Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Process control of air stream deodorization from vapors of VOCs using a gas sensor matrix conducted in the biotrickling filter (BTF)

Dobrzyniewski Dominik, Szulczyński Bartosz, Rybarczyk Piotr, Gębicki Jacek

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 2

85--94

EN

This article presents the validity, advisability and purposefulness of using a gas sensor matrix to monitor air deodorization processes carried out in a peat-perlite-polyurethane foam-packed biotrickling filter. The aim of the conducted research was to control the effectiveness of air stream purification from vapors of hydrophobic compounds, i.e., n-hexane and cyclohexane. The effectiveness of hydrophobic n-hexane and cyclohexane removal from air was evaluated using gas chromatography as the reference method and a custom-built gas sensor matrix consisting of seven commercially available sensors. The influence of inlet loading (IL) of n-hexane and cyclohexane on the biotrickling filtration performance was investigated. The prepared sensor matrix was calibrated with use of two statistical techniques: Multiple Linear Regression (MLR) and Principal Component Regression (PCR). The developed mathematical models allowed us to correlate the multidimensional signal from the sensor array with the concentration of the removed substances. The results based on gas chromatography analyses indicated that the elimination efficiencies of n-hexane and cyclohexane reached about 40 and 30 g m-3 h-1, respectively. The results obtained using a gas sensor matrix revealed that it was possible not only to determine concentration reliably of investigated hydrophobic volatile organic compounds in the gas samples, but also to obtain results of a similar high level of quality as the chromatographic ones. A gas-sensor matrix proposed in this work can be used for on-line real-time monitoring of biofiltration process performance of air polluted with n-hexane and cyclohexane.

PL

W artykule przedstawiono zasadność, celowość i sensowność zastosowania matrycy czujników gazowych do monitowania procesów dezodoryzacji powietrza prowadzonych w biofiltrze zraszanym (BTF) z wypełnieniem w postaci torf-perli-pianka poliuretanowa. Celem przeprowadzonych badań była kontrola procesowa skuteczności oczyszczania strumienia powietrza z par związków hydrofobowych, którymi były n-heksan i cykloheksan. Skuteczność usuwania hydrofobowego n-heksany i cykloheksanu z powietrza oceniono przy użyciu chromatografii gazowej jako techniki referencyjnej oraz skonstruowanej matrycy czujników gazowych składającej się z siedmiu komercyjnie dostępnych czujników. Zbadano wpływ obciążenia złoża (IL) n-heksanu i cykloheksanu na wydajności biofiltracji. Przygotowana matryca czujnikowa została skalibrowana z wykorzystaniem dwóch technik statystycznych: Multiple Linear Regression (MLR) oraz Principal Component Regression (PCR). Opracowane modele matematyczne pozwoliły skorelować wielowymiarowy sygnał z matrycy czujników ze stężeniem usuwanych substancji. Wyniki uzyskane na podstawie analiz chromatograficznych wykazały, że wydajność usuwania n-heksanu i cykloheksanu osiągnęły odpowiednio około 40 i 40 gm-3h-1. Wyniki uzyskane z wykorzystaniem matrycy czujników gazowych wykazały, że możliwe było nie tylko wiarygodne określenie stężeń badanych hydrofobowych lotnych związków organicznych w próbkach gazowych, ale również charakteryzowały się podobnie wysokim poziomem jakości jak wyniki chromatograficzne. Zaproponowana w tej pracy matryca czujników gazowych może być wykorzystana do monitorowania procesu biofiltracji powietrza zanieczyszczonego n-heksanem i cykloheksanem w czasie rzeczywistym.

2

Removal of cyclohexane and ethanol from air in biotrickling filters inoculated with Candida albicans and Candida subhashii

Rybarczyk Piotr, Marycz Milena, Szulczyński Bartosz, Brillowska-Dąbrowska Anna, Rybarczyk Agnieszka, Gębicki Jacek

Archives of Environmental Protection

|

2021

|

Vol. 47, no. 1

26--34

EN

This paper presents investigations on the removal of cyclohexane and ethanol from air in polyurethane- -packed biotrickling filters, inoculated with Candida albicans and Candida subhashii fungal species. Results on process performance together with flow cytometry analyses of the biofilm formed over packing elements are presented and discussed. The results indicate that the presence of ethanol enhances the removal efficiency of cyclohexane from air. This synergistic effect may be attributed to both co-metabolism of cyclohexane with ethanol as well as increased sorption efficiency of cyclohexane to mineral salt medium in the presence of ethanol. Maximum elimination capacities of 89 g m-3 h-1 and 36.7 g m-3 h-1 were noted for cyclohexane and ethanol, respectively, when a mixture of these compounds was treated in a biofilter inoculated with C. subhashii. Results of flow cytometry analyses after 100 days of biofiltration revealed that about 91% and 88% of cells in biofilm remained actively dividing, respectively for C. albicans and C. subhashii species, indicating their good condition and ability to utilize cyclohexane and ethanol as a carbon source.

PL

W pracy przedstawiono badania nad usuwaniem cykloheksanu i etanolu z powietrza w boifiltrach zraszanych, wypełnionych pianką poliuretanową, zasiedloną grzybami z gatunku Candida albicans i Candida subhashii. Przedstawiono i omówiono wyniki dotyczące wydajności procesu (na podstawie pomiarów techniką chromatografii gazowej) wraz z wynikami cytometrii przepływowej dla utworzonego biofilmu. Uzyskano wartości zdolności usuwania, wynoszące około 89 g m-3 h-1 i 36.7 g m-3 h-1, odpowiednio dla cykloheksanu i etanolu, gdy te związki jednocześnie poddawano procesowi biofiltracji w biofiltrze zaszczepionym Candida subhashii. Wyniki wskazują, że obecność etanolu powoduje zwiększenie skuteczności usuwania cykloheksanu z powietrza. Wzrost skuteczności usuwania z powietrza cykloheksanu w obecności etanolu może wynikać z polepszonego metabolizmu cykloheksanu w takich warunkach oraz z ograniczenia bariery dla przenikania masy, wskutek lepszych właściwości sorpcyjnych cieczy zraszającej wobec cykloheksanu w obecności etanolu.

3

Nowa metoda i wyposażenie do badania obecności i orientacyjnej oceny zawartości frakcji naftowej w olejach smarowych, szczególnie emitowanych do środowiska podczas użytkowania

Nowak Paulina, Kamiński Marian, Kucharska Karolina, Rybarczyk Piotr

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2019

|

T. 24, nr 2

151--158

PL

Olej smarowy, wykorzystywany w urządzeniach tnących, pracuje w tzw. otwartym układzie smarowania i w całości jest emitowany do środowiska. Wówczas, gdy taki olej zawiera nawet niewielką część frakcji pochodzącej z ropy naftowej, co ciągle jeszcze ma nagminny charakter, olej stanowi poważne zanieczyszczenie środowiska. Do tego mgła takiego oleju stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia pracowników. Aktualne regulacje prawne wymagają od użytkowników pilarek oraz harwesterów stosowania wyłącznie olejów biodegradowalnych. W przypadku olejów hydraulicznych stosowanych w maszynach i pojazdach zawsze istnieje niebezpieczeństwo wycieku lub wylewu do otoczenia w przypadku pęknięcia przewodów łączących albo innego rodzaju awarii. Celowy wydaje się więc też postulat stosowania biodegradowalnych olejów w systemach hydrauliki siłowej maszyn użytkowanych w lasach, na polach, w kopalniach czy w pojazdach szynowych lub drogowych. Biodegradowalny olej, najczęściej z bazowym olejem roślinnym, jest droższy od oleju smarowego wyprodukowanego z zastosowaniem, nawet tylko w części, naftowej bazy olejowej – produktu rafinacji ropy naftowej. Dzisiaj użytkownicy pilarek oraz harwesterów ciągle jeszcze stosują mineralne oleje smarowe z ropy naftowej, nie licząc się z negatywnymi konsekwencjami dla zdrowia i środowiska. Znane metodyki badania biodegradowalności olejów smarowych są kosztowne i czasochłonne. W pracy zaproponowano zasadę wykonania oraz wyposażenie do wykonania szybkiego i taniego testu przesiewowego obecności frakcji pochodzenia naftowego, zawierającej węglowodory aromatyczne, w badanych próbkach oleju smarowego. Test wykorzystuje badanie fluorescencji oleju w świetle UV - λ = 365 nm. Proponowana metoda jest prosta w wykonaniu i nie wymaga specjalistycznych kwalifikacji od wykonawcy. Opisano łatwe w przygotowaniu wyposażenie do powtarzalnego wykonywania badań w warunkach terenowych.

EN

Lubricating oil, used in cutting equipment, works in the so-called open lubrication system and is entirely emitted to the environment. When such an oil contains even a small portion of the crude oil-derived fraction, which is still very common, the oil is a serious environmental pollution. In addition, the oil mist poses a serious threat to the health of employees. Current legal regulations require users of saws and harvesters to use only biodegradable oils. In the case of hydraulic oils used in machines and vehicles, there is always a risk of leakage into the environment e.g. in case of breakage of connecting pipes or other types of breakdowns. Therefore, it seems reasonable to postulate the use of biodegradable oils in power hydraulics systems of machines used in forests, fields, mines or in rail or road vehicles. Biodegradable oil, most often, with base vegetable oil, is more expensive than lubricating oil produced with the use of an oil-based oil base – i.e. a product of oil refining. Today, users of saws and harvesters still use mineral lubricating oils from crude oil, without any attention to the negative consequences for health and the environment. The known methods of the assessment of biodegradability of lubricating oils are expensive and time-consuming. The paper proposes a principle of method and equipment for performing a quick and cheap screening test for the presence of petroleum-derived fractions containing aromatic hydrocarbons in the analyzed lubricating oil samples. The test uses an oil fluorescence test under UV light of wavelength λ = 365 nm. The proposed method is simple and does not require specialist qualifications from the user. Easy-to-prepare equipment for repetitive testing in field conditions has been described.

4

Laboratoryjny biofiltr strużkowy do oczyszczania powietrza z lotnych związków organicznych o charakterze odorowym

Rybarczyk Piotr, Gospodarek Milena, Szulczyński Bartosz, Gębicki Jacek, Namieśnik Jacek

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2019

|

T. 24, nr 1

24--30

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu dezodoryzacji powietrza zanieczyszczonego parami toluenu w biofiltrze ze złożem zraszanym (tj. w biofiltrze strużkowym). Zaproponowano układ badawczy do procesu biofiltracji, oparty na bioreaktorze dwusekcyjnym, wypełnionym ceramicznymi pierścieniami Raschiga. Złoże biofiltra zaszczepiono drobnoustrojami z rodzaju Candida. Jako ciecz zraszającą stosowano wodny roztwór soli mineralnych. Zbadano i porównano skuteczność usuwania toluenu z mieszaniny z powietrzem, stosując ciecz zraszającą bez dodatku i z dodatkiem dodecylosiarczanu sodowego. Stwierdzono, że dodatek związku powierzchniowo czynnego powoduje wzrost stopnia usunięcia toluenu w procesie biofiltracji. Wskazano, że proponowane stanowisko może być z powodzeniem stosowane podczas laboratoryjnych badań procesu biofiltracji, zapewniając stabilność pracy układu oraz ograniczenie problemów technicznych związanych z nadmiernym wzrostem biomasy w złożu biofiltra.

EN

The paper presents the results of experimental investigations of the deodorization process of air contaminated with toluene vapors in a trickled-bed biofilter (i.e. biotrickling filter). A laboratory set-up for biofiltration process was proposed, based on a two-section bioreactor filled with Raschig ceramic rings. The biofilter bed was inoculated with microorganisms from the Candida species. Aqueous solution of mineral salts was used as the trickling liquid. The effectiveness of toluene removal from its mixture with air was investigated and compared using a trickling liquid without addition and with the addition of sodium dodecyl sulphate. It has been found that the addition of a surfactant increases the degree of toluene removal in the biofiltration process. It was pointed out that the proposed set-up can be successfully applied during laboratory investigations of the biofiltration process, ensuring system stability and reducing technical problems related to excessive biomass growth in the biofilter bed.