Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza możliwości wykorzystania osadów ściekowych powstających w oczyszczalni ścieków w Rzeszowie w celach energetycznych

Czarnota Joanna, Masłoń Adam, Nowak Krzysztof, Ustrobiński Marek

Technologia Wody

|

2023

|

Nr 3 (81)

31-37

PL

W ciągu najbliższych kilku lat przemysł ciepłowniczy - energetyka zawodowa ma stopniowo odejść od węgla kamiennego na cz alternatywnych źródeł energii. Takie zmiany determinowane są przede wszystkim rosnącą ceną węgla kamiennego, a tak-polityką klimatyczną Unii Europejskiej i powiązanym z nią systemem handlu uprawnieniami do emisji dwutlenku węgla. Z drugiej strony obserwowany kryzys energetyczny, wynikający w dużym stopniu z pandemii i wojny w Ukrainie, powoduje konieczność poszukiwania alternatywnych paliw zastępujących paliwa konwencjonalne. W obliczu obecnej sytuacji i konieczności poszukiwania innych źródeł energii - zastosowanie paliwa z odpadów, biomasy, czy osadów ściekowych stanowi kierunek przyszłościowy dla branży energetycznej. Mając na uwadze, że w ostatnich latach, w wyniku intensywnej rozbudowy infrastruktury komunalnej służącej do odprowadzania oraz oczyszczania ścieków, przybywa coraz więcej komunalnych osadów ściekowych, zasadnym jest ich wykorzystanie w energetyce zawodowej np. ciepłowniach czy elektrociepłowniach. W pracy przedstawiono zagadnienie związane z możliwością wykorzystania osadów ściekowych w celach energetycznych na przykładzie oczyszczalni ścieków w Rzeszowie.

EN

Over the next few years, the heating industry, including the commercial power industry, is to gradually move away from coal favor of alternative energy sources. These changes are determined primarily by the growing price of coal, as well as the climate policy of the European Union and the related carbon dioxide emission allowance trading system. On the other hand, the observed energy crisis, resulting to a large extent from the pandemic and the war in Ukraine, makes it necessary to look alternative fuels to replace conventional fuels. In the face of the current situation and the need to look for other energy sources - the use of fuel from waste, biomass or sewage sludge is a future direction for the energy industry. Bearing in mind it in recent years, as a result of the intensive development of municipal infrastructure used for sewage disposal and treatment, there is an increasing amount of municipal sewage sludge, it is reasonable to use them in professional power engineering, e.g. heating plants or combined heat and power plants. The paper presents an issue related to the possibility of using municipal sewage sludge for energy purposes on the example of in the Rzeszów WWTP.

2

Physicochemical Properties of Marl and Travertine and their Thermally Modified Forms in the Perspective of Phosphorus Removal from Wastewater

Gubernat Sylwia, Masłoń Adam, Czarnota Joanna, Koszelnik Piotr

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 5

56--65

EN

The paper presents physicochemical studies of nine reactive materials for removing phosphorus from wastewater and water. The materials under analysis are raw forms of marl and travertine along with their thermally treated forms at temperatures of 500 °C, 650 °C, 700 °C (travertine), 700 °C, 900 °C, 1000 °C (marl) and the commercial material Polonite®. The scope of the research included morphological analysis and elemental composition, specific surface area, pore volume and diameter, losses on ignition and the amount of elements leached from materials. The results of the research allowed assessing the impact of physicochemical properties and thermal modification on the efficiency of phosphorus binding by these materials. All the tested sorbents show the highest calcium content among the elements with the ability to bind phosphorus. The size of the specific surface does not determine the efficiency of phosphorus retention by the tested materials; therefore it is advisable to study the mechanism of its binding. The thermal modification process, along with the increase in the treatment temperature, improves the regularity of marl and travertine structures, which also manifests itself in increasing the efficiency of phosphorus removal.

3

Jakość i parametry technologiczne osadu czynnego w aspekcie prawidłowego funkcjonowania biologicznego oczyszczania ścieków

Pajura Rebeka, Czarnota Joanna

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 6

15--22

PL

Zastosowanie metody osadu czynnego pozwala na usunięcie zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych ze ścieków, ograniczając ich niekorzystny wpływ na środowisko. Efektywność usuwania substancji zanieczyszczających zależy m.in. od prawidłowej pracy osadu czynnego. Analiza właściwości osadu czynnego może w wielu przypadkach wskazać przyczyny nieprawidłowego funkcjonowania oczyszczalni, jednocześnie może ułatwić podjęcie działań eliminujących te nieprawidłowości. Należy mieć na uwadze, iż złe funkcjonowanie części biologicznej oczyszczalni ścieków może powodować wprowadzenie niedopuszczalnych ładunków zanieczyszczeń do wód. W niniejszym artykule, na podstawie danych ujętych w raportach analizy osadu czynnego z 2019 roku, które otrzymano z Miejskiego Zakładu Wodociągów i Kanalizacji w Rzeszowie, dokonano oceny parametrów i jakości osadu czynnego z uwagi na prawidłowy przebieg procesów biologicznego oczyszczania ścieków. Wyznaczono również dodatkowe parametry technologiczne, które umożliwiły szczegółową ocenę funkcjonowania części biologicznej wybranej oczyszczalni ścieków.

EN

The use of the activated sludge method allows for the removal of chemical and biological pollutants from wastewater, limiting their negative impact on the environment. The efficiency of the removal of pollutants depends, among others, on from the proper functioning of the activated sludge. The analysis of the properties of activated sludge can in many cases indicate the causes of incorrect functioning of the wastewater treatment plant, and at the same time it can facilitate taking actions to eliminate these irregularities. It should be borne in mind that improper functioning of the biological part of the wastewater treatment plant can result in the introduction of unacceptable loads of pollutants into the waters. In this article, based on data included in the 2019 activated sludge analysis reports, obtained from the MPWiK in Rzeszów, the parameters and quality of activated sludge were evaluated in view of the correct course of biological wastewater treatment processes. Additional technological parameters were also determined, which enabled a detailed assessment of the functioning of the biological part of the selected wastewater treatment plant.

4

Efficiency of Brick Dust and Powdered Ceramsite in the Phosphorus Removal from Wastewater

Masłoń Adam, Czarnota Joanna

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 2

63--71

EN

The biological methods of removing the phosphorus compounds from wastewater as applied currently at treatment plants may no longer be regarded as sufficient. They can therefore be augmented with physicochemical methods, raising the efficiency of the wastewater treatment system. Indeed, almost all large urban wastewater treatment plants practice precipitation of phosphorus using salts of iron and aluminum in the form of chemical coagulants. Nevertheless, the search for new ways of assisting with the removal of the biogenic element from wastewater, e.g. by dosing bentonites, fly ash and post-technological sludge from water treatment stations, or even unconventional organic sorbents such as rice husks, is ongoing. A further unconventional material in the P-removal from wastewater may take the form of powdered mineral materials. The work presented here shows the results of laboratory scale trials on the P-removal using brick dust and powdered ceramsite (expanded clay).

5

Analiza gospodarki osadowej i biogazowo-energetycznej w oczyszczalni ścieków w Opolu

Szczyrba Paulina, Masłoń Adam, Czarnota Joanna, Olszewski Kamil

Inżynieria Ekologiczna

|

2020

|

Vol. 21, nr 2

26--34

PL

Zwiększające się wymagania oczyszczania ścieków oraz rozwój systemów oczyszczania ścieków, unieszkodliwiania i przeróbki osadów ściekowych powodują znaczny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną i cieplną. Alternatywnym sposobem na pozyskiwanie taniej energii jest wykorzystywanie biogazu wytworzonego w procesie fermentacji z osadów ściekowych. W pracy przedstawiono analizę gospodarki osadowej i biogazowo-energetycznej w oczyszczalni ścieków w Opolu w aspekcie uzyskiwania biogazu i jego wykorzystania do produkcji energii elektrycznej. Układ biogazowo-energetyczny w rozpatrywanym okresie funkcjonował prawidłowo. W dwóch agregatach prądotwórczych wyprodukowano z biogazu łącznie 7,26 GWh energii elektrycznej, co pozwoliło na pokrycie blisko 35% zapotrzebowania na energię elektryczną.

EN

Increasing requirements of wastewater treatments and the development of wastewater treatment and sewage sludge systems cause a significant increase in the demand for electricity and heat. An alternative way to obtain cheap energy is to use biogas produced in the anaerobic digestion process from sewage sludge. The paper presents an analysis of sewage sludge and biogas-energy management at the wastewater treatment plant in Opole in the aspect of obtaining biogas and its use for electricity production. The biogas-energy system was functioning properly in 2017–2019. A total of 7.26 GWh of electricity was produced from biogas in two power generators, which allowed to cover nearly 35% of the demand for electricity.

6

Nawozy organiczne i organiczno-mineralne wytwarzane na bazie komunalnych osadów ściekowych

Czarnota Joanna, Masłoń Adam

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2020

|

Nr 4

14--18

PL

Racjonalna gospodarka osadami ściekowymi to temat podejmowany na wielu spotkaniach branży wodnościekowej, w szczególności z uwagi na generowaną coraz to większą ilość osadów, których zagospodarowanie jest sporym wyzwaniem technicznym i ekonomicznym dla eksploatatorów oczyszczalni ścieków. Zgodnie z obowiązującym w Polsce prawem, ustabilizowany komunalny osad ściekowy stanowi odpad. Jednak należy podkreślić, iż ten rodzaj odpadu to ogromny potencjał składników pokarmowych oraz substancji organicznej, które z powodzeniem można wykorzystać w działaniach rolno-środowiskowych. Jednym z rozwiązań w postępowaniu z ustabilizowanymi komunalnymi osadami ściekowymi jest ich przetwarzanie w nawozy organiczne lub organiczno-mineralne, co umożliwia przekwalifikowanie odpadu w pełnowartościowy produkt.

EN

Rational sewage sludge management is a topic that has been discussed at many meetings of the water and sewage industry, especially because of the increasing amount of sludge produced, the management of which is a considerable technical and economic challenge for treatment plant operators. According to Polish law, stabilized municipal sewage sludge is waste. However, it should be stressed that this type of waste is a huge potential of nutrients and organic matter, which can be successfully used in agri-environmental activities. One of the solutions in dealing with stabilized municipal sewage sludge is its processing into organic or organic-mineral fertilizers, which makes it possible to reclassify the waste into a fully-fledged product.

7

Effectiveness of wastewater post-treatment in filter columns with the use of mineral materials

Gubernat Sylwia, Czarnota Joanna, Masłoń Adam, Koszelnik Piotr

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2020

|

Vol. 37, No. 67

47--58

EN

Based on the assumptions of the circular economy model and sustainable development, we are currently looking for natural and ecological materials in terms of wastewater treatment of pollutants. This article presents the research of three mineral materials - lava rock (LR), lightweight sintered aggregate (LSA) and lightweight clay aggregates (LCA) used as filling of filtration columns for the treatment of real wastewater. The filtration process was carried out under various hydraulic loads in two columns, one of which was additionally supported by the aeration process. The post-treated sewage was characterized by the following parameters: COD (chemical oxygen demand), TOC (total organic carbon), phosphate phosphorus (P-PO4 ), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). Among the hydraulic loads applied, the most optimal loads were OhI = 0.25 m3/(m2·h). Certyd turned out to be the most effective with supporting filtration with the aeration process in removing organic compounds (reduction of 65.1% COD and 38.2% TOC at OhI ). Lava rock seems to be a promising material reactive in terms of removal of biogenic compounds such as nitrogen (efficiency 23.8% at OhI ) and phosphorus (64.2% reduction of TP at OhI ) and organic compounds (21.4% reduction of TOC at OhI in conditions without aeration). LCA shows the best efficiency in sorption of phosphorus compounds (41.6% reduction of TP at OhI ) and organic compounds (21.4% TOC reduction at OhI under non-aerated conditions).

8

Assessment of the possibilities of agricultural use of sewage sludge from small, medium and large wastewater treatment plants

Czarnota Joanna, Kurcek Justyna, Twaróg Natalia

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2020

|

Vol. 37, No. 67

19--32

EN

The management of sewage sludge, generated at various stages of wastewater treatment, is still a significant problem. One of the possibilities of using sewage sludge, which is a valuable source of nutrients (carbon, nitrogen, phosphorus), is its use for agricultural purposes. Sludge can be used for fertilising when it meets the requirements with regard to the content of heavy metals, the number of eggs of intestinal parasites and Salmonella bacteria, and when the amount of organic substances and fertilising components is sufficient. That is why it is so important to know exactly the characteristics of sewage sludge. This allows determination of whether it can be used as fertiliser in agriculture. The study assesses the agricultural use of sewage sludge from three mechanical and biological wastewater treatment plants of different PE, produced in 2016-2018. The analysis was carried out on the basis of the physicochemical parameters of the sludge. Particular attention was paid to the fertilisation and sanitary properties, as well as the presence of heavy metals, which were largely influenced by such factors as: the size of the wastewater treatment plant, the method of sewage sludge treatment and sludge management, and the nature of the catchment area. The concentrations of particular substances in sludge from wastewater treatment plants differed from one another, and sometimes these were very large differences. The conducted analysis showed that sewage sludge, from both small and large wastewater treatment plants, has a significant potential as agricultural fertiliser due to the presence of minerals such as nitrogen, phosphorus and calcium.

9

Evaluation of the Effectiveness of a Wastewater Treatment Plant with MBBR Technology

Czarnota Joanna, Masłoń Adam

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

906--925

EN

The MBBR technology base on the idea of bringing together, within a single system, the best characteristics of the activated sludge and biofilm processes. With biomass immobilised on free-support media, the retention of solids in the biological reactor is enhanced. The advantages of this technology as compared with activated-sludge systems are: a higher effective sludge retention time (SRT) that favours nitrification, more limited production of sludge, more limited requirements as regards area, and resilience to toxic shock. The MMBR technology does not need recirculation of sludge, which is the case with activated-sludge systems, so process performance is independent of a secondary clarifier. Wastewater treatment based on the MBBR process in the same tank favours nitrification, since the issue of the retention time for solids becomes partly uncoupled from the hydraulic retention time. This is particularly important where a WWTP is operating at low temperatures, as under these conditions, the sludge age needed to support nitrification is relatively great, due to the low growth rates achieved by nitrifying bacteria. The aim of the paper is the evaluation of the effectiveness of a wastewater treatment plant in Nowa Wieś (Poland). The technological system of the Nowa Wieś WWTP consists of an sieve, grit chamber, two reactors with moving bed biofilm (MBBR reactors with the EvU-Perl carriers) and two secondary settling tanks. The study includes an analysis of the efficiency of operation of the Nowa Wieś WWTP in the 2016-2018 period. The assessment of the plant’s efficiency was based on values for pollution indicators in raw and treated sewage made available by the plant operator (i.e. in relation to BOD5, COD, TSS, TN and TP), as well as on the calculated efficiency of removal of particular pollutants. The average level of efficiency determined for the removal of organic compounds from sewage was 98.9±0.6% (BOD5) and 95.3±2.1% (COD), denoting that the average concentration of these compounds in outflow was of 4.3±2.1 and 43.3±16.7 mg O2∙dm-3 respectively. The average value for the efficiency of removal of total suspended solids was in turn 97.6±1.5%, with the average concentration on discharge equal to 8.3±4.3 mg∙dm-3. Unfortunately, in the analysed years, a dozen or so times (in about 36% of the results) the reduction of biogenic compounds proving achievable was below the level laid down by the permit, i.e. 80.0% for TN and 85.0% for TP. The average efficiencies of removal of nitrogen and phosphorus compounds from wastewater in the analysed period were in fact of 73.7±25.3% and 87.4±10.8% respectively. This denotes that the average concentration of biogenic compounds in treated wastewater was 25.4±24.4 mg TN∙dm dm-3 and 2.5±3.1 mg TP dm-3.

PL

Technologia złoża ruchomego (MBBR) opiera się na idei połączenia w ramach jednego systemu najlepszych cech osadu czynnego i błony biologicznej. W wyniku unieruchomienia mikroorganizmów na ruchomych nośnikach, retencja biomasy w reaktorze biologicznym jest zwiększona. Zaletami tej technologii w porównaniu do klasycznego osadu czynnego są: wyższy efektywny wiek osadu, który intensyfikuje proces nitryfikacji, mniejszy przyrost osadu nadmiernego oraz odporność układu na dopływ substancji toksycznych. Technologia MBBR nie wymaga recyrkulacji osadu czynnego, co ma miejsce w przypadku systemów osadu czynnego, więc wydajność procesu jest niezależna od osadnika wtórnego. Oczyszczanie ścieków w oparciu o proces MBBR sprzyja nitryfikacji, ponieważ kwestia czasu retencji biomasy zostaje częściowo niezależna od hydraulicznego czasu retencji. Jest to szczególnie ważne, gdy oczyszczalnia ścieków działa w niskich temperaturach, ponieważ w tych warunkach wiek osadu potrzebny do podtrzymania nitryfikacji jest stosunkowo duży, ze względu na niskie tempo wzrostu osiągane przez bakterie nitryfikacyjne. Celem pracy jest ocena efektywności oczyszczalni ścieków w Nowej Wsi (Polska). Układ technologiczny oczyszczalni w Nowej Wsi składa się z sita i piaskownika, dwóch reaktorów z osadem czynnym i złożem ruchomym w postaci kształtek EvU-Perl oraz dwóch osadników wtórnych. Opracowanie obejmuje analizę efektywności działania oczyszczalni ścieków w Nowej Wsi w latach 2016-2018. Ocenę efektywności przedmiotowej oczyszczalni dokonano w oparciu o wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i oczyszczonych udostępnionych przez eksploatatora oczyszczalni (BZT5, ChZT, zawiesina ogólna, azot ogólny, fosfor ogólny), a także obliczonej efektywności usuwania poszczególnych zanieczyszczeń. Średnia efektywność usunięcia ze ścieków związków organicznych wyniosła 98.9±0.6% (BZT5) oraz 95.3±2.1% (ChZT), efektem czego średnie stężenie tych związków w odpływie wynosiło odpowiednio 4.3±2.1 mg O2∙dm-3 oraz 43.3±16.7 mg O2∙dm-3 . Wartość średnia efektywności usuwania zawiesiny ogólnej była na poziomie 97.6±1.5%, przy średnim stężeniu równym 8.3±4.3 mg∙dm-3. Niestety w analizowanych latach kilkanaście razy (ok. 36% wyników) odnotowano niższy stopień redukcji związków biogennych, niż ten określony pozwoleniem wodno-prawnym tj. 80.0% dla Nog i 85.0% dla Pog. Wyznaczona średnia efektywność usunięcia związków azotu i fosforu ze ścieków w rozpatrywanym okresie wyniosła odpowiednio 73.7±25.3% oraz 87.4±10.8%. Średnia wartość stężenia związków biogennych w ściekach oczyszczonych była równa 25.4±24.4 mg N∙dm-3 oraz 2.5±3.1 mg P∙dm-3.

10

Biogranulation and Physical Properties of Aerobic Granules in Reactors at Low Organic Loading Rate and with Powdered Ceramsite Added

Czarnota Joanna, Masłoń Adam

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 9

202--210

EN

In wastewater treatment, aerobic granular sludge (AGS) technology is a relatively new alternative to the activated sludge method. The biogranulation of biomass ensues when appropriate environmental conditions in a reactor are ensured, and one of the factors determining this is the organic loading rate (OLR). As a literature review suggests, the optimal values of OLR for AGS technology are in the range of 2.50–7.50 g COD/(dm3∙d), the aim of the work detailed here was to evaluate the impact of powdered ceramsite on biogranulation in two Granular Sequencing Batch Reactors (GSBRs) in which OLR was equal to just 2.10 g COD/(dm3∙d) (R1) and 1.0 g COD/(dm3∙d) (R2). The research was carried out in laboratory scale with using synthetic wastewater containing different concentration of organic compounds. In the course of the research, a more intensive process of biogranulation was noted in reactor R1, and mean diameters of granules on the last day of experimentation were 962 and 274 µm for R1 and R2, respectively. While the organic loading rate equal to 2.10 g COD/(dm3∙d) could allow granule formation, the results also pointed that lower food-to-microorganism (F/M) ratios favour biogranulation. This parameter was indirectly affected by the application of powdered ceramsite, because the powdered material improved the sludge sedimentation properties (average values of SVI30 being 30.1±12.8 and 36.9±10.9 cm3/g). The result of this was more-limited leaching of biomass from reactors (with average values for MLVSS at 4.37±1.23 and 3.03±0.67 g/dm3).