Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Deodorisation of Industrial Gases Using a Biofiltration Plant

Wierzbińska Monika

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 10

47--56

EN

This paper proposes the use of natural fibres: cotton, hemp and jute, as an additive to the fillings in peat-bark biofilters used to deodorise industrial gases in order to increase the sorption properties of the biomass used. The subject of the studies involved waste gases from a grease trap, which were passed through biofilters to remove volatile fatty acids (VFAs) from them that are responsible for the odour nuisance of these gases. It was assumed that a set of microorganisms would be established on the biological material through a process of natural selection to convert the readily decomposable fatty acids into carbon dioxide and water. Gases were sampled upstream and downstream of the beds as well as analysed qualitatively and quantitatively on a gas chromatograph. On the basis of the changes in volatile fatty acid concentrations, the efficiency of the deodorisation process was evaluated. The deodorisation results were compared between the individual beds at the unstable stage of those beds filtration, i.e. during the period of biofilters activation and during their stable filtration. For each bed, the efficiency during each week of filtration was calculated. The efficiencies of removal of individual fatty acids from the waste gases were also compared. The studies show that a 3-month filtration period of the biofilter is sufficient for the biological bed to begin to effectively perform its function as a deodoriser of waste gases under industrial conditions. This period was characterised by considerable turbulence and activation of both the filter material and the microorganisms in the bed. During the first weeks of activation, the beds described in this paper showed relatively low deodorisation efficiencies (33–58%). In the next phase, there was an increase in flow resistance and a partial decrease in treatment effects to 32–47%. After that, there were fluctuations in deodorisation efficiency for several weeks until the microflora was established and adapted. During this period, the peat-bark bed had the best efficiency amounting to 70–80%. After 9 weeks, the beds were already partially activated, the microorganisms were moving towards equilibrium and the deodorisation efficiency with fibre beds was above 80%. After 15 weeks of filtration, the already activated biofilters reached efficiencies of over 90% and even 95% in the case of cotton.

2

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.

3

Buffer Effects in Submersed Denitrifying Biofilter

Gevod V. S., Chernova A. S., Zhumadulayeva A. I., Dossybayeva G. N., Syzdykova M., Shymelkova R. Zh., Issayeva A. U.

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 4

145--154

EN

The high content of nitrates in drinking water leads to serious diseases. The creation of biofiltering devices with the longest time of their operation between preventive flushes is extremely important. The purpose of this study was to investigate the features of the functioning of the developed U-shaped submersible denitrifying biofilter during its long-term operation in the piston filtration mode. The denitrification of water by using the method of displacement (piston) biofiltration in a submersible small U-shaped biofilter with immovable carriers of attached microflora in its filter load was studied. As a result, clogging of the pore space of the biofilter in the zone of excess bacterial nutrition is prevented and the vital activity of bacteria is maintained in places where there is no nutrient substrate. It has been shown that, due to adaptive mechanisms, denitrifying bacteria convert nitrate ions into gaseous nitrogen, consuming extracellular polymeric substances. The rate constants of the reaction of reduction of nitrates to molecular nitrogen in different zones of the biofilter under different filtration modes were determined. The activity of the microflora inside the biofilter quickly returns to its original level when a full-fledged external nutrition is resumed. The efficiency of nitrate to nitrogen conversion in the studied biofilter is 94.2±8.9%.

4

The Application of Mineral Sorbents to Remove Volatile Organic Compounds from the Gases Emitted from the Composting Processes

Wierzbińska Monika

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 2

98--110

EN

The disposal of organic waste in processes such as composting is related to the emission of malodorous compounds. Owing to their character and low odour detection threshold, there is often a need for a hundred percent elimination of the contaminants from waste gases. One of alternative methods of treating the waste gases from malodorous contaminants, occurring in low concentrations in post-process air, is the biofiltration method. Most often, the method uses an organic filtration material. However, this method of air purification is still developing; therefore, there is a search for new sorbents among mineral materials, which would be an alternative for organic sorbents. The article presents the research into the application of aluminosilicate sorbents, including halloysite, for deodorization of the gases emitted from the processes of composting municipal waste. The semitechnical scale research was conducted for several weeks in a municipal waste composting plant, passing real gases through two biofilters filled with mineral sorbents. In spite of the fact that some problems occurred and the research cycle was not completed, the experiment proved that halloysite removes odours to a much higher extent than the other examined aluminosilicate sorbent. While the VOCs reduction on a bed with halloysite was 88%, the reduction on a bed with a second aluminosilicate reached 35%. The process conditions were very unstable; therefore, the efficiency of the VOCs removal process varied widely. However, halloysite has always been a better sorbent than the other aluminosilicate.

5

Reduction of Odors from Composting Processes Using an Ecological Method

Gałwa-Widera Monika Iwona

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 5

88--95

EN

The complete elimination of odorants from the gases released into the atmosphere is a practically impossible task. This is mainly due to the fact that they are released not only during the technological process itself, but also during unloading, reloading, and transport, which are components of the technological line and also sources of emissions. It is not always possible to encapsulate these stages. Many gases belonging to the group of odorous compounds, characterized by unpleasant odors, have a very low detection threshold. Thus, for the odor to be imperceptible, the compound must be completely removed from the exhaust gas. This task would involve the necessity to take into account the complete air-tight sealing already at the stage of design and construction of the installation. This article concerns the tests carried out in the composting plant in the field of protection against odors. In the experiment, a biofilter with a permanent filling with full process monitoring was used. The research was carried out to determine the process parameters for the real object.

6

Ocena efektywności technologicznej biologicznego oczyszczania gazów pochodzących z przetwarzania odpadów komunalnych

Manczarski Piotr, Lelicińska-Serafin Krystyna, Rolewicz-Kalińska Anna

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 5

17--21

PL

Celem badań była diagnoza możliwości zmian eksploatacyjnych w istniejącym biofiltrze na jednej z eksploatowanych w kraju instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych. Zakres badań obejmował badania technologiczne wypełnienia biofiltru, badania gazów poddawanych oczyszczaniu i gazów oczyszczonych oraz ocenę parametrów eksploatacyjnych instalacji. Badany biofiltr charakteryzuje się prawidłowymi parametrami w zakresie obciążenia powierzchniowego, czasu kontaktu gazów z warstwą wypełnienia oraz podstawowymi parametrami gazów procesowych kierowanych do oczyszczania. Efektywność biofiltracji w zakresie usuwania zanieczyszczenia wiodącego jest jednak niezadowalająca. Nieprawidłowości wynikają przede wszystkim z niewłaściwie dobranego materiału wypełniającego i nieprawidłowej eksploatacji biofiltru. Wskazuje się na konieczność przeprowadzenia niezbędnych zmian eksploatacyjnych.

EN

The aim of the research was to identify the possibility of operational changes in the existing biofilter in the mechanical-biological treatment plant dedicated for municipal solid waste. The scope of the research included technological analysis of the biofilter bed, analysis of raw and purified gases, and the assessment of operating parameters of the installation. The biofilter was characterized by the correct parameters of surface load, contact time of gas with the filling bed and the basic parameters of the raw gases. However, the efficiency removal of the lead pollutant was unsatisfactory. It resulted mainly from improperly chosen filling material and insufficient use of the biofilter. The necessity of operational changes was indicated.

7

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.

8

Tubular biofilter treatment of isobutanol emissions under various organic loading rates

Chen Hong, Peng Liang, Wei Yanxiao, Yu Lie, Jiang Bo, Wang Hong, Yu Guanlong, Zhang Guijin

Environment Protection Engineering

|

2020

|

Vol. 46, nr 1

15--29

EN

Isobutanol in waste gas streams was treated by a tubular biofilter (TBF) which continuously operated for 364 days under various organic loading rate (OLR) from 11 g·m–3·h–1 to 66 g·m–3·h–1. Results show that within 60 days, the TBF successfully started up even after changing the OLR from 31.3 to 15.6 g·m–3·h–1. The average removal efficiencies (REs) were totally higher than 90% when OLRs ranged from 12.14 to 66.45 g·m–3·h–1. Two distinct performance deterioration periods were observed at days 186–253 and days 280–334, both of which recovered without additional measurement. During these periods, the larvae and adult moth flies, been identified as Psychodinae infested the TBF, greatly affected the TBF performance. When the number of adult Psychodinae decreased, TBF performance recovered. The elimination capacity (EC) was 60.42 g·m–3·h–1 at the inlet OLR of 66.45 g·m–3·h–1, with the critical EC being around 50 g·m–3·h–1. Even under a low gas empty bed residence time of 15 s, the preferable REs and ECs under middle or low OLRs were still obtained by the TBF.

9

Attapulgite suspension filter material for biological aerated filter to remove CODMn and ammonia nitrogen in micropolluted drinking water source

Xu Kai, Wang Jiahao, Li Jiacheng, Wang Zijie, Lin Zizeng, Wang Zheng

Environment Protection Engineering

|

2020

|

Vol. 46, nr 4

21--40

EN

An attapulgite suspended (AS) filter material was successfully prepared and used in combination with biological aerated filter (BAF) to pretreat excess organic matter and ammonia nitrogen in micropolluted water. The AS filter material was of low density and floated on the water surface, which is beneficial to optimize the hydraulic conditions. Through scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) It was found that the surface of the filter material was uneven, the pores were deep. When the hydraulic load is 4 m/h and the gas to water volume ratio is 2:1, the removal rates of permanganate index (CODMn) and ammonia nitrogen by ASBAF are up to 57.49 and 88.11%, respectively, and the effluent quality meets relevant standards. After backwashing, the pollutants removal rate will return to stable filtration after two hours. A short-term shutdown of the reactor has little effect on the processing performance of ASBAF, but a long-term shutdown will greatly affect the removal rate of CODMn. The complete organic matter degradation model can well fit the experimental effluent water quality.

10

The use of surfactant from the Tween group in toluene biofiltration

Miller Urszula, Sówka Izabela, Adamiak Waldemar

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 2

53--57

EN

Due to the lower energy consumption and waste production compared to traditional methods, the environmental bioremediation methods based on natural processes have been gradually becoming more prevalent in environmental engineering. Biological methods are used in waste management, wastewater treatment, gas treatment or soil remediation. For the low solubility of some pollutants and lower bioavailability, the use of biological methods may be hampered. This problem might be mitigated with the use of surfactants. This paper presents the results of studies regarding the effect of dosing a selected surfactant from the Tween group (Tween 20) on the efficiency of toluene elimination from the air by biofiltration. The obtained maximum biofiltration rate was 21.2 g/m3/h and 19.8 g/m3/h for the control bed and for the bed to which the Tween 20 solution was dosed, respectively. The effect of Tween was neutral (the effectiveness of toluene removal was insignificantly comparable to the effectiveness of the control series), it did not affect the effectiveness or limited the development of the biofilter microflora.

11

Biofiltration of Contaminated Air – Current Status, Development Trends

Turała Anita, Wieczorek Andrzej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1001--1020

EN

The study presents a description of both the main problems of biofiltration as well as the new research directions. Discussion of the first subject covered the area of biofiltration applied in purification of exhaust gases. The method traditionally used for the purification of waste gases from biological processes is also suitable for the treatment of hot and dry air, contaminated with substances of high toxic concentrations. According to the literature reports, hydrocarbons belonging to all groups: compounds containing oxygen in the molecule such as aldehydes, ketones and esters, compounds containing nitrogen and sulphur in the molecule like amines, thiols or organic sulphides can all be filtered out. Chlorinated hydrocarbons and some inorganic compounds like ammonia and hydrogen sulphide can also be removed. All these substances can be present individually or in multicomponent mixtures. The biofilters have been divided into conventional ones provided with a wet bed and the ones fitted with a biotrickling bed. A set of information on the materials used to compose a bed with a division into natural and synthetic has been given. The division of natural beds has been described as biodegradable, like peat, compost, wood chips and non-biodegradable as volcanic rocks. Among the synthetic beds mention are the ones made of mineral types of expanded clay aggregates and other minerals, as well as synthetic organic plastics, for example polyurethane foams. Factors influencing the biofiltration process, such as gas flow rate, concentration of pollutants, their type and properties, temperature, humidity of gases and sediments, structure a bed, oxygen availability, salinity and pH of the bed, as well as the availability of nutrients not found in treated gases, were presented in the paper. An extensive chapter was devoted to the microorganisms colonizing the bed of biofilter, which are responsible for the decomposition of filtered out pollutants. They can be introduced to the biofilter as microorganisms that naturally inhabit given building material or placed on a bed in the form of a vaccine. A consortium of microorganisms, formed during the start-up of a biofilter (adaptation), composed of bacteria and fungi, undergoes constant changes caused by the influx of new microorganisms along with purified air and the influence of environmental factors. These changes can be both quantitative and qualitative, manifested by the occurrence of genetic mutations. The microorganisms that colonize the bed belong to many species, such as Pseudomonas, Pseudoxanthomonas, Xanthomonadales, Ralstonia, Mycobacterium, Exophiala i Candidia. They metabolize environmental pollutants. This most often takes place during the catabolic process initiated by enzyme-assisted oxygen attack per molecule. As a result, appropriate alcohols are first formed, which than undergo successive transformations to aldehydes, fatty acids and further down to water and CO2. The chapter devoted to additives improving the bioavailability of pollutants such as methanol, silicone oils and surfactants, was included in the paper. New products in the field of construction solutions and hybrid systems were explained. Solutions such as rotary biofilters and cylindrical beds aim to reduce problems with even gas flow and excessive flow resistance. Among the hybrid systems, pre-filter solutions with active carbon and a UV pre-treatment module were presented. The idea of a biofilter combining the removal of pollutants with the generation of electric current in microbial fuel cells is also presented.

PL

W opracowaniu przedstawiono opis zarówno podstawowych zagadnień biofiltracji jak i nowych kierunków badawczych. Omawiając pierwsze z zagadnień zakreślono obszar zastosowań biofiltracji w oczyszczaniu gazów odlotowych. Metoda tradycyjnie przydatna do oczyszczania gazów odlotowych z procesów biologicznych nadaje się również do obróbki powietrza gorącego i suchego oraz zanieczyszczonego substancjami o wysokich toksycznych stężeniach. Zgodnie z doniesieniami literaturowymi odfiltrowywane mogą być węglowodory przynależne do wszystkich grup, związki zawierające tlen w cząsteczce jak aldehydy, ketony i estry, związki zawierające azot i siarkę w cząsteczce jak aminy, tiole czy siarczki organiczne. Usuwane są także chlorowcopochodne węglowodorów oraz niektóre związki nieorganiczne jak amoniak i siarkowodór. Wszystkie wymienione substancje mogą występować pojedynczo oraz w wieloskładnikowych mieszaninach. Podzielono biofiltry na klasyczne zaopatrzone w złoże utrzymywane w stanie wilgotnym oraz te ze złożem przepłukiwanym. Podano zbiór informacji o materiałach wykorzystywanych do komponowania złóż z podziałem na naturalne i syntetyczne. Podział naturalnych uściślono na biodegradowalne jak torf, komposty, zrębki drewna i naturalne nie biodegradowalne jak skały wulkaniczne. Wśród syntetycznych wymieniono mineralne typu poryzowane glinki i inne minerały oraz syntetyczne organiczne jak tworzywa sztuczne, przykładowo pianki poliuretanowe. Zaprezentowano czynniki wpływające na bieg biofiltracji takie jak natężenie przepływu gazów, stężenie zanieczyszczeń, ich rodzaj i właściwości, temperatura, wilgotność gazów i złoża, tekstura złoża, dostępność tlenu, zasolenie i pH złoża, a także dostępność składników pokarmowych nie występujących w oczyszczanych gazach. Obszerny rozdział poświęcono mikroorganizmom zasiedlającym złoża biofiltrów odpowiedzialnym za rozkład odfiltrowywanych zanieczyszczeń. Mogą być one wprowadzane do biofiltra jako mikroorganizmy naturalnie zasiedlające dany materiał budulcowy złoża lub wprowadzane na złoże w formie szczepionki. Uformowane w okresie rozruchu biofiltra (adaptacji) konsorcjum mikroorganizmów złożone z bakterii i grzybów ulega nieustannym zmianom wywoływanym napływem nowych mikroorganizmów wraz z oczyszczanym powietrzem oraz wpływem czynników środowiskowych. Zmiany te mogą mieć charakter zarówno ilościowy jak i jakościowy przejawiający się występowaniem mutacji genetycznych. Mikroorganizmy zasiedlające złoża należą do wielu gatunków takich jak np. Pseudomonas, Pseudoxanthomonas, Xanthomonadales, Ralstonia, Mycobacterium, Exophiala i Candidia. Metabolizują one zanieczyszczenia środowiska. Najczęściej ma to miejsce w procesie katabolicznym zapoczątkowanym wspomaganym enzymami atakiem tlenu na cząsteczkę. W efekcie najpierw powstają odpowiednie alkohole ulegające kolejno zachodzącym przemianom do aldehydów, kwasów tłuszczowych i dalej aż do wody i CO2. Zawarto dział poświęcony dodatkom poprawiającym biodostępność zanieczyszczeń takim jak metanol, oleje silikonowe czy surfaktanty. Omówiono nowości w zakresie rozwiązań konstrukcyjnych oraz układy hybrydowe. Rozwiązania takie jak biofiltry obrotowe i ze złożem cylindrycznym mają ograniczać problemy z równomiernym przepływem gazów i nadmiernymi oporami przepływu. Wśród układów hybrydowych zaprezentowano rozwiązania z przedfiltrem z węglem aktywnym oraz modułem wstępnej obróbki promieniami UV. Przedstawiono też ideę biofiltra łączącego usuwanie zanieczyszczeń z generacją prądu elektrycznego w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych.

12

Determination of the Air Purification Efficiency when Using a Biofilter

Krivolapov Ivan, Astapov Andrej, Akishin Dmitrij, Korotkov Artemij, Shcherbakov Sergej

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 11

232--239

EN

The work presents the results of experimental studies on the air purification efficiency after accelerated composting of a mixture of cattle manure and straw in a chamber-type biofermenter. The operation of an experimental plant that simulates this process was described. A process optimization criterion was established, its values were determined for each of the pollutants – ammonia and hydrogen sulfide. The maximum purification efficiency for ammonia was 92%, achieved at 47% moisture content of the filtering material and 58% compost weight parts at 30 °C. For hydrogen sulfide, the maximum purification efficiency was 95%, achieved at 50% moisture content of the filtering material and 52% compost weight part at 28 °C.

13

Analysis of legal and technical solutions in terms of odours in Poland

Sówka Izabela, Miller Urszula, Karski Leszek

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 1

127--138

EN

Despite solutions available in the Polish law system which could be used in conflictual situations connected with odour emission, the amount of odour complaints in Poland has been increasing. Currently applied legal solutions in Poland used in private-law and public-law ways in odour issues have been characterised. The results of analyses of available and developed technical solutions aiming to eliminate odour nuisance have been presented as well. Additionally, the results of research conducted in laboratory conditions and in chosen municipal waste management and industry facilities have been displayed. A conducted analysis pointed out the limited character of Polish legal solutions concerning odours. Therefore, the need to create an administrative and legal regulation dedicated directly to the preventing odour nuisance in Poland was emphasized. Such a regulation should include issues concerning, inter alia, emission, immision and technological standards.

14

Assessment of the efficiency of biological treatment of gases from municipal waste processing

Manczarski Piotr, Lelicińska-Serafin Krystyna, Rolewicz-Kalińska Anna

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2019

|

Vol. 26, nr 4

687--696

EN

The objective of the study is research on a biofilter existing at a mechanical-biological waste treatment plant in Radom. The paper presents results of research on the filling of the analysed biofilter (moisture, organic matter content, nutrient content, pH, grain size composition, and equivalent diameter), process gases (temperature, humidity and pH, concentrations of the main pollutants - ammonia, hydrogen sulphide, volatile organic compounds, acetic acid, ethanol) and operational parameters (flow rate, height of the biofilter layer, surface load, gas residence time in the filter bed). Irregularities were observed related to biofiltration efficiency, particularly resulting from improperly selected filling material and improper biofilter operation. The technological research permitted the identification of problems and determination of the requirement of performing necessary operational changes. Further works will involve the design, manufacture, and installation of an integrated biofilter with two-stage gas purification process (a classic biofilter and a semi-permeable membrane).

15

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.

16

The Possibility of Using UV Absorbance Measurements to Interpret the Results of Organic Matter Removal in the Biofiltration Process

Holc D., Pruss A., Komorowska-Kaufman M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

326--341

EN

Natural organic matter (NOM) found in natural waters, is a heterogeneous mixture of compounds, still undiscovered from a chemical point of view. Standard water quality indicators, such as chemical oxygen demand (COD), dissolved organic carbon (DOC), UV254, pH and others, do not provide information about the nature of NOM, such as molar mass or hydrophobicity. UV absorbance at different wavelengths is becoming more and more useful for characterizing NOM. UV absorption is a popular and relatively simple indicator determining the content of organic pollutants in water. The functional groups of organic compounds absorbing UV and VIS radiation are chromophores. It is believed that different chromophores are identified by different wavelengths. The UV absorbance at 220 nm is associated with both carboxylic and aromatic chromophores, while UV absorption at 254 nm is typical of aromatic groups with different degrees of activity. From the absorbance it is possible to determine the total content of dissolved organic carbon and organic compounds with a high content of aromatic rings that are precursors of by-products of disinfection or oxidation. It was also noticed that the relationships between two different wavelengths, such as: 254 nm/204 nm, 254 nm/436 nm, or 250 nm/365 nm, can characterize NOM. This article, presents the results of research on the use of UV absorbance at different wavelengths to interpret transformations of organic compounds in biologically active carbon filters (BAF). The analysis of these results complements the information published in 2016 (Holc et al 2016a, b). Research on the effectiveness of organic compounds removal in the biofiltration process was carried out on a pilot scale. The test stand consisted of two filtration columns with a diameter of 100 mm and a height of 3.0 m, filled with granulated activated carbon WG-12. The filters were fed with dechlorinated tap water. The filter columns differed from each other in the manner of activation of the filter bed. The effectiveness of organic substances elimination from water was assessed using the following parameters: pH, dissolved oxygen (DO) concentration, alkalinity, chemical oxygen demand (COD KMnO4), total organic carbon (TOC) and UV absorbance for the following wavelengths: 204 nm, 254 nm, 365 nm and 436 nm.In the research, it was noticed that as a result of filtration of water through the BAF bed, the absorbance value of UV254 decreased even to 0 cm-1, which indicates very high efficiency of removing organic pollutants. During the research, was observed the correlation between the absorbance value measured at different wavelengths. There were very low values of the absorbance ratio: UV254/UV204 and UV254/UV436in both filter columns, which indicates effective removal of aromatic organic compounds from water through biodegradation.

PL

Naturalna materia organiczna (NOM), czyli substancje organiczne występujące w wodach naturalnych, to heterogeniczna mieszanina związków, wciąż nieodkryta z chemicznego punktu widzenia. Standardowe wskaźniki jakości wody, takie jak chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), rozpuszczony węgiel organiczny, absorbancja UV254, pH i inne, nie dostarczają wystarczających informacji o charakterze NOM, takich jak masa molowa, czy hydrofobowość. Do scharakteryzowania NOM coraz bardziej przydatna okazuje się absorbancja UV dla różnych długości fal. Absorpcja UV jest popularnym i względnie prostym wskaźnikiem określającym zawartość zanieczyszczeń organicznych w wodzie. Grupy funkcyjne związków organicznych pochłaniających promieniowanie UV i VIS to chromofory. Uważa się, że różne chromofory są identyfikowane przez różne długości fal. Absorbancja UV przy długości 220 nm jest związana zarówno z chromoforami karboksylowymi jak i aromatycznymi, podczas gdy absorpcja UV przy długości 254 nm jest typowa dla grup aromatycznych o różnych stopniach aktywności. Na podstawie wartości absorbancji można określić całkowitą zawartość rozpuszczonego węgla organicznego i związków organicznych o wysokiej zawartości pierścieni aromatycznych, które uważa się za prekursory ubocznych produktów dezynfekcji lub utleniania. Zauważono także, że zależności występujące między dwoma różnymi długościami fal, jak na przykład: 254 nm/204 nm, 254 nm/436 nm, czy 250 nm/365 nm, pomagają w charakteryzowaniu NOM. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem absorbancji UV o różnych długościach fal do interpretacji przekształceń związków organicznych w biologicznie aktywnych filtrach węglowych (BAF). Analiza tych wyników stanowi uzupełnienie informacji opublikowanych w 2016 roku (Holc i in. 2016a, b). Badania nad efektywnością usuwania związków organicznych w procesie biofiltracji prowadzono w skali pilotowej. Stanowisko badawcze stanowiły dwie kolumny filtracyjne o średnicy 100 mm oraz wysokości 3,0 m, wypełnione granulowanym węglem aktywnym WG-12. Filtry zasilano dechlorowaną wodą wodociągową. Kolumny filtracyjne różniły się między sobą sposobem aktywacji złoża filtracyjnego. Skuteczność eliminacji substancji organicznych z wody oceniano za pomocą następujących parametrów: pH, tlen rozpuszczony, zasadowość, utlenialność, OWO, absorbancję UV dla kilku długości fal: 204 nm, 254 nm, 365 nm i 436 nm. W trakcie prowadzonych badań zauważono, że w wyniku filtracji wody przez złoże BAF, wartość absorbancji UV254 obniżyła się nawet do 0 cm-1, co świadczy o bardzo wysokiej efektywności usuwania zanieczyszczeń organicznych. W trakcie przeprowadzonych badań zaobserwowano także korelację między wartościami absorbancji mierzonymi dla różnych długości fal. W obu kolumnach filtracyjnych odnotowano bardzo niskie wartości stosunku absorbancji: UV254/UV204 i UV254/UV436, co wskazuje na skuteczne usuwanie aromatycznych związków organicznych z wody poprzez biodegradację.

17

Sprawność biofiltracji lotnych związków organicznych powstających w oczyszczalni ścieków

Chmielowiec-Korzeniowska A., Tymczyna L., Bartecki P., Nowakowicz-Dębek B., Drabik A.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 11

1965--1969

PL

Lotne związki organiczne zawarte w powietrzu oczyszczalni ścieków filtrowano przez zrębki dębowe, biomasę i pokruszoną korę o temp. 10-21°C. Średnia sprawność biofiltracji przekraczała 50%. Na efektywność oczyszczania wpływał jedynie odczyn złoża.

EN

Contents of volatile org. compds. in untreated air (inlet to waste treatment plant) as well as after filtration on a bed (mixt. of oak chips, biomass and shredded bark) at air temps. from - 2°C to 27°C, bed temps. 10-21°C, bed humidity 75.1-88.8% and pH 4.4-6.7 were detd. chromatog. in accordance with the relevant stds. The results were used to det. effectiveness of air deodorization. The pH of the bed had the highest impact on the cleaning efficiency.

18

Biofiltracja jako proekologiczna metoda usuwania odorów z procesów kompostowania

Gałwa-Widera M., Bień J., Wrońska M., Kwarciak-Kozłowska A.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 9

1463--1466

PL

Całkowita eliminacja emisji odorantów do atmosfery jest zadaniem trudnym do zrealizowania. Wiąże się to przede wszystkim z faktem, że są one uwalniane nie tylko w trakcie procesu technologicznego. Takie etapy przetwarzania, jak rozładunek, przeładunek i transport, będące składowymi ciągu technologicznego, również stanowią źródło emisji. Nie zawsze możliwe jest hermetyzowanie tych etapów. Całkowita dezodoryzacja procesu technologicznego nastręcza zatem dużo większy problem niż oczyszczanie gazów odlotowych z poszczególnych etapów. Wiele gazów zaliczanych do grupy związków odorowych, charakteryzujących się przykrym zapachem, ma dość niski próg wyczuwalności. Zatem aby zapach był niewyczuwalny, związek należałoby całkowicie usunąć z gazów odlotowych. Wiąże się to z koniecznością uwzględnienia całkowitej hermetyzacji zarówno na etapie projektowania i budowy instalacji, jak i w trakcie procesu technologicznego1, 2).

EN

H2S and NH3 were removed from composting off-gases by bio-filtration through microorganisms-contg. peat or sawdust beds. The sawdust was less efficient than peat in the desodorisation process.

19

Możliwości zastosowania grzybów w technologiach oczyszczania i remediacji wybranych elementów środowiska

Kołwzan B., Adamiak W., Dziubek A. M.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 1

3--20

PL

Grzyby wykazują wiele cech przydatnych w inżynierii środowiska, dających im przewagę nad bakteriami. Udowodniono, że potrafią one rozkładać wiele skomplikowanych związków organicznych, także ksenobiotyków, takich jak trudnobiodegradowalne wielopierścieniowe związki aromatyczne, polichlorowane węglowodory, dioksyny, pestycydy oraz pozostałości materiałów wybuchowych. Ważną rolę w naturalnej regulacji liczebności populacji roślin odgrywają pasożytnicze gatunki grzybów, a gatunki symbiotyczne są niezbędne do prawidłowego rozwoju i wzrostu wielu gatunków roślin. Ich różnorodność taksonomiczna, genetyczna i funkcjonalna jest ogromna i stanowi obszerne źródło organizmów użytecznych w procesie bioremediacji. W dokonanym przeglądzie piśmiennictwa wykazano, że różne gatunki grzybów mogą znaleźć zastosowanie w remediacji środowiska gruntowo-wodnego oraz w oczyszczaniu ścieków i gazów odlotowych. Jednakże dotychczasowe badania nad wykorzystaniem grzybów najczęściej były prowadzone w skali laboratoryjnej. Eksperymenty w skali półtechnicznej i polowej wykazały, że na obecnym etapie praktyczne wykorzystanie grzybów w systemach inżynierii środowiska nie jest ekonomicznie uzasadnione. Problemem, który wymaga rozwiązania jest utrzymanie dominacji szczepów grzybów o wysokiej aktywności degradacyjnej w otwartych układach oczyszczających w warunkach konkurencji ze strony mikroorganizmów autochtonicznych. Duże nadzieje wiąże się z jednoczesnym wykorzystaniem w układach oczyszczania środowiska grzybów i bakterii, których skuteczność biodegradacyjna może się wzajemnie uzupełniać. Aby w pełni wykorzystać specyficzne walory grzybów niezbędne są badania przesiewowe w celu izolacji szczepów o szerszych zdolnościach metabolicznych, a także udoskonalanie szczepów metodami in vitro. Podobnie przyszłościowe jest wykorzystanie w bioremediacji immobilizowanych enzymów grzybowych. Rozwój technik molekularnych pozwoli na zmniejszenie nadal jeszcze wysokich kosztów wytwarzania, oczyszczenia i immobilizacji enzymów na odpowiednich nośnikach.

EN

Fungi possess many features useful to environmental engineering, which gives them an advantage over bacteria. Their ability to decompose many complex organic compounds, including xenobiotics, such as difficult to biodegrade polycyclic aromatic compounds, polychlorinated hydrocarbons, dioxins, pesticides and explosive residues has been documented. Parasitic fungi species play an important role as natural regulators of plant population size, while symbiotic species are essential to proper development and growth of many plant species. The enormous taxonomic, genetic and functional diversity of fungi constitutes a rich source of organisms useful in bioremediation process. The literature review demonstrated that various types of fungi could be employed in remediation of soil-water environment as well as in treatment of wastewater and waste gases. However, most often current studies on fungal applications are carried out on a laboratory scale. At the current stage, as demonstrated by semi-technical and field-scale experiments, practical use of fungi in environmental engineering systems is not economically justified. Maintenance of dominance of fungal strains with high degradation activity in open purification systems in competition with indigenous microorganisms remains an open problem. Great promises are held out for simultaneous use of fungal and bacterial environments in treatment systems, as their biodegradation effectiveness may complement each other. Improvement of strains by the in vitro methods and screening tests to isolate strains with broader metabolic abilities are necessary in order to take full advantage of the specific benefits of fungi. Similarly, use of immobilized fungal enzymes in bioremediation offers good prospects for the future. Development of molecular techniques will allow for reduction of persistently high costs of enzyme production, purification and immobilization on appropriate carriers.

20

Biological Stability of Water after the Biofiltration Process

Zamorska J.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 5

234--239

EN

One of the most frequently implemented processes in the water treatment technology is filtration through a biosorption bed. The techniques based on biochemical processes involving bacteria result in obtaining high quality of water. There are a number of different materials used as the filler material for biological filters. Carbon deposits are the most popular, due to their high effectiveness. The problem with the use of this process is the leaching of microorganisms from the biofilm and the biological stability of water thus obtained. There is a need to develop quick methods to assess the microbiological quality of this water. Modern techniques for determining the amount of microorganisms, such as flow cytometry and luminometry may be the right tools. The water collected for testing came from the Water Treatment Station located in the Podkarpackie voivodeship. The microbiological tests carried out in the analyzed water samples collected after the filtration process on granular activated carbon. Both traditional culture method and modern techniques used to determine the number of microorganisms (flow cytometry, luminometric ATP assay) demonstrated an increase in the number of microorganisms in the examined waters (in the water after the filtration process and in the water introduced into the water supply network) after the incubation process for 3 and 7 days at 15 and 22°C.