Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Leaching of heavy metals from thermal treatment municipal sewage sludge fly ashes

Szarek Łukasz

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 3

49--59

EN

An increasing number of municipal sewage treatment plants in Poland, desirable from an environmental perspective, raises the problem of managing the growing volume of sewage sludge. The thermal treatment of municipal sewage sludge (TTMSS) method, by greatly reducing the waste volume, increases the heavy metal concentration in fly ash (primary, end product of the treatment process), which may constitute a risk factor when attempting to utilize them economically. The research paper concentrates on determining the TTMSS fly ash heavy metal leaching level. For this purpose, ash samples were subjected to leaching with the batch and percolation tests, and the heavy metal content in eluates was determined by the FAAS method. The obtained results served as a base to determine the level of heavy metal immobilization in the ash, the element release mechanism (percolation test), and the impact of the L/S (liquid to solid) ratio and pH on the heavy metal leaching intensity (percolation test). The conducted research indicated high immobilization of heavy metals in TTMSS fly ash, regardless of the applied study method, which corresponds to the results of other researchers. Lead was the most intensively eluted metal.

2

Zanieczyszczenie metalami ciężkimi przypowierzchniowych warstw gruntu w otoczeniu południowej obwodnicy Krakowa

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/2

1296--1300

EN

Significant traffic congestion can lead to contamination of the soil and water environment within the range of its impact, i.a. with mercury, lead, cadmium, chromium and zinc. As a consequence of contamination of the subsurface soil layers, migration of metal ions into groundwater is possible, consequently leading to contamination of local aquifers. In 2015-2016 a soil test was conducted at a depth of 0.4-0.6 m below surface level in the vicinity of about a dozen kilometers from the southern ring road of Kraków. The total contents of mercury, lead, cadmium, chromium and zinc were measured in the collected samples (mainly medium and fine sands) and a leaching test was conducted using the classical batch test 1:10. The mercury content in the soil samples ranged between 0.02 and 0.06 mg/kg, cadmium 0.1 to 0.7 mg/kg, chromium 0.3 to as much as 116 mg/kg, lead from 3.7 to 26.6 mg/kg and zinc from 17 to 102 mg/kg. The conducted leaching tests have shown that in all samples the release of metal ions into the solution may be observed. The solubility of the compounds of the analyzed metals ranges from a fraction of a percentage point (0.01% for zinc) up to a few and even, as in the case of mercury, over a dozen percent (approx. 15.7%) of the total metal content accumulated in the soil.

3

Electrodialysis Process to Reduce the Concentration of Nitrates in Waters

Hrbacova P., Heviankova S., Chromikova J., Thomas J.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

125--130

EN

Nitrates and nitrites are natural components of the environment and contribute to the nitrogen cycle on Earth. Although nitrogen is essential for life, nitrogen compounds are among the main pollutants in the ecosystem. High concentrations of nitrogen compounds in the groundwater are primarily caused by human activity mostly in the use of chemical fertilizers in agriculture. Common health risks associated with higher concentrations of nitrates give rise to methemoglobin, which negatively affects mainly infants, and the potential formation of carcinogenic nitrosamines. This paper summarizes the results of laboratory tests of electrodialysis to remove nitrates from the model water. For the model solutions we used NaNO3 and NaNO3 with NaCl with a concentration of nitrates of approximately 1000 mg/l. The aim of the test was to achieve a concentration of nitrates corresponding to the limit for drinking water, which is 50 mg/l. The tests were carried out in the batch mode, and semi-continuous mode. All the tests have demonstrated the effectiveness of nitrate removal around 90%.

PL

Azotany i azotyny są naturalnymi składnikami środowiska i biorą udział w obiegu azotu na Ziemi. Pomimo tego, że azot jest niezbędny do życia, związki azotu występują wśród głównych składników zanieczyszczeń w ekosystemie. Wysokie stężenia związków azotu w wodach gruntowych są spowodowane głównie działalnością ludzką poprzez stosowanie nawozów w rolnictwie. Powszechne zagrożenia zdrowia związane z wyższymi stężeniami azotanów to wzrost poziomu methemoglobiny, która negatywnie wpływa zwłaszcza na niemowlęta, jak również potencjalne tworzenie się rakotwórczych nitrozoamin. W artykule przedstawiono wyniki testów laboratoryjnych elektrodializy, przeprowadzanych w celu usunięcia azotanów z wody wzorcowej. Jako modelowe roztwory zastosowano NaNO3 oraz NaNO3 z NaCl o stężeniu azotanów na poziomie ok. 1000 mg/l. Celem testu było osiągnięcie stężenia azotanów na poziomie akceptowalnym dla wody pitnej, który wynosi 50 mg/l. Testy zostały przeprowadzone w trybie przedziałowym i pół-ciągłym. Wszystkie testy wskazały efektywność usuwania azotanów na poziomie około 90%.

4

Szacowanie opóźnienia migracji rtęci w gruntach piaszczystych z okolic Krakowa na podstawie testów statycznych

Klojzy-Karczmarczyk B.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 1

743--758

PL

Istotnym elementem prognozowania migracji zanieczyszczeń z powierzchni terenu do warstw wodonośnych jest ocena prędkości migracji przez strefę aeracji. Szacowanie średniego czasu przesączania wody z powierzchni terenu do warstwy wodonośnej pozwala na określenie podatności wód podziemnych na zanieczyszczenie. Wieloletnie badania gruntów w zasięgu oddziaływania południowej obwodnicy Krakowa wskazują na możliwość powolnej kumulacji rtęci w przypowierzchniowych warstwach gruntu lub też na bardzo powolną migrację w głąb warstw. Czas przemieszczania znacznika konserwatywnego w utworach o charakterze porowym uzależniony jest głównie od wielkości konwekcyjnego przenoszenia. Natomiast czas przemieszczania w ośrodku hydrogeologicznym zanieczyszczenia ulegającego opóźnieniu (w tym przypadku rtęci) uzależniony jest dodatkowo od wielkości sorpcji, a w konsekwencji opóźnienia migracji wyrażanego współczynnikiem opóźnienia (retardacji) R. Celem badań była ocena wielkości tego parametru dla gruntów pobranych z okolic Krakowa, różniących się składem granulometrycznym. Badania sorpcji rtęci przeprowadzono dla utworów zaklasyfikowanych jako piaski drobne oraz piaski średnie. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla 4 próbek gruntów, dla których wykazano początkowe zanieczyszczenie rtęcią. Przeprowadzono testy statyczne sorpcji w różnych proporcjach fazy stałej do fazy ciekłej (testy batch). W trakcie eksperymentu zastosowano wodę dejonizowaną sztucznie zanieczyszczoną rtęcią o różnych stężeniach. Masa zasorbowanej przez materiał gruntowy rtęci w trakcie eksperymentu została obliczona ze wzoru opartego na bilansie masy. Sorpcja Hg dla analizowanego materiału gruntowego została opisana przy pomocy izotermy Henry’ego o charakterze liniowym. Zależność między stężeniem substancji w roztworze i fazie stałej określa podział sorbowanej substancji między roztworem a fazą stałą. Na podstawie wyznaczonej stałej podziału zanieczyszczenia pomiędzy sorbentem a roztworem oszacowano współczynnik opóźnienia R, określający wielokrotność opóźnienia migracji składnika ulegającego sorpcji w stosunku do składników o charakterze konserwatywnym. Eksperyment prowadzono z uwzględnieniem czasu ustalenia warunków równowagowych określonego na 15-18 dni. Uzyskany współczynnik opóźnienia R przyjmuje zbliżone wartości bez względu na przyjęty schemat obliczeń. Przeprowadzone badania statyczne wykazały, że wielkość opóźnienia rtęci kształtuje się od 1407 do 1782 w przypadku piasków średnich oraz od 1406 do 2387 w przypadku piasków drobnych. Na podstawie obliczonego R, zgodnie z klasyfikacją intensywności sorpcji wg E. Osmędy-Ernst oraz S. Witczaka (1991) można określić sorpcję jako nieograniczoną. W związku z przyjętymi założeniami dla potrzeb eksperymentu i zastosowanymi uproszczeniami uzyskane wartości należy traktować jako orientacyjne.

EN

An important element in predicting the migration of contaminants from the surface to the aquifers is to assess the speed of migration through the aeration zone. Estimating the average time of water percolation from the surface to the aquifer allows to determine the susceptibility of groundwater to contamination. Long-term research of soils in the impact zone of the southern Krakow ring road indicates the possibility of slow accumulation of mercury in subsur face soil horizons or a very slow migration into the horizons. Migration time of conservative contaminants in porous deposits depends mainly on the size of convective migration. Migration time of retarded contamination in a hydrogeological centre (in this case it is mercury) is additionally dependent on the size of sorption, and consequently on the retardation expressed by retardation factor R. The aim of this study was to assess the size of this parameter for the soils sampled near Krakow, and differing in particle size composition. The mercury sorption study was therefore carried out for deposits classified as fine and medium sands. Laboratory tests were conducted for 4 soil samples which indicated initial mercury contamination. Sorption batch tests were carried out in different proportions of the solid phase to the liquid phase. During the experiment, deionized water artificially contaminated with mercury at different concentrations was used. Mercury absorbed by the soil during the experiment was calculated from the formula based on mass balance. Hg sorption for the analysed soil material was described using Henry model, the linear isotherm. The correlation between the concentration of substances in solution and solid phase determines the distribution of the sorbed substance between solution and solid phase. Based on the determined contamination distribution constant between the sorbent and the solution the retardation coefficient R was determined; it defines the retardation multiple of the component undergoing sorption with respect to the components which are conservative in nature. The experiment was conducted taking into account the time to determine equilibrium conditions defined at 15-18 days. The resulting retardation coefficient R accepts a similar values regardless of the adopted course of action. The conducted batch tests indicated that mercury retardation ranges from 1407 to 1782 in the case of medium sands and from 1406 to 2387 in the case of fine sand. On the basis of the calculated R, in accordance with the classification of the sorption intensity by E. Osmęda-Ernst and S. Witczak (1991), sorption may be defined as unlimited. Due to the assumptions for experimental purposes and the applied simplifications, the resulting values should be considered indicative.

5

Test BMP w ocenie i modelowaniu produkcji biogazu z organicznych substratów: przegląd literaturowy

Grosser A., Neczaj E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 4

559--581

PL

Współczynnik produkcji biogazu jest jednym z najważniejszych parametrów oceny efektywności procesu fermentacji. Jednym z narzędzi pozwalających na jego oszacowanie, a tym samym określenie potencjału metanogennego badanych materiałów, są testy BMP (ang. biochemical methane potential). W literaturze znaleźć można szereg procedur przeprowadzania testów. Różnorodność schematów badawczych rodzi szereg pytań dotyczących czynników wpływających na ich wynik, powtarzalność, a w dalszej kolejności na możliwość porównywania rezultatów testów wykonywanych w różnych laboratoriach. W artykule szczegółowo przedstawiono główne grupy czynników wpływających na wynik testów BMP, omówiono między innymi wpływ inoculum, medium fermentacyjnego, rodzaju substratu, a także przedstawiono zakresy parametrów operacyjnych stosowanych w testach. Dodatkowo zaprezentowano procedury badawcze stosowane do oszacowania produkcji metanu dla bardzo zróżnicowanych odpadów.

EN

Methane yield is one of the most important parameters to assess the efficiency of the anaerobic digestion process. The biochemical methane potential (BMP) assay has been widely used to determine the methane yield of organic substrates. First test method was described by Owen et al. in 1979. Since then, a variety of test procedures for determination of biochemical methane potential have been reported. Lack of standard protocol for carrying out measuring biochemical methane potential of various substrates limits the ability to compare results between laboratories. Additionally, there are many factors that may influence the anaerobic biodegradability of organic materials and a consequence on methane yield. This article discusses the impact of the following factors: type of substrate, particle size of the substrate, inoculum, anaerobic medium, inoculum and experimental conditions such as gas measurement systems, pH and alkalinity, temperature, reactor capacity, stirring, duration of the test. Many factors must be taken into account in the case of inoculum. It should take into account such factors as: the source of the sludge used as inoculum and its state of acclimation and adaptation to a test, inoculum activity, inoculum to substrate ratio (I/S or ISR). ISR is one of the most important parameters in batch tests. Inoculum / substrate ratio of 1 (VS basis) is usually used in the assessment of the biochemical methane potential. Nevertheless, in the case of more recalcitrant wastes, the rate of methane production in biochemical methane potential assays was optimized by increasing the I/S ratio to 2 g VS/g VS. The BMP results compiled in this article showed that BMP assay are a relatively simple and reliable method to obtain the biochemical methane potential and rate of organic matter conversion to methane. The major disadvantage of BMP tests is their duration. In summary, the data presented in the review indicate that each of the presented procedures have limitations, and currently there is no method for routine assessment of methane potential different substrates. It seems that at present one of the key research areas in the field of this subject is to extend initially outlined in the work of Angelidaki et al. [6] some basic guidelines for scientists studying this parameter. Posted at end of article, table lists the details of the procedures used to determine the biochemical methane potential different organic substrates.

6

Ocena opóźnienia migracji TCE w ośrodku porowatym na podstawie testów statystycznych

Kiecak A., Kret E., Malina G.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 1

62–-66

EN

Sorption is one of the most important processes responsible for contaminants migration in groundwater. The main aim of this study was to determine the retardation of TCE migration due to sorption in the Quaternary aquifer consisting mainly of medium to fine sands. Two types of the aquifer material, characterised by different grain-size distributions and similar organic matter contents were used for the batch tests. Soil samples came from a representative profile of the Nowa Dęba area - the site contaminated with chlorinated ethenes. The batch experiments allowed for determining the sorption isotherms, the partition coefficients K, between liquid and solid phases and, finally, the retardation coefficients R of TCE migration in groundwater in the porous aquifer.