Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: carbon sequestration in soil

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Możliwości wykorzystania biowęgla w procesie kompostowania

Malińska K., Dach J.

Inżynieria Ekologiczna

2014

Nr 36

28--39

Biowęgiel – określany jako biokarbon czy też agrikarbon – posiada zbliżone właściwości co węgiel drzewny, jednakże wskazuje na jego zastosowania w rolnictwie i ochronie środowiska. Był on już stosowany w XIX wiecznych uprawach rolniczych w Europie i Ameryce Południowej. Obecnie, właściwości biowęgla są odkrywane na nowo, a nowe obszary zastosowań obejmują bioenergetykę, gospodarkę odpadami czy łagodzenie zmian klimatycznych. Biowęgiel może być również wykorzystany do sekwestracji węgla w glebie, remediacji gruntów zanieczyszczonych organicznymi i nieorganicznymi związkami. Biowęgiel może być produkowany na drodze pirolizy różnorodnych materiałów takich jak np. rośliny energetyczne, odpady leśne, biomasa rolnicza, osady ściekowe, odpady z produkcji i przetwórstwa żywności itp. W zależności od początkowych właściwości substratów i parametrów pirolizy biowęgle charakteryzują się różnymi właściwościami takimi jak zawartość węgla organicznego i związków mineralnych, wysoka porowatość i powierzchnia właściwa, a co za tym idzie właściwości sorpcyjne i retencja składników odżywczych. Ostatnie badania wskazują, że biowęgiel może być wykorzystywany również w procesie kompostowania i do produkcji kompostów i nawozów na bazie biowęgla. Biowęgiel może być stosowany jako materiał strukturotwórczy lub dodatek do odpadów o wysokiej zawartości wody i/lub azotu. Dodatek biowęgla do mieszanek kompostowych może ograniczyć emisję amoniaku, i tym samym ograniczyć straty azotu ogólnego podczas kompostowania oraz zwiększyć wodochłonność i retencję składników odżywczych. Co więcej, biowęgiel może pełnić funkcję nośnika dla mikroorganizmów oraz stanowić składnik złoża biofiltrów na kompostowniach. Literatura nie podaje zbyt wielu przykładów wykorzystania biowęgla do kompostowania, stąd wiedza na temat wpływu dodatku różnych rodzajów biowęgla do mieszanek kompostowych na dynamikę procesu oraz właściwości otrzymanych kompostów wymaga uzupełnienia i pogłębienia. Z tego względu niezbędne będzie przeprowadzenie badań nad rolą biowęgla w przebiegu procesu kompostowania oraz właściwościami kompostów z dodatkiem biowęgla. Artykuł przedstawia dotychczasowy stan wiedzy na temat właściwości biowęgla przydatnych w kompostowaniu, wpływu różnych rodzajów biowęgla na dynamikę procesu kompostowania odpadów biodegradowalnych oraz wskazanie kierunków dalszych badań dotyczących możliwości wykorzystania poznanych właściwości biowęgla do optymalizacji kompostowania.

Biochar - also referred to as biocarbon, agrichar - shows similar properties as charcoal but indicates applications for agriculture and environment protection. Biochar was applied in the 19th century agriculture practices in Europe and South America. At present, the properties of biochar are being, redescovered and new areas of applications include production of bioenergy', waste management or mitigation of climate change. Also, it can be used for sequestration of carbon in soils, remediation of soil contaminated with organic and inorganic compounds. Biochar can be produced through pyrolysis of a wide range of feedstock materials including energy crops, forestry residues, agricultural biomass, sewage sludge, food processing waste, etc. Depending on the initial properties of substrates and parameters of pyrolysis biochars can demonstrate various properties such as high content of stable organic carbon and minerals, high porosity and surface area, and thus increased sorption and nutrient retention properties. Recent studies show that biochar can be also used in com posting and production of biochar-based composts and fertilizers. Biochar can fw1ction as a bulking agent or an amendment for com posting of materials with high moisture and: or nitrogen contents. The addition of biochar to com posting mixtures can reduce ammonia emissions, and thus limit nitrogen losses during com posting, increase water holding capacity and retention of nutrients. Biochar can also function as a carrier substrate for microbial inoculants and a scrubing material used in biofilters at com posting facilities. Due to the fact that the literature does not provide many examples of biochar applications for composting, and there is little known about the effects of biochar added to com posting mixtures on composting dynamics and properties of final composts, futher investigations should focus on mechanisms of biochar-composting mixtures interactions and analysis of properties of biochar-based composts. The overall goal of the article is to analyze the potentials of biochars for composting, to report the effect of various biochars on com posting dynamics and quality of produced biochar-based composts, and to indicate the areas of further studies on biochar properties that would allow optimization of com posting and improve the quality of final products.

Biowęgiel odpowiedzią na aktualne problemy ochrony środowiska

Malińska K

Inżynieria i Ochrona Środowiska

2012

T. 15, nr 4

387--403

Narastające problemy ochrony środowiska związane z postępującą degradacją gleb, nasilającymi się skutkami zmian klimatycznych, produkcją energii oraz zagospodarowaniem odpadów wymagają poszukiwania nowych, skuteczniejszych i tańszych rozwiązań. Jednym z proponowanych rozwiązań aktualnych problemów w obszarze ochrony środowiska jest biowęgiel, czyli karbonat otrzymany w procesie pirolizy biomasy roślinnej oraz odpadów organicznych. Biowęgiel i jego zastosowanie nie jest rozwiązaniem nowym - od wieków stosowany był w rolnictwie. Jednakże w ostatnich latach jego właściwości i potencjalne zastosowania „odkrywane” są na nowo i obecnie można stwierdzić, że tradycyjnie znany karbonat, w odpowiedzi na współczesne potrzeby i zastosowania w obszarze ochrony środowiska, zyskał nową „markę” i funkcjonuje jako biowęgiel. Substraty do produkcji biowęgla obejmują zróżnicowaną grupę materiałów, do której należą: rośliny energetyczne, odpady leśne, biomasa rolnicza, osady ściekowe, organiczna frakcja odpadów komunalnych czy pozostałości z przetwórstwa rolno-spożywczego. Wybór substratów uzależniony jest m.in. od właściwości fizykochemicznych (np. zawartości wody i substancji organicznej, rozmiaru cząstek), potencjalnego zastosowania (np. do produkcji energii, na cele rolnicze, do usuwania zanieczyszczeń), aspektów logistycznych oraz procesu pirolizy i jego parametrów. Biowęgiel dzięki takim właściwościom fizykochemicznym, jak wysoka zawartość węgla organicznego w formie stabilnej i substancji mineralnych, znacznie rozwiniętej porowatości i powierzchni właściwej, może być z powodzeniem wykorzystywany: w bioenergetyce jako paliwo odnawialne; do sekwestracji węgla w glebie; w procesie kompostowania jako materiał strukturalny czy dodatek ograniczający emisję amoniaku; w produkcji nawozów organicznych na bazie biowęgla; do poprawy właściwości gleb użytkowanych rolniczo; do usuwania zanieczyszczeń z roztworów wodnych, ścieków komunalnych i przemysłowych, oraz gazów procesowych; w remediacji gleb zanieczyszczonych związkami organicznymi i nieorganicznymi, oraz do ograniczania zanieczyszczenia wód podziemnych i powierzchniowych poprzez retencję np. składników biogennych w glebie. Wykorzystanie biowęgla w ochronie środowiska niesie ze sobą wiele korzyści, m.in. takich, jak możliwość zastąpienia paliw kopalnych paliwem odnawialnym, poprawę właściwości gleb, np. zwiększenie ilości węgla w glebie czy pojemności wodnej gruntu, ograniczenie zużycia nawozów organicznych i nieorganicznych oraz środków ochrony roślin, a tym samym ryzyka zanieczyszczenia wód podziemnych i powierzchniowych. Pomimo wielu rozpoznanych korzyści, produkcja biowęgla oraz wprowadzanie go do środowiska naturalnego może również nieść ze sobą pewne zagrożenia. Mogą one dotyczyć m.in. intensywnego pozyskiwania biomasy z upraw, a tym samym prowadzić do degradacji gleb, wprowadzania toksycznych związków, np. WWA, dioksyn i furanów, do środowiska glebowego, co wpływa negatywnie na żywe organizmy i może prowadzić do zanieczyszczenia wód podziemnych. Co więcej, właściwości fizykochemiczne biowęgla otrzymanego z różnych substratów, jak również procesy i mechanizmy długookresowego wpływu na środowisko naturalne, nie zostały jeszcze w pełni poznane. Dalsze kierunki badań powinny więc obejmować m.in. opracowanie systemu klasyfikacji biowęgli otrzymanych z różnych substratów w oparciu o ich właściwości fizykochemiczne i kryteria zastosowań, analizę możliwości optymalizacji parametrów procesu pirolizy w celu uzyskania pożądanych właściwości biowęgla dla różnych zastosowań w ochronie środowiska, ocenę wpływu stosowania biowęgla na środowisko naturalne w dłuższej perspektywie czasowej, określenie występowania potencjalnych zagrożeń związanych z wprowadzeniembiowęgla do środowiska, analizę kosztów produkcji biowęgla oraz dostępności substratów przydatnych do jego produkcji oraz kosztów stosowania biowęgla, np. do produkcji energii, remediacji zanieczyszczonych gruntów, poprawy właściwości gleb czy też usuwania zanieczyszczeń ze ścieków komunalnych i przemysłowych.

In recent years the most pressing environmental issues include widespread degradation of soil, global climate change, production of energy and management of waste. Therefore, there is a need for new more efficient and affordable methods that would allow for addressing all of these issues. Biochar and its properties could be a response to current environmental challenges. Biochar is a solid carbon-rich product referred to as charcoal obtained from pyrolysis of various biomass feedstock. Biochar is not a new idea as it has been applied in agriculture for centuries. However, its properties and potential applications are being “rediscovered” now, and traditionally known charcoal was “rebranded” to biochar to address the needs and applications for environment protection. There is a diversified group of feedstock materials that can be used for production of biochar including energy crops, forestry residues, agricultural biomass, sewage sludge, biodegradable fraction of municipal waste and food processing residues. Selection of a feedstock material depends on physical and chemical properties (i.e. moisture content, organic matter content, particle size, etc.), potential applications (i.e. energy production, agriculture, removal of contaminants, etc.), biomass provision and logistics, and also pyrolysis technology and process parameters. Biochar due to its properties such as high content of stable organic carbon and minerals, high porosity and surface area can be applied for bioenergy production, sequestration of carbon in soil, composting and production of biochar-based composts and fertilizers, improvement of soil properties, removal of contaminants from liquid solutions, municipal and industrial wastewater. Also, treatment of post-processing gases, remediation of soil contaminated with organic and inorganic compounds, and reduction of contamination of groundwater and surface water through retention of nutrients in soil can be obtained using biochar. Applications of biochar have a number of benefits for protection of natural environment including substitution of fossil fuels, improvement of soils through increase in carbon content or water holding capacity, reduction of organic and inorganic fertilizers and pesticides, and thus mitigation of groundwater and surface water contamination. Despite the great potential of biochar and numerous benefits of its applications, production of biochar and its introduction to soil may also pose some threats. These threats may include intensive biomass production that could lead to competition with land or food production, degradation of soil, contamination of soil with toxic compounds, e.g. PAHs, dioxins and furans which have negative effects on biota and cause contamination of groundwater. It has to be pointed out that some of the physical and chemical properties of biochars produced from different feedstock materials as well as processes and mechanisms behind the biochar-soil interactions, and also long-term effects of biochar on natural environment are still not fully understood and explained. Therefore, future research should focus on development of a biochar classification system based on physical and chemical properties and selected applications, evaluation of pyrolysis parameters in order to engineer biochars with required properties for selected applications, assessment of biochar effects on natural environment in long-term perspective, environmental risk assessment of various types of biochars, cost analysis for biochar production, biomass provision and applications for environmental protection, e.g. production of energy, remediation of contaminated soil, improvement of agricultural soil, and removal of contaminants from municipal and industrial wastewater.