Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The elimination of lead(II) ions in a solution by bio-adsorption: Kinetics, equilibrium, and thermodynamics

Tejada-Tovar Candelaria, Bonilla-Mancilla Humberto, Ortega-Toro Rodrigo, Villabona-Ortíz Ángel, Díaz-Illanes Manuel

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 53

118--127

EN

In the present study, the removal capacity of Pb(II) ions was investigated using the biomass of dried cattle manure in an aqueous solution. The biomaterials were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) techniques. The results reveal that the adsorption mechanism may be associated with the interaction between Pb(II) ions and functional groups through aggregation, coordination, ion exchange, microprecipitation, oxidation, and hydrophobicity. The bio-adsorption of the metal was analysed in discontinuous tests; the effect of temperature, pH, agitation, and adsorbent dose was evaluated. The maximum adsorption capacity was determined at pH 7.5, 18°C and 200 rpm. The bio-adsorption of Pb(II) was best fitted to the pseudo-second order model. The experimental data of the isotherm were adjusted to the models of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich; while Langmuir’s model related better to the experimental data forming a single layer at saturation. The rate of adsorption was rapid, reaching equilibrium after 25 min and removal of 96.8%. Thermodynamic parameters determined that the process was viable, spontaneous, and exothermic. The present study contributes mainly to demonstrating that a biomaterial prepared from bovine manure is a promising adsorbent for heavy metals such as Pb(II). It also reduces the environmental impact of this waste through the generation of greenhouse gases in countries that maintain intensive livestock. Another important aspect is the reduction of the micro- and macronutrients accumulation in soil and contamination of surface waters and aquifers by runoff and seepage during rainy periods.

2

Półciągła beztlenowa kofermentacja obornika świńskiego i krowiego w produkcji biogazu

Li J., Wei L., Duan Q., Zhang G., Li S., Kong C.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 10

2145--2151

PL

Określono parametry półciągłej beztlenowej kofermentacji obornika świńskiego (OŚ) i obornika krowiego (OK) zmieszanych w 5 proporcjach masowych (OŚ/OK). W procesie wyróżniono 3 etapy: rozruch, produkcję gazu oraz zatrzymanie procesu. Dużą zawartość metanu w biogazie (ok. 64%) i małą zawartość części lotnych (ok. 34%) uzyskano dla mieszaniny o proporcji OŚ/OK 5:5. Przy proporcjach OŚ/OK 7:3 i 9:1 uzyskano dużą produktywność biogazu, odpowiednio 0,56 L/(L·d) oraz 0,63 L/(L·d). Mieszaniny OŚ/OK 1:9 i 3:7, z produktywnością gazu ok. 0,42 L/(L·d), okazały się najmniej korzystne w całym procesie. Analiza elementarna wykazała początkową zawartość węgla (27-30%), fosforu (0,7-0,8%) i żelaza (0,29-0,35%) w surowcu. Stosunek OŚ/OK 7:3 zwiększył fermentację biogazu, a akumulacja azotu i fosforu spowodowała zahamowanie fermentacji.

EN

Pig and cattle manures were mixed in mass ratio 1:9 to 9:1 and cofermented to biogas under lab. conditions (bioreactor volume 800 mL) for 47 days after addition of municipal sewage as inoculum. A high MeH content (about 64%) in biogas was reached for the ratio of manures 5:5 while high biogas productivity was obtained at the ratios 7:3 and 9:1.

3

Determination of the potential biogas energy production amounts and areas in the Tigris Basin using GIS

Artun O., Atilgan A., Saltuk B.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2016

|

nr III/1

761--771

EN

The increasing world population renders the developed energy sources of the industry insufficient, and existing energy sources become expensive. It is anticipated that the energy deficit will further increase in the future. Scientists are in search of new energy sources in the face of this fact. It is considered that the cattle breeding potential of the Southeastern Anatolia Region may increase both as a result of state supports and arable lands. Determining the potential biogas energy production areas of the Southeastern Anatolia Region in terms of cattle breeding is possible with the use of today's knowledge and technology. With this study, it was aimed to determine the obtainable biogas energy fields and the current situation for the provinces in the Tigris Basin (Diyarbakir, Mardin, Siirt, Batman, Sirnak). The number of cattle in the basin for 2015 was benefited from in this framework. The boundaries of the research provinces were drawn using ARCMAP 10.0 software by making geographical corrections. In order for the inquiries of each province to be made independently from other provinces, all boundaries were divided on the basis of provinces, districts and villages as separate layers. These data constitute the main material of the study. The number of cattle was entered into the database of Geographical Information System (GIS), and the obtainable potential biogas energy production areas were determined considering the amount of waste that will be left in the environment by cattle. The finding that a total of 2809939 tons of annual wet manure can be obtained in the study area was obtained. It was determined that a total of 1175913 MJ biogas energy amount can be obtained per year from this wet manure. Further- more, the project created with a cartographic base, the geographical correction of which was made, was assessed in accordance with the purpose of this study in the database, and the areas that are suitable, non-suitable or partially suitable for biogas energy production areas were determined.

4

Odzyskiwanie fosforanów(V) z gnojowicy bydlęcej

Kozik A., Hutnik N., Hoffmann K., Huculak-Mączka M.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 6

938-942

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu ciągłego odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z modyfikowanej laboratoryjnie gnojowicy bydlęcej. Stwierdzono, że jony fosforanowe(V) obecne w roztworze zasilającym instalację doświadczalną uległy praktycznie całkowitemu wytrąceniu w postaci trudno rozpuszczalnych soli: struwitu (58,6% mas.) i bezpostaciowego fosforanu wapnia (36,2% mas.). Produkt stały zawierał także zanieczyszczenia, głównie w postaci trudno rozpuszczalnych wodorotlenków metali. Rozmiar największych cząstek stałych wynosił 220 μm, natomiast średni ich rozmiar 37,0 μm. Jednorodność populacji cząstek stałych w produkcie była niezadowalająca, przy dużej ich aglomeracji i tendencji do zbrylania.

EN

Modified cattle manure contg. 0.340% by mass phosphate(V) ions was treated in lab. exptl. plant equipped with an internal forced circulation of the suspension by stirring at pH 9, 298 K, agitation speed 240 rpm for 3600 s. The resulting solid product contained struvite (58.6% by mass), amorphous Ca₃ (PO₄)₂ (36.2% by mass) and NaCl and KCl 3.6 and 1.6% by mass, resp. The final concn. of phosphate(V) ions in the mother liquor was 12 mg/kg. The av. solid particle size was 37.0 μm (max. 220 μm). Homogeneity within population of product particles was unsatisfactory due to high agglomeration effects.

5

ADM1-based modeling of anaerobic codigestion of maize silage and cattle manure : calibration of parameters and model verification. Part 2

Bułkowska K., Białobrzewski I., Gusiatin Z. M., Klimiuk E., Pokój T.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

20--27

EN

The aim of this study was to implement ADM1xp model to simulate behavior of anaerobic co-digestion of maize silage and cattle manure. The accuracy of ADM1xp has been assessed against experimental data of anaerobic digestion, performed at OLR = 2.1 gVS dm-3·d-1 and HRT = 45d. Due to the high number of parameters in ADM1xp, it was necessary to develop a customized procedure limiting the range of parameters to be estimated. The best fitting of experimental to simulated data was obtained after verification of 9 among 105 stoichiometric and kinetic parameters. The values of objective function (Jc) ranged between 0.003 (for valerate) and 211 (for biogas production).

PL

Celem pracy było wykorzystanie modelu ADM1xp do symulacji procesu kofermentacji kiszonki kukurydzy i obornika bydlęcego. Przydatność modelu oceniano wykorzystując dane z eksperymentu w skali laboratoryjnej. Badania prowadzono przy obciążeniu komory ładunkiem organicznym OLR = 2,1 gVS dm-3·d-1 oraz hydraulicznym czasie zatrzymania wsadu w fermentorze, HRT = 45d. Z powodu dużej liczby parametrów w modelu ADM1xp, zastosowano procedurę, która umożliwia zmniejszenie liczby weryfikowanych parametrów podczas kalibracji. Najlepsze dopasowanie danych eksperymentalnych do modelowych uzyskano po weryfikacji 9 spośród 105 stechiometrycznych i kinetycznych parametrów. Wartości współczynnika dopasowania (Jc) zmieniały się w zakresie od 0,003 (kwas walerianowy) do 211 (produkcja biogazu).

6

ADM1-based modeling of anaerobic codigestion of maize silage and cattle manure : a feedstock characterisation for model implementation. Part 1

Klimiuk E., Gusiatin Z. M., Bułkowska K., Pokój T., Rynkowska S.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

11--19

EN

This paper presents the results of fractionation of particulate and soluble organic matter in a mixture of maize silage and cattle manure (49:51% volatile solids) that was used as a feedstock for anaerobic digestion. The extended Weender’s analysis was adapted to measure raw protein, raw lipids, fraction of carbohydrates (including starch, cellulose, hemicelluloses) and lignin. The content of individual fractions in composite, Xc (as kg COD kg-1 COD) was: 0.111 proteins, 0.048 lipids, 0.500 carbohydrates and 0.341 inerts. The biodegradability of Xc was 68%. Based on material balance, the carbon concentration in Xc was 0.0326 kmol C kg-1 COD, whereas nitrogen concentration 0.0018 kmol N kg-1 COD. The estimated pH of the feedstock based on acid-base equilibrium corresponded to the actual value (pH 7.14).

PL

W pracy przedstawiono wyniki stężenia substancji chemicznych rozpuszczonych i nierozpuszczonych w mieszaninie kiszonki kukurydzy zwyczajnej i obornika bydlęcego (49:51% suchej masy organicznej), który wykorzystano jako substrat do wytwarzania biogazu. Do frakcjonowania nierozpuszczalnych związków organicznych, stanowiących kompozyt (Xc), wykorzystano metodę Weender’a. Udział poszczególnych frakcji (jako ChZT) w kompozycie wyniósł: białka - 0,111, tłuszcze - 0,048, węglowodany - 0,500 oraz związki inertne - 0,341. Stężenie związków biodegradowalnych w kompozycie wyniosło 68%. Na podstawie bilansu materiałowego węgla i azotu obliczono, że stężenie węgla w kompozycie wynosi 0,0326 kmol C kg-1 ChZT, zaś azotu 0,0018 kmol N kg-1 ChZT. Odczyn (pH) wsadu surowcowego wyznaczony z równowagi kwasowo-zasadowej odpowiadał rzeczywistemu, tj. 7,14.

7

Ocena skuteczności mezofilnej fermentacji metanowej jako metody higienizacji gnojowicy

Paluszak Z., Olszewska H., Skowron K., Klimek J.

Ekologia i Technika

|

2010

|

R. 18, nr 6

356-360

PL

Gnojowica bydlęca, jest cennym nawozem naturalnym, jednak stwarza potencjalne ryzyko skażenia mikrobiologicznego gleby i wody. Występują w niej liczne mikroorganizmy, w tym także patogeny niebezpieczne dla zdrowia ludzi i zwierząt. Dlatego niezwykle istotny jest dobór właściwych i skutecznych metod uzdatniania tego nawozu. Celem pracy była ocena efektywności procesu mezofilnej fermentacji metanowej w usuwaniu mikroorganizmów patogennych z gnojowicy wykonana w oparciu o przeżywalność pałeczek Salmonella Enteritidis w tym nawozie w skali półtechnicznej. Fermentację metanową prowadzono w specjalnym reaktorze przez 10 dni w temperaturze 35°C. Próby do badań pobierano po l godzinie od inokulacji, a następnie po l, 2, 3, 4, 7 i 10 dniach. Liczbę bakterii oznaczono metodą NPL. Materiał z nośników posiewano na wodę peptonową (inkubacja 24 godz. w 37°C), następnie przenoszono na bulion R-V (24 godz. w 43°C), a ostatecznie przesiewano na agar BPLS oraz XLD (24 godz. w 37°C). Dzienne tempo eliminacji pałeczek Salmonella Enteritidis w procesie fermentacji metanowej wyniosło 0,59 [log NPL/dzień]. Teoretyczny czas przeżycia był równy 12,94 dnia. Powyższe dane wykazują, że mezofilna fermentacja metanowa jest skuteczną metodą higienizacji gnojowicy.

EN

Cattle slurry is a valuable fertilizer, but it causes potential risk of microbiological contamination of soil and water. There is a lot of microorganisms, also pathogens dangerous for peoples' and animals' health, in cattle slurry. Therefore very important is to choose the proper and effective slurry treatment methods. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of mesophilic methane fermentation process in the removal of pathogenic microorganisms from slurry made on the basis of the survival of Salmonella Enteritidis in this fertilizer in a semi-technical scale. Methane fermentation was carried out in a special reactor for 10 days at 35st. C. Samples for researches were obtained l hour after inoculation, and then after l, 2, 3, 4, 7 and 10 days. The number of bacteria was determined by the MPN method. Material from the carriers were introduced to peptone water (24 h incubation. At 37'C), then transferred to the R-V broth (24 hour at 43°C), and finally it was sieved on BPLS and XLD agar (24 hour at 37°C). The daily reduction rate of Salmonella Enteritidis in the process of methane fermentation was 0.59 [log MPN/day]. The theoretical survival time was equal 12.94 day. These data show that the mesophilic methane fermentation is an effective method of slurry hygienization.