaniem na nowe urządzenia ilość prac podziemnych ciągle wzrasta. Do niedawna wszystkie prace związane z instalacją, przeglądem, naprawą i wymianą infrastruktury podziemnej prowadzone były metodą wykopów otwartych. Jednak większa świadomość ekologiczna społeczeństwa oraz rozwój nowych technologii instalacji przewodów podziemnych spowodowały, że metody wykopowe coraz częściej zastępowane są metodami bezwykopowymi. Kluczową przewagą technologii bezwykopowych jest mniejsza ingerencja w środowisko naturalne. Logistyka tej technologii pozwala na ograniczenie uciążliwości dla mieszkańców, klientów sklepów, biur oraz urzędów, czy kierujących pojazdami w sąsiedztwie wykonywanych robót. Z tego względu metody te powinny być stosowane w pierwszej kolejnościna terenach wysoce zurbanizowanych, prywatnych posesjach i w miejscach utrudnień terenowych takimi jak rzeka, nasyp kolejowy, autostrada.

EN

Beneath the surface of cities worldwide lies an extensive and complex network of pipes and cables providing the utility services. With the aging of underground infrastructure and the increasing demand for new equipment number of underground work is increasing. Until recently, all work related to the installation, review, repair and replacement of underground infrastructure was carried out by open trenches. Methods of linear trench are often being replaced by trenchless methods. It is connected with greater environmental awareness and the development of new technologies, installation of underground conductors The most important advantages of trenchless technology is less impact on the environment. Logistics this technology reduces inconvenience for residents, shoppers, offices and agencies, or of drivers in the vicinity of the works. For this reason, trenchless methods first of all should be used in regions with highly urbanized, private estates and in places such impediments such as river, railway embankment and highway.

11

Application of biosurfactants for heavy netals leaching from immobilized activated sludge

Kuczajowska-Zadrożna M., Filipkowska U., Jóźwiak T.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 1

43--52

EN

This study was undertaken to determine the effectiveness of biosurfactants - saponin, tannin and rhamnolipids JBR 515 and 425, for the removal of cadmium, zinc and copper from activated sludge immobilized in 1.5% sodium alginate with 0.5% polyvinyl alcohol. We also established the impact of pH value on biosorbent regeneration with the analyzed biosurfactants and determined the critical micelle concentration (CMC) in solutions containing the biosorbent and biosurfactant and in exact samples with heavy metals. Saponin exhibited the highest effectiveness of metals leaching at pH 1-5, and rhamnosides at pH 5-6. In addition, the study demonstrated a significant effect of the ratio of biosorbent mass to washing agent volume (m/V) on the effectiveness of metals leaching. Of the biosurfactants analyzed, saponin was ca. 100% effective in leaching zinc and copper. The effectiveness of the other biosurfactants was lower and depended on the metal being leached.

PL

W pracy podjęto badania nad określeniem efektywności wykorzystania biosurfaktantów - saponiny, taniny oraz ramnolipidów JBR 515 i JBR 425 do wymywania kadmu, cynku i miedzi z osadu czynnego immobilizowanego w alginianie sodu 1,5% z alkoholem poliwinylowym 0,5%. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wpływ odczynu na regenerację biosorbentu za pomocą testowanych biosurfaktantów, wyznaczyć krytyczne stężenie micelarne (CMC) w roztworach zawierających biosorbent i biosurfaktant oraz w próbach właściwych z metalami ciężkimi. Saponina charakteryzowała się najwyższą efektywnością wymywania metali przy pH 1-5, a ramnolipidy przy pH 5-6. Ponadto badania wykazały istotny wpływ stosunku masy biosorbentu do objętości eluatu (m/V) na skuteczność wymywania metali. Spośród analizowanych biosurfaktantów saponina wykazywała około 100% efektywność usuwania z biosorbentu cynku i miedzi. Skuteczność innych biosurfaktantów była niższa i zależała od rodzaju metalu.

12

Zastosowanie kompostu jako taniego sorbentu do usuwania barwników z roztworów wodnych

Jóźwiak T., Filipkowska U., Rodziewicz J., Mielcarek A., Owczarkowska D.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2398--2411

EN

This study was aimed at determining the feasibility of using compost as an unconventional sorbent for dyes removal from aqueous solutions. Compost applied in the study was a product of sewage sludge composting with plant residues (birch wood chips and rapeseed straw). Experiments were conducted for two anionic reactive dyes: Reactive Yellow 84 [RY84] (1701 g/mol – λmax = 357.5 nm) and Reactive Black 5 [RB5] (991 g/mol – λmax = 600.0 nm), and for two cationic dyes: Basic Green 4 [BG4] (365 g/mol – λmax = 618.0 nm) and Basic Violet 10 [BV10] (479 g/mol – λmax = 547.5 nm). The scope of the study included: determination of the optimal pH value of dyes adsorption onto compost, determination of equilibrium time of dyes sorption onto compost, determination of the maximum sorption capacity of the analyzed dyes on compost. During each experiment, sorbent concentration in the solution was at 5 g d.m./dm3. The concentration of dye remaining in the solution was determined with the spectrophotometric method on a UV-VIS SP 2000 spectrophotometer. Analyses were conducted at a room temperature – T = 22°C. The pH value of solutions was adjusted with aqueous solutions of HCl and NaOH. Sorption of the anionic reactive dyes RY84 and RB5 was the most effective at pH = 3. The optimal pH value of cationic dyes sorption was established at pH = 5. At a high pH value (pH = 9), the sorption of each type of dye was impaired due to partial solubilization of the compost sorbent. The equilibrium time of dyes sorption on compost accounted for 180 min in the case of RY84, RB5 and BG4, and for 240 min in the case of BV10 – 240 min. Analyses of the maximum sorption capacity of the selected dyes on compost were carried out already after establishing the optimal pH value of the sorption process for each dye. Results obtained were described with the use of two sorption models: a heterogenous Langmuir 2 model (double Langmuir equation), and a heterogenousFreundlich model. The Langmuir 2 model showed the best fit to experimental data (R2> 0.99). Due to the presence of functional groups -COOH and -OH, compost is negatively charged in aqueous solutions owing to which it prefers compounds with a positive charge (cationic dyes) during sorption. Electrostatic repulsion significantly impairs the adsorption of anionic dyes. The maximum sorption capacity of compost in the case of RY84 and RB5 reached 2.15 mg/g d.m. and 4.79 mg/g d.m., whereas in the case of BG4 and BV10 – 26.41 mg/g d.m. and 27.20 mg/g d.m., respectively. Results of the maximum sorption capacity of dyes on compost were referred to results obtained with other unconventional and cheap sorbents.

13

Zastosowanie kiszonki z kukurydzy Zea Mays L. do usuwania barwników z roztworów wodnych

Filipkowska U., Jóźwiak T., Rodziewicz J., Kuciejewska J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2324--2338

EN

The aim of this study was to determine the effectiveness of synthetic dyes removal from aqueous solutions with the use of silage from common maize Zea mays L. as a biosorbent. Two dyes were used as adsorbates: cationic Basic Violet 10 (BV10) and anionic Reactive Black 5 (RB5). The silage from common maize Zea mays L. originated from the Department of Agrotechnology and Plant Production Management, University of Warmia and Mazury in Olsztyn. Before experiments, the silage was dried at a temp. of 60°C for 12 h and then sieved through a sieve with mesh diameter of 0.25 mm. The scope of analyses included determinations of: the effect of biosorbent dose on the course of adsorption process, optimal time of dyes adsorption, and correlation between type of dye and effectiveness of the adsorption process. The effectiveness of RB5 and BV10 adsorption from aqueous solutions onto silage was analyzed based on a correlation between the quantity of adsorbed dye Q (mg/g d.m.), and its equilibrium concentration C (mg/dm3). Results obtained were analyzed with the use of four sorption isotherms: Freundlich, Langmuir, double Langmuir, and Redlich-Peterson. Poorer fit of experimental results to the model was achieved only in the case of Freundlich isotherm. The remaining three models were very well describing the results. Owing to the presence of negative functional groups like e.g. –COOH and –OH in silage, it has a negative charge in aqueous solutions. This has a beneficial impact on the effectiveness of sorption of positively-charged cationic dyes. In turn, electrostatic repulsion of a negatively-charged surface of a biosorbent and anionic dyes exerts a negative effect on sorption effectiveness. The maximum sorption capacity of silage determined for the cationic dye BV10 was ca. 180 mg/g d.m. and was significantly higher than the sorption capacity assayed for the anionic dye RB5 - ca. 80 mg/g d.m. In comparing the achieved results for the sorption of the analyzed dyes RB5 and BV10 onto maize silage with the effectiveness of dyes sorption on other biosorbents, it may be concluded that the waste maize silage displays very good sorption properties and may be successively applied for dye removal.

14

Charakterystyka jakościowa ścieków powstających w browarach i słodowniach

Janczukowicz W., Mielcarek A., Rodziewicz J., Ostrowska K., Jóźwiak T., Kłodowska I., Kordas M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 1

729--748

EN

Beer is the fifth most popular drink all over the world. Annual consumption reaches 23 L per capita. In Poland, the brewery industry has been the subject of intensive transformations in the last 20 years as a result of, most of all, an increase in beer consumption and brewery wastewater quantity increase are observed. Two main cycles may be distinguished in the beer production process: production of malt and production of beer. Wastewaters are generated at all production stages: soaking and transport of grain (malt house), spent grain anddraff (brewhouse), yeast washing and waste yeast pressing (fermentation house), and mainly from processes of production appliances, rooms and packages cleaning. Hence, the quantity of generated wastewaters is significantly affected by the washing technology of appliances and installations. The study presents the physicochemical characteristics of wastewaters originated from the brewery plant production departments. Wastewater samples were taken from two brewery plants (BP) 1 and 2. They produce lager type beer. The mean water consumption in the breweries in the study period reached 0.30 and 0.45 m3 hL-1 of produced beer respectively for BP1 and for BP2. Wastewaters originated from: brewhouse, the process of spinning (centrifuge), fermentation house (fermentation tanks, horizontal unitanksUT), storage facilities (with facilities for filtration, storage in the pressurized tanks BBT type) and racking house – BP1 and frommalt house, brewhouse, fermentation house and racking house at BP2. In addition, analyses were conducted on a mixture of wastewaters originating from the whole brewery plant that, apart from the above-mentioned production wastewaters, contained wastewaters from social facilities and administrative buildings.Physicochemical analysesincluded: pH, suspended solids, total nitrogen, total phosphorus, COD and BOD. Results of the study demonstrate a correlation between the site of wastewaters generation, specific character of a unitary technological process and the quality of wastewaters discharged to a sewage system, including their potential biodegradability. The highest average concentration of organic compounds (COD and BOD) (28161 mg O2 ∙ L-1 and 13595 mg O2 ∙ L-1) and total phosphorus (75,2 mg P ∙ L-1 )were observed in the effluents produced during the centrifuge process at the brew house. Wastewater from brewhouse located at BP1 characterized by the highest suspended solids concentration (924 mg d.m. L-1). The maximum values of total nitrogen (132,9 mg N ∙ L-1)were reported in the effluent from the fermentation process (BP2).Despite significant differences in the quality of wastewaters, they were characterized by the C:N:P ratio beneficial for the biological treatment, irrespective of the source of their origin.Ratios of BOD : (TKN + TP) (>25)in brewery wastewaters indicate the potential for highly-effective process of biological N and P removal. These ratios show that the processes of denitrification and biological phosphorus removal should not be limited by the availability of the organic substrate. Moreover, most examined brewery wastewater streams can be applied as external carbon source in biological processes removal of nitrogen and phosphorus from wastewater containing insufficient amounts of biodegradable organic matter.

15

Wykorzystanie niekonwencjonalnych sorbentów do usuwania barwników ze ścieków przemysłowych

Jóźwiak T., Filipkowska U., Rodziewicz J., Grabowski P.

Instal

|

2013

|

nr 6

48--51

PL

W pracy zbadana została efektywność sorpcji oraz desorpcji barwników za pomocą trzech tanich niekonwencjonalnych sorbentów: chitozanu [CHz], trocin immobilizowanych w chitozanie [Tr-CHz] oraz popiołów lotnych immobilizowanych na chitozanie [Pl-CHz]. Doświadczenia zostały przeprowadzone dla pięciu barwników anionowych w tym czterech reaktywnych: (Reactive Yellow 84, Reactive Red 11, Reactive Black 5, Reactive Black 8) i jednego kwasowego (Acid Red 18), jednego zasadowego (Basic Violet 10) oraz jednego bezpośredniego (Direct Black 22). Skuteczność wiązania oraz uwalniania związków barwnych w dużej mierze zależała od charakteru chemicznego sorbentu. Sorpcja barwnika kationowego zachodziła najefektywniej przy wykorzystaniu [Tr-CHz], natomiast barwników anionowych przy użyciu [CHz]. Sorbentem wykazującym najwyższą zdolność do desorpcji okazał się [Pl-CHz]. Desorpcja była najmniej skuteczna dla [Tr-CHz], który wykazywał najsilniejsze powinowactwo do barwników.

EN

The study examined the effectiveness of sorption and desorption of dyes with three low-cost non-conventional sorbents: chitosan [CHz], sawdust immobilized in chitosan [Tr-CHz] and fly ash immobilized on chitosan [Pl-CHz]. Experiments were carried out for five anionic dyes including four, which were reactive (Reactive Yellow 84, Reactive Red 11, Reactive Black 5, Reactive Black 8) and one acidic (Acid Red 18), one basic (Basic Violet 10) and one direct (Direct Black 22). Efficiency of binding and release of colored compounds depended on the chemical nature of sorbent largely. Cationic dye sorption occurred most effectively using [Tr-CHz], whereas the sorption of anionic dyes with [CHz]. [Pl-CHz] turned out to be the sorbent exhibiting the highest capacity of desorption . Desorption was the least effective for [Tr-CHz], which had the strongest affinity for the dyes.

16

Pomiar objętości gazu z wykorzystaniem wejścia impulsowego wysokiej częstotliwości HF w nowoczesnych przelicznikach zgodnych z dyrektywą MID

Jóźwiak T.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 178 wyd. konferencyjne

131--135

PL

W referacie przedstawiono niektóre właściwości jakimi cechuje się pomiar objętości gazu z wykorzystaniem wejścia impulsowego HF. Dokonano również porównania wielkości błędów pomiędzy pomiarem z wejścia HF a LF.

EN

In his paper, you can find some properties characteristic of gas volume measurements using high frequency pulsers. There are also comparisons of errors between measurements using LF and HF pulsers.

17

Wpływ elektrolizy na zawartość azotu amonowego i ortofosforanów w wodach osadowych

Rynkiewicz M. R., Jóźwiak T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

2061-2071

PL

Dotychczas wykorzystanie procesów elektrolizy lub elektrokoagulacji rozpatrywano najczęściej pod kątem możliwości oczyszczania wody lub ścieków. W niniejszej pracy zaprezentowano możliwości zastosowania tych metod w przeróbce osadów ściekowych do oczyszczania wód osadowych. Przedstawione rezultaty umożliwiają wyciągnięcie kilku podstawowych wniosków.1. Elektroliza z wykorzystaniem elektrod żelaznych prowadzona w osadach ściekowych wpływa na zawartość azotu amonowego i ortofosforanów w odciekach uzyskiwanych podczas odwadniania.2. Efektywność elektrokoagulacji ortofosforanów jest bardzo wysoka w układzie z elektrodami stalowymi i wzrasta wraz z powierzchnią zastosowanych elektrod. 3. Wzrost powierzchni elektrod tylko nieznacznie wpływała na efek-tywność usuwania azotu amonowego z osadów.

EN

The use of electrolysis or electrocoagulation has been usually contemplated with respect to purification of water and wastewater. This study presents the possibility of applying the methods in sludge processing to purify sludge waters. The effect of electrolysis was determined on sludge temperature and pH change and on the concentration of biogenic compounds in effluents produced during their dehydration. The sludge used in the study was obtained from the municipal wastewater treatment plants in Olsztyn and Olsztynek. They con-tained 47 and 173 mg PO4/dm3 or 150 and 580 mg N-NH4/dm3 depending on the experimental series. Electrolysis was conducted at the voltage of 36 V with iron rods. Direct current was generated by a rectifier. The area of one electrode was changed during the experiment from 5.2 to 67 cm2. The area and shape of both electrodes were identical. The duration of electrolysis was 30 minutes. The maximum effectiveness of orthophosphate removal from sludge containing 47 mg PO4/dm3 was 95%. When electrolysis was applied to purify sludge with a higher initial concentration of orthophosphates, the highest effectiveness achieved after 30 minutes was equal to 81.4%. The effectiveness of ammonium nitrogen removal ranged from 8.5 to 13.2%. Such low effectiveness may have been caused by the short time of the process or caused by the rapid growth of the sludge temperature. The removal rate of N-NH4+ depended mainly on the initial concentration and - to a minor extent - on the area of electrodes used, which implies that both temperature and pH may have contributed to the removal of the nitrogen species. Changes of pH and temperature depended mainly on the type of sludge used. The temperature achieved with the largest electrode area ranged from 31.9 to 57.0°C. The pH increased proportionally and reached maximum values of 7.6 and 7.8 after 30 minutes of electrolysis (with an area of 67.0 cm2).

18

Cyanobacterial blooms in the Gulf of Gdańsk (southern Baltic): the main effect of eutrophication

Jóźwiak T., Mazur-Marzec H., Pliński M.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2008

|

Vol. 37, No.4

115-121

EN

The most striking aspect of eutrophication in the Baltic are the summer blooms of cyanobacteria. Some of the blooms are toxic to marine organisms and poisonous to people. Our studies, conducted over the last three decades, report on mass occurrences of Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralphs and Nodularia spumigena Mertens. It is generally assumed that cyanobacterial blooms in the Baltic Sea are stimulated by the low ratio of N:P and initiated by high water temperatures. The mean annual value of this ratio in the Gulf of Gdańsk, since 1981, is 7:1-8:1, with the lowest values, of about 4, being seen in July when the cyanobacterial blooms begin. During three years of observations (1992-1994) the smallest number of recorded taxa was reported in 1993, concurrent with the lowest water temperature (16°C in summer). In August 1994, when the temperature increased to 22°C, a huge bloom was seen. Nodularia spumigena was very abundant in that bloom, and nodularin concentration of 2.59 mg toxin per g dry weight of bloom sample was recorded. A similar situation has also been observed in the years 2003-2006.

19

The potential causes of cyanobacterial blooms in Baltic Sea estuaries

Pliński M., Mazur-Marzec H., Jóźwiak T., Kobos J.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2007

|

Vol. 36, No.1

125-137

EN

Nodularia spumigena Mertens, Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs and some species of the genus Anabaena are the dominant cyanobacterial taxa occurring in the Gulf of Gdańsk. The heterocystous cyanobacteria use dissolved molecular N2 as an additional nitrogen source, and this allows them to bloom during the summer when growth of other phytoplankton species is normally nitrogen-limited. Although cyanobacterial blooms have been reported in the Baltic Sea since the mid-19th century, the extent and intensity of blooms have recently increased due to anthropogenic sources of eutrophication. Increased river phosphorus input and changes in the phosphorus to nitrogen ratio are implicated as causal factors. After us the initial cause of the cyanobacterial bloom is a low N:P ratio, which indicates phosphorus excess, i.e. favourable nutrient conditions for nitrogen-fixing algae. An N:P ratio of 10 has been considered an approximate value for the N:P requirements of Baltic phytoplankton. For several years this ratio has been lower than 10. The mean annual value of the N:P ratio for the water of the Gulf of Gdańsk ranged from 3 to 7. Differences in the intensity of blooms observed in different years could be linked to temperature. During hot summers, when the seawater temperature increased to 20°C, large blooms were noted. For the cyanobacterial blooms in the Baltic Sea, the low N:P ratio is the primary factor and high temperature is a starting point.

20

The distribution of water vegetation on the Polish coast of the Baltic Sea in 1996-2000

Pliński M., Jóźwiak T.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2004

|

Vol. 33, No. 2

29--40

EN

Qualitative analysis of vegetation along the Polish coast was conducted. Thirty-six species were noted - 16 of green, 5 of brown and 7 of red algae and 8 of vascular plants. In the 1996-2000 period, the share of green algae was always more than 50% of the floral composition. Only a few species were present throughout the period of investigations, as follows: green algae - Entero-morpha ahlneriana, E. intestinalis, Cladophora albida, Cl. glomerata, Cl. rupestris, Cl. sericea, Cl. vagabunda; brown algae - Pilayella litoralis, Fucus vesiculosus; red algae - Polysiphonia violacea, Ceramium diaphanum; vascular plants - Zostera marina. Some general conclusions can be drawn with reference to the geographical distribution of the species. Enteromorpha intestinalis was the only species that occurred at every station in almost every year. Three species of the genus Cladophora (Cladophora albida, Cl. rupestris, Cl. sericea) and Pilayella litoralis were also very common. Zostera marina was nearly absent from the central part of the Polish coast. Other species occurred rarely and accidentally.