Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mikrobiogazownia w gminnej oczyszczalni ścieków-przykład zastosowania instalacji BIOLECTRIC® na oczyszczalni o przepływie 1 000 - 4 000 m3/d (RLM od 10 - 40 tys. RLM)

Orzech Adam, Woroszyłło Witold

Technologia Wody

|

2023

|

Nr 3 (81)

59-60

2

Tajniki fermentacji metanowej i produkcji biogazu

Skalmowski Andrzej

Przegląd Komunalny

|

2023

|

nr 4

19--24

PL

Fermentacja ma dłuższą historię niż kompostowanie. Mikrobiologiczne procesy fermentacji stosowane są od starożytności. Od ponad 6000 lat wykorzystywane są do produkcji piwa i wina. Biogaz używano już w X w. p.n.e. do ogrzewania łaźni wodnych w Asyrii i Persji. Dziś wracamy do tego paliwa wzbogaceni o nowoczesne technologie.

3

Jakość i sposoby wykorzystania biogazu na oczyszczalniach ścieków należących do Aquanet S.A.

Pielach Monika, Kurant Tomasz

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 5

13--19

PL

W niniejszym artykule zestawiono najważniejsze parametry fermentacji metanowej, prowadzonej na dwóch oczyszczalniach ścieków należących do poznańskiej spółki wodociągowo-kanalizacyjnej Aquanet S.A. - Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach oraz Lewobrzeżnej Oczyszczalni Ścieków w Poznaniu. Przeanalizowano skład i jakość produkowanego biogazu oraz przedstawiono sposoby jego wykorzystania. Opracowanie obejmuje lata 2017-2022.

EN

This article summarizes the most important parameters of methane fermentation carried out at two wastewater treatment plants belonging to the Poznan water and sewage company Aquanet S.A. - The Central Wastewater Treatment Plant in Koziegłowy and the Left Bank Wastewater Treatment Plant in Poznan. The composition and quality of the biogas produced were analyzed, and ways to use it were presented. The study covers the years 2017-2022.

4

Chemical and energetical properties in methane fermentation of morphological parts of corn with different variety earliness standard FAO

Wojcieszak Dawid, Pawłowski Artur, Dammer Karl-Heinz, Przybył Jacek

Agricultural Engineering

|

2023

|

Vol. 27, No. 1

273--287

EN

In the last decades, the production of biomass biofuels for thermochemical conversion to replace fossil fuels has attracted increasing attention as it offers significant environmental benefits. A very common way to convert biomass to energy is methane fermentation. The importance of biogas as a source of energy is growing. The use of biomass to biogas production on a large, global scale may lead to controversial competition for arable land, water, and consequently, food. Therefore, only waste materials and agricultural by-products and residues should be used for biogas production. Corn stover is a good example of agricultural residues for biogas production. Therefore, the aim of these studies was to determine the influence of corn variety earliness FAO on the chemical compositions and energy value of morphological parts (fractions) of corn plants. The research material consisted of morphological parts of corn plants: stalks, leaves, husks, and cobs of selected corn cultivars, differing in terms of their FAO earliness: early (FAO 220), medium-early (FAO 240) and late (FAO 300) varieties. The research included laboratory investigations, elemental analysis, methane fermentation and statistical analyses of results. Based on the results of the study, it was concluded that the FAO earliness of a corn variety had a significant impact on the elemental composition, ash content, biogas, and methane yield in the corn morphological fractions. The highest methane yield of 267.4 m3 x Mg-1 TS was found for the cucurbit cover leaves of a variety with an FAO 240 earliness standard.

PL

W ostatnich dekadach produkcja biopaliw z biomasy do konwersji termochemicznej w celu zastąpienia paliw kopalnianych przyciąga coraz większą uwagę, ponieważ oferuje istotne korzyści dla środowiska. Fermentacja metanowa jest bardzo popularnym sposobem konwersji biomasy na energię. Znaczenie biogazu jako źródła energii wzrasta. Zastosowanie biomasy do produkcji biogazu na dużą, światową skalę może prowadzić do kontrowersji związanych z konkurowaniem o grunty orne, wodę, a w konsekwencji o żywność. Dlatego do produkcji biogazu powinny być wykorzystywane wyłącznie odpady, produkty uboczne oraz pozostałości rolnicze. Dobrym przykładem pozostałości rolniczych do produkcji biogazu jest słoma kukurydziana. Dlatego celem tych badań było określenie wpływu wzorca wczesności odmian FAO na skład chemiczny i wartość energetyczną części morfologicznych kukurydzy. Materiałem badawczym były morfologiczne części kukurydzy: łodygi, liście, liście okrywe, rdzenie kolb wybranych odmian kukurydzy zróżnicowane pod względem wskaźnika wczesności odmiany FAO: wczesne (FAO 220), średnio-wczesne (FAO 240) oraz późne (FAO 300). Badania obejmowały analizę chemiczną, fermentację metanową oraz analizę statystyczną wyników. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że wskaźnik wczesności odmian FAO miał istotny wpływ na skład chemiczny, zawartość popiołu, uzysk biogazu i metanu z części morfologicznych kukurydzy. Najwyższy uzysk metanu 267,4 m3 Mg-1 TS osiągnięto dla liści okrywowych kukurydzy odmiany o wskaźniku wczesności FAO 240.

5

Zastosowanie recyklingu materiałowego w produkcji wypełnień aktywnych i określenie ich skuteczności podczas beztlenowego oczyszczania ścieków mleczarskich

Zieliński Marcin, Kazimierowicz Joanna, Dębowski Marcin

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 11

29--35

PL

Dynamiczny rozwój sektora mleczarskiego powoduje wzrost ilości wysoko obciążonych ścieków oraz wymusza konieczność ciągłego poszukiwania skutecznych metod ich oczyszczania. Coraz większą popularność zdobywają technologie beztlenowe, których jedną ze słabych stron jest ograniczona efektywność usuwania związków biogennych. Celem badań było określenie efektywności zastosowania wypełnienia, wytworzonego z odpadów do beztlenowego oczyszczania ścieków mleczarskich. Stwierdzono pozytywny wpływ tego rozwiązania na sprawność usuwania ChZT (86,1±2,6% - 92,8±1,6%) oraz Pog. (22,1±3,5% do 36,9±4,6%). Obserwowano również wydajną produkcję metanu w reaktorach z wypełnieniem, która w wariancie najwydajniejszym wynosiła 0,24±0,01 m3/kgChZTus.

EN

The dynamic development of the dairy sector causes an increase in the amount of highly loaded wastewater and forces the necessity to constantly search for effective methods of their treatment. Anaerobic technologies are gaining more and more popularity, one of the weaknesses of which is the limited efficiency of removing biogenic compounds. The aim of the research was to determine the effectiveness of the use of filling made of waste for the anaerobic treatment of dairy wastewater. A positive effect of this solution was found on the efficiency of COD removal (86.1±2.6% – 92.8±1.6%) and Ptot. (22.1±3.5% to 36.9±4.6%). Efficient production of methane in packed reactors was also observed, which in the most efficient variant was 0.24 ± 0.01 m3/ kgCODrem.

6

Constructional and technical infrastructure of biogas production

Borek Kinga, Romaniuk Wacław

Polish Technical Review

|

2021

|

No. 4

17--22

EN

The aim of the present solution - according to inventories no 224455 and 218837 is the description of biogas production technology in family and producer farms, running the litter system of animal management, especially of cattle and pigs. The submitted technology of biogas production consists in accumulation of manure with 20% content of dry matter on the plate which - after filling - is covered with the hermetic shield, constituting the preliminary chamber I. It serves for washing out the liquid and organic mass and its transportation to the main fermentation chamber II where the process of gas obtaining at temperature of 30–40°C is carried out (mesophilic fermentation). To ensure the appropriate temperature of mesophilic fermentation, the solar collector was employed. The main fermentation chamber is equipped in agitator for unification of substrates subjected to methane fermentation, and in screw feeder, enabling supplementation of substrates with energetic additives.

PL

Celem niniejszego rozwiązania - według inwentarzy nr 224455 i 218837 jest opis technologii produkcji biogazu w gospodarstwach rodzinnych i produkcyjnych, prowadzących system ściółkowy chowu zwierząt, zwłaszcza bydła i trzody chlewnej. Przedstawiona technologia produkcji biogazu polega na gromadzeniu na płycie obornika z 20% zawartością suchej masy, który po napełnieniu przykryty jest hermetyczną osłoną, stanowiącą komorę wstępną I. Służy do wypłukiwania masy płynnej i organicznej oraz jego transport do głównej komory fermentacyjnej II, gdzie odbywa się proces pozyskiwania gazu w temperaturze 30-40°C (fermentacja mezofilna). Aby zapewnić odpowiednią temperaturę fermentacji mezofilnej, zastosowano kolektor słoneczny. Główna komora fermentacyjna wyposażona jest w mieszadło do unifikacji substratów poddawanych fermentacji metanowej oraz w podajnik ślimakowy, umożliwiający uzupełnienie substratów dodatkami energetycznymi.

7

Wybrane aspekty wytwarzania i wykorzystania biogazu

Jarząb Monika, Masłoń Adam

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 4

10--17

PL

Jedną z najbardziej atrakcyjnych ścieżek w zakresie odnawialnych źródeł energii jest wytwarzanie biogazu. Fermentacja beztlenowa jest procesem biochemicznym, zachodzącym w warunkach beztlenowych, a substratem do produkcji biogazu mogą być odpady organiczne pochodzenia rolno-spożywczego lub komunalnego (np. osady ściekowe). Właściwie zagospodarowany biogaz wykorzystywany jest do produkcji energii cieplnej i elektrycznej lub paliw transportowych. W pracy przedstawiono wybrane aspekty produkcji i wykorzystania biogazu.

EN

One of the most attractive methods of renewable energy is the production of biogas. Anaerobic digestion is a biochemical process taking place in anaerobic conditions, and the substrate for biogas production may be organic waste of agri-food or municipal origin (e.g. sewage sludge). Properly managed biogas is used to produce of thermal and electric energy or transport fuels. The paper presents selected aspects of production and use of biogas.

8

Wpływ stałego pola magnetycznego na fermentację metanową komunalnych osadów ściekowych

Zieliński Marcin, Dębowski Marcin, Kazimierowicz Joanna

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 12

12--17

PL

Celem prowadzonych badań było określenie wpływu zastosowania stałego pola magnetycznego na efektywność fermentacji metanowej komunalnych osadów ściekowych. Stwierdzono istotny wpływ tego czynnika fizycznego na skład jakościowy biogazu. Największą wydajność produkcji metanu na poziomie 431±22 dm3CH4/kg s.m.o. oraz jego procentową zawartość wynoszącą 66,1±1,9% stwierdzono w wariancie, w którym czas zatrzymania w obszarze oddziaływania pola magnetycznego wynosił 144 min/doba. Najniższe efekty zanotowano, gdy czas zatrzymania w polu magnetycznym wynosił 432 min/doba. W wariacie tym uzyskano 54,8±1,9% zawartość CH4 w biogazie.

EN

The aim of the study was to determine the effect of the application of a constant magnetic field on the efficiency of methane fermentation of municipal sewage sludge. A significant influence of this physical factor on the qualitative composition of biogas was found. The highest methane production efficiency at the level of 431±22 dm3CH4/kg o.d.m. and its percentage content of 66.1±1.9% was found in the variant where the retention time in the area of the magnetic field impact was 144 min/ day. The lowest effects were observed when the retention time in the magnetic field was 432 min/ day. In this variant, the 54,8±1,9% CH4 in the biogas was obtained.

9

Analiza efektywności wytwarzania biogazu otrzymanego przy wykorzystaniu osadów ściekowych na przykładzie oczyszczalni ścieków w Siedlcach

Sadowska Ewa

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 11

13--15

PL

W pracy została dokonana ocena efektywności procesu wytwarzania biogazu, w wyniku utylizacji osadów ściekowych, powstających w oczyszczalni ścieków w Siedlcach wraz z rozważeniem ekologicznych aspektów tego rozwiązania. Została również przeprowadzona analiza procesu oczyszczania ścieków oraz wytwarzania biogazu z osadów ściekowych.

EN

The paper presents an assessment of the effectiveness of the biogas production process as a result of the utilization of sewage sludge generated in the sewage treatment plant in Siedlce, including the consideration of the ecological aspects of this solution. An analysis of the sewage treatment process and biogas production from sewage sludge was also carried out.

10

Wykorzystanie dezintegracji hybrydowej do poprawy stabilizacji beztlenowej osadu ściekowego

Grübel Klaudiusz, Machnicka Alicja

Inżynieria Ekologiczna

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

1--8

PL

Zastosowanie chemiczno-termicznej dezintegracji osadu czynnego przed beztlenową stabilizacją osadu czynnego, przyczynia się do intensyfikacji rozkładu związków organicznych i zwiększania efektywności procesu w porównaniu z fermentacją osadu czynnego surowego. Praca przedstawia wyniki badań wpływu hybrydowego procesu dezintegracji, z wykorzystaniem procesu alkalizacji (pH ≈ 9) i zamrażania/rozmrażania suchym lodem (dawka objętościowa suchego lodu do osadu 1 : 0,75) na osad czynny nadmierny oraz na przebieg procesu fermentacji metanowej mezofilowej. W wyniku przeprowadzanych badań stwierdzono, że dla osadu nadmiernego niepoddawanego procesowi dezintegracji, wartość ChZT stanowiła średnio 100 mg/dm3 natomiast chemiczno-termiczny proces dezintegracji osadu czynnego nadmiernego, skutkował wzrostem stężenia materii organicznej w cieczy nadosadowej (wyrażonej zmianą wartości rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania tlenu – ChZT) do ok. 1890 mg/dm3. Wykorzystanie zdezintegrowanego osadu i doprowadzenie go do reaktorów fermentacyjnych wpływało, w zależności od jego udziału objętościowego w reaktorach, na produkcję biogazu oraz wydatek. Materiał badawczy z dodatkiem 50% osadu po dezintegracji hybrydowej spowodował najwyższy przyrost produkcji biogazu, w porównaniu do pozostałych próbek – 2,933 dm3, (wydajność lepsza o 15,2%), a najwyższy wydatek osiągnięto w próbce z udziałem 30% objętościowych osadu zdezintegrowanego hybrydowo – 0,482 dm3 /gs.m.org. usuniętej. Zastosowany proces hybrydowy jest łatwy i prosty do implementacji w pełnej skali technicznej, a ponadto, nie wpływa na zmianę wartości pH osadu wprowadzanego do komór fermentacyjnych (suchy lód powoduje neutralizację uprzednio zalkalizowanego osadu).

EN

The use of chemical-thermal disintegration method of activated sludge against anaerobic stabilization contributes to the intensification of the decomposition of organic compounds and the increase of the efficiency of the whole process. The paper presents the results of research on the impact of the hybrid disintegration method, using alkalization (pH ≈ 9) and freezing / thawing with dry ice (dry ice volume 1: 0.75) on the activated sludge properties and the mesophilic fermentation process. As a result of the conducted tests, it was found that for the raw sludge the COD value constituted on average 100 mg/dm3 and the chemical-thermal pretreatment of sludge resulted in an increase of COD value to 1890 mg/dm3. The use of this method of sludge destruction and then them introduction to the fermentation reactors influenced, depending on its volume, on biogas production and biogas yield. The highest increase in biogas production – 2.933 dm3 (better production by 15.2% in comparison to raw sample) was recorded for the sample with addition of 50% of hybrid disintegrated sludge. The highest yield of biogas was achieved in the sample with addition of 30% of hybrid disintegrated sludge – 0.482 dm3 /gdry organic matter removed. The hybrid process of disintegration is easy and simple to implementation in a full technical scale, and moreover, it does not affect on the pH value of sludge introduced into digestion chambers (dry ice neutralizes previously alkaline sludge).

11

Evaluation of the ecological effect of biodegradable waste processing in a comprehensive municipal waste management system

Generowicz Agnieszka

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 1

121--128

EN

Recycling of biodegradable waste is one of the trends in the recovery of organic matter together with its use for reclamation, but most importantly the reduction of biodegradable waste and the reduction of waste for disposal. The paper presents the use of the decision analysis method in the selection of the most advantageous organic recycling solution in a large agglomeration. The proposed method uses the tool of life cycle analysis (LCA) and decisional analysis.

12

Possibilities of obtaining renewable energy in dairy farming

Borek Kinga, Romaniuk Wacław

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 2

9--20

EN

Modern livestock facilities necessary in the production of milk, meat or other animal products should be constructed with environmental protection in mind, while ensuring high quality of production and animal welfare. The high level of mechanization in modern dairy farms, including automated and robotic processes, allows obtaining high quality raw material (e.g. milk), and significantly increasing labor and production efficiency. In addition, the use of photovoltaic (PV) panels, heat recovery from milk and obtaining biogas from the manure fermentation process, contributes to large energy savings on the farm. Excess of natural fertilizers, which are an animal byproduct, can be used as a substrate for methane fermentation. The presented examples of obtaining renewable energy allow improving the economic efficiency of animal production. They also ensure appropriate environmental conditions through the innovative management of natural fertilizers.

PL

Nowoczesne obiekty inwentarskie niezbędne w procesie produkcji mleka, mięsa lub innych produktów, powinny uwzględniać uwarunkowania związane z ochroną środowiska przy zapewnieniu wysokiej jakości produkcji oraz uwzględnieniu dobrostanu zwierząt. Wysoki poziom mechanizacji w nowoczesnych oborach krów mlecznych, w tym automatyzacja i robotyzacja, umożliwiają pozyskanie surowca (np. mleka) o wysokiej jakości, a także pozwalają na znaczący wzrost wydajności pracy i produkcji. Dodatkowo zastosowanie paneli fotowoltaicznych, odzysku ciepła z mleka oraz pozyskiwania biogazu z procesu fermentacji, przyczynia się do dużych oszczędności na energii w gospodarstwie. Nadmiar nawozów naturalnych, powstających w wyniku produkcji zwierzęcej, może być wykorzystywane jako substrat do fermentacji metanowej. Przedstawione w pracy przykłady pozyskania energii odnawialnej umożliwiają poprawienie efektywności ekonomicznej produkcji zwierzęcej, a także zapewnienie odpowiednich warunków środowiskowych przez innowacyjną gospodarkę nawozami naturalnymi.

13

Biogas installations for harvesting energy and utilization of natural fertilisers

Borek Kinga, Romaniuk Wacław

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 1

1--14

EN

Development of innovative technological solutions in animal production should be associated with reduction of greenhouse gases, ammonia emission, and with rational disposal of natural fertilizers. The presented solutions and concepts of biogas acquisition and its disposal as well as a disposal of digestate mass place a need to improve the technological process before the science. The main aim of the presented solutions for the use of methane fermentation of a natural fertiliser in agricultural conditions is their utilization and energy acquisition, in particular for households and farms. When considering the issue of methane fermentation, one should include all favourable fertilization, energy aspects and firstly, the ecological ones. During the methane fermentation, substrates are stabilized due to removal of a large amount of carbon. The only elements that are removed from the system are evolving gases: CH4, CO2 and H2S. During the discussed process, the entire nitrogen is preserved in the organic or ammonia form.

PL

Rozwój innowacyjnych rozwiązań technologii w produkcji zwierzęcej powinien być skojarzony z ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych, a także racjonalnym zagospodarowaniem nawozów naturalnych na cele nawozowe i energetyczne. Przedstawione rozwiązania i koncepcje pozyskania biogazu oraz jego zagospodarowania, a także zagospodarowania masy pofermentacyjnej stawiają przed nauką potrzebę doskonalenia procesu technologicznego. Głównym celem przedstawionych rozwiązań zastosowania fermentacji metanowej nawozu naturalnego w warunkach rolnictwa jest ich utylizacja, jak również pozyskanie energii, zwłaszcza dla gospodarstw rodzinnych i farmerskich. Rozpatrując zagadnienie fermentacji metanowej, należy uwzględnić wszystkie korzystne aspekty nawozowe, energetyczne, a przede wszystkim ekologiczne. Podczas fermentacji metanowej substraty podlegają stabilizacji w wyniku usunięcia dużej ilości węgla. Jedynymi usuwanymi z systemu składnikami są wydzielające się gazy: CH4, CO2 i H2S. W trakcie omawianego procesu cały azot konserwowany jest w formie organicznej lub amoniakalnej.

14

Disintegrating Influence of Sonication on the Excess Sludge Liquification and their Microbiological Indicator

Zawieja Iwona, Brzeska Kinga

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

456--471

EN

The rate of decomposition of organic matter during methane fermentation is limited by the speed of the first phase of this process, called hydrolysis, during which liquefaction process of organic compounds takes place. For the pre-treatment of sludge before methane fermentation, disintegration techniques are used, which depending on the type of energy supplied to the system, can be divided into four groups: chemical, thermal, mechanical, biological methods. An effective method of mechanical disintegration of sewage sludge is the technology associated with the use of ultrasound. The impact of ultrasonic waves distorts the state of balance in the system, leads to better spatial packing of molecules, changing the structure of sewage sludge and their physico-chemical properties. The aim of the study was to determine the disintegrating influence of sonication on the excess sludge liquification expressed as the increase in the soluble chemical oxygen demand (SCOD) value of the modified excess sludge as well as estimating of the microbiological indicators of sonicated sludge. The process of disintegration of excess sludge with the ultrasonic field was carried out with the use of a disintegrator type UD-20 with a vibration frequency of 22 kHz and a maximum output power of 180W. Microbiological analyzes performed for non-modified and disintegrated sludge concerned the number of mesophilic and psychrophilic microorganisms, Salmonella spp bacteria and Escherichia coli type bacteria, which is a pathogenic species. Periodic methane fermentation of excess sludge was carried out for 10 days, in the temperature of 37°C. As a result of subjecting the excess sludge to disintegration with an ultrasonic field, an increase in the degree of liquefaction of sludge was noted, expressed as an increase in the value of soluble chemical oxygen demand (SCOD). For the vibration amplitude of 16μm and sonication time of 300 s about 5-fold increase of SCOD values in relation to initial values was obtained. The highest degree of elimination of the studied groups of microorganisms was noted on the 10th day of the methane fermentation process of modified excess sludge.

PL

Szybkość rozkładu substancji organicznych podczas fermentacji metanowej jest ograniczona szybkością pierwszej fazy tego procesu zwanej hydrolizą, podczas której następuje upłynnienie związków organicznych. W celu wstępnej modyfikacji osadów przed fermentacją metanową stosuje się techniki dezintegracji, które w zależności od rodzaju energii dostarczanej do układu można podzielić na cztery grupy: chemiczne, termiczne, mechaniczne, biologiczne. Skuteczną metodą mechanicznej dezintegracji osadów ściekowych jest technologia związana z zastosowaniem ultradźwięków. Oddziaływanie fal ultradźwiękowych zakłóca stan równowagi w układzie, prowadzi do lepszego przestrzennego upakowania cząsteczek, zmieniając przy tym strukturę osadów ściekowych oraz ich właściwości. Celem badań było określenie dezintegrującego wpływu sonikacji na upłynnienie osadów nadmiernych wyrażone wzrostem wartości rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZTrozp.), a także oszacowanie wskaźników mikrobiologicznych sonifikowanych osadów. Proces dezintegracji osadów nadmiernych polem ultradźwiękowym przeprowadzono przy użyciu dezintegratora typu UD-20 o częstotliwości drgań 22 kHz i maksymalnej mocy wyjściowej 180 W. Analizy mikrobiologiczne przeprowadzone dla osadów niemodyfikowanych i dezintegrowanych dotyczyły określenia liczebności mikroorganizmów mezofilnych i psychrofilnych, bakterii Salmonella spp i bakterii typu Escherichia coli, która jest gatunkiem patogennym. Okresową fermentację metanową osadów nadmiernych prowadzono przez 10 dób, w temperaturze 37°C. W wyniku poddania osadów nadmiernych modyfikacji za pomocą pola ultradźwiękowego odnotowano wzrost stopnia upłynnienia osadów, wyrażony wzrostem wartości rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania na tlen. Dla amplitudy drgań 16 μm i czasu sonikacji 300 s uzyskano około 5-krotny wzrost wartości ChZTrozp. w stosunku do wartości początkowych. Najwyższy stopień eliminacji badanych grup mikroorganizmów odnotowano w 10 dobie procesu fermentacji metanowej modyfikowanych osadów nadmiernych.

15

Analiza pracy cyrkulacyjnego wirnikowego urządzenia do dezintegracji substratów biologicznych przed procesem fermentacji metanowej z zastosowaniem technik CFD

Stępień Michał, Krawczyk Piotr, Mikołajczak Aleksandra, Wołowicz Marcin, Żubrowska-Sudoł Monika

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 9

1442--1444

PL

Zaprezentowano koncepcję cyrkulacyjnego, wirnikowego dezintegratora przeznaczonego do obróbki substratów biologicznych (m.in. osadów ściekowych) przed procesem ich fermentacji metanowej. Prezentowane urządzenie stanowi wersję rozwojową przepływowego dezintegratora hydrodynamicznego. Zaprojektowane urządzenie niszczy strukturę osadów ściekowych oraz innych substratów biologicznych, wykorzystując do tego celu zjawisko kawitacji. Dzięki konstrukcji podwójnego cylindra umożliwia cyrkulację wewnętrzną czynnika, przy jednoczesnym braku wpływu na przepływowy charakter urządzenia. Zaprezentowano również wybrane wyniki obliczeń przepływowych dezintegratora realizowane z wykorzystaniem numerycznej mechaniki płynów. W tym celu przygotowano model matematyczny procesów przepływowych, który zaimplementowano do programu typu CFD (computational fluid dynamics). Do realizacji obliczeń wykorzystano komercyjne oprogramowanie Ansys Fluent. Na podstawie uzyskanych wyników modelowania dokonano analizy pracy urządzenia, w szczególności wpływu prędkości obrotowej na tworzenie się stref obniżonego ciśnienia, kluczowych dla wystąpienia kawitacji, w całej objętości roboczej urządzenia. Zaobserwowano, że proces kawitacji zachodzi w wyprofilowanych kanałach w obszarze wirnika oraz w okolicy podstawy żeber.

EN

Rotational disintegrator was designed for the treatment of bid. substrates (including sewage sludge) before the MeH fermentation. It was a more advanced version of a flow hydrodynamic disintegrator, where cavitation phenomena occurred. They contributed to a breakdown of the structure of sewage sludge and biol. substrates. The internal circulation of the medium did not change the flow character of the system thanks to the double cylinder design. A computational model of the fluid dynamics was developed and then implemented to the com. Ansys Fluent software. The rotational speed was found to be crucial for decreasing the pressure needed for the cavitation occurred in channels milled in the rotor volume and in the areas around the base of the ribs.

16

Charakterystyka i metody zagospodarowania masy pofermentacyjnej powstającej w biogazowniach

Urbanowska Agnieszka, Kotas Paulina, Kabsch-Korbutowicz Małgorzata

Ochrona Środowiska

|

2019

|

Vol. 41, nr 1

39--45

PL

Poszukiwanie nowych źródeł czystej energii będzie powodować wzrost liczby biogazowni, a przez to ilości powstających w nich odpadów w postaci masy pofermentacyjnej. Dodatkowo proces fermentacji metanowej jest coraz częściej stosowaną metodą przeróbki frakcji organicznej odpadów komunalnych oraz osadów powstających w oczyszczalniach ścieków. Przetwarzanie, magazynowanie oraz transport ciekłego odpadu, jakim jest pozostałość pofermentacyjna, powstającego w biogazowniach przysparza wielu problemów, których zlekceważenie prowadzić będzie nie tylko do strat ekonomicznych, a także do degradacji środowiska. W pracy scharakteryzowano racjonalne metody zagospodarowania masy pofermentacyjnej powstającej w biogazowniach, poprzez odzyskiwanie z niej wody oraz substancji odżywczych, które mogą być wykorzystane rolniczo, bez potrzeby ich magazynowania. Ze względu na postępujący deficyt wody w rolnictwie, coraz częściej masę pofermentacyjną zaczyna się traktować nie tylko jako alternatywny nawóz, ale także jako potencjalne źródło wody. Zastosowanie odzyskanej wody do nawadniania upraw wymaga takiego jej oczyszczenia, aby zanieczyszczenia pochodzące z fermentowanej biomasy nie powracały do środowiska. Obiecujące rezultaty w tym zakresie mogą zapewnić procesy membranowe.

EN

The quest for new clean energy sources will result in growing numbers of biogas plants and, as an implication, rising amount of waste produced in the form of a digestate. Additionally, methane fermentation becomes a growingly popular treatment method of the organic fraction of both municipal waste as well as the precipitate from wastewater treatment plants. Treatment, storage, and transport of liquid waste, such as digestate from biogas plants involve numerous challenges. Not only may ignoring them lead to economic losses but also it may cause environmental degradation. The paper discusses efficient methods for digestate management through recovery of water and nutrients that can be then utilized in the agriculture thus eliminating the temporary storage requirement. Due to increasing water deficit in agriculture, the digestate often serves not only as an alternative fertilizer but also as a source of water. Application of the reclaimed water to crop irrigation requires its proper treatment preventing contaminants from coming back to the environment. Membrane processes could deliver promising results here.

17

Integrated anaerobic digestion and gasification processes for upgrade of ethanol biorefinery residues

Nogueira Nakashima Rafael, Flórez-Orrego Daniel, Oliveira, Jr Silvio de

Journal of Power Technologies

|

2019

|

Vol. 99, nr 2

104--114

EN

The upgrading of the biorefineries residues is a possible way to increase the overall process efficiency while attaining economical revenues from wastes that otherwise would be discarded. In this sense, anaerobic digestion and gasification represent interesting alternatives to convert organic residues into biofuels, electricity or other bioproducts. However, few studies have explored energy integration possibilities between those options or evaluated various final product pathways. Thus, in this work, various scenarios aimed at capitalizing the main residues of the sugarcane ethanol industry (vinasse and bagasse) are investigated. Two process layouts combining anaerobic digestion and gasification are proposed for each desired product (methane, hydrogen or power). The highest exergy efficiency (48%) was obtained for the configuration focused on methane production and using a combined cycle, since it requires fewer resources and separation steps to convert feedstock into exportable products. On the other hand, exergy was primarily destroyed in vinasse disposal, since a significant fraction of its organic wastes are inert to anaerobic digestion, followed by the bagasse gasifier and utility systems, due to the irreversible reactions occurring in these processes. In short, this study points to some improvement opportunities and reinforces the advantages of the waste capitalization concept.

18

Mikrobiogazownia w gminnej oczyszczalni ścieków : przykład zastosowania instalacji BIOLECTRIC w oczyszczalni o przepływie 2000 m3/dobę

Orzech Adam, Woroszyłło Witold

Forum Eksploatatora

|

2019

|

Nr 4 (103)

70-71

PL

Mniejsze, tj. małe i średnie, gminne lub miejskie oczyszczalnie ścieków komunalnych o przepustowości od 500 do 2000 (a nawet 3000) m3/d także mogą wykorzystywać fermentację metanową do podniesienia swojej efektywności ekonomicznej i skutecznego zagospodarowania osadów ściekowych. Rozwój technologii oraz racjonalizacja nakładu inwestycyjnego umożliwiły przesunięcie umownego progu, czyli skali (wielkości/przepustowości) oczyszczalni, przy które zapewniona jest opłacalność zastosowania biogazowni w oczyszczalni ścieków.

19

Pozyskanie energii odnawialnej w produkcji zwierzęcej oraz odzysk ciepła

Romaniuk Wacław, Borek Kinga

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2019

|

R. 54, nr 4

20--26

PL

Wysoki poziom mechanizacji w nowoczesnych oborach krów mlecznych, w tym automatyzacja i robotyzacja, umożliwiają pozyskanie surowca (np. mleka) o wysokiej jakości, a także pozwalają na znaczący wzrost wydajności pracy i produkcji. Dodatkowo, zastosowanie paneli fotowoltaicznych, odzysku ciepła z mleka oraz pozyskiwania biogazu z procesu fermentacji przyczynia się do dużych oszczędności energii w gospodarstwie. Nadmiar nawozów naturalnych, powstających w wyniku produkcji zwierzęcej, może być wykorzystywany jako substrat do fermentacji metanowej.

EN

The high level of mechanization in modern barns, including automation and robotization, enable obtaining high quality raw material (e.g. milk), as well as allow for a significant increase in labor and production efficiency. In addition, the use of photovoltaic panels, heat recovery from milk and obtaining biogas from the fermentation process, contributes to large energy savings on the farm. Excess natural fertilizers resulting from animal production can be used as a substrate for methane fermentation.

20

The course of the methane fermentation process of dry ice modified excess sludge

Zawieja Iwona Ewa

Archives of Environmental Protection

|

2019

|

Vol. 45, no. 1

50--58

EN

The essence of the methane fermentation course is the phase nature of changes taking place during the process. The biodegradation degree of sewage sludge is determined by the effectiveness of the hydrolysis phase. Excess sludge, in the form of a flocculent suspension of microorganisms, subjected to the methane fermentation process show limited susceptibility to the biodegradation. Excess sludge is characterized by a significant content of volatile suspended solids equal about 65 ÷ 75%. Promising technological solution in terms of increasing the efficiency of fermentation process is the application of thermal modification of sludge with the use of dry ice. As a result of excess sludge disintegration by dry ice, denaturation of microbial cells with a mechanical support occurs. The crystallization process takes place and microorganisms of excess sludge undergo the so-called “thermal shock”. The aim of the study was to determine the effect of dry ice disintegration on the course of the methane fermentation process of the modified excess sludge. In the case of dry ice modification reagent in a granular form with a grain diameter of 0.6 mm was used. Dry ice was mixed with excess sludge in a volume ratio of 0.15/1, 0.25/1, 0.35/1, 0.45/1, 0.55/1, 0.65/1, 0.75/1, respectively. The methane fermentation process lasting for 8 and 28 days, respectively, was carried out in mesophilic conditions at 37°C. In the first series untreated sludge was used, and for the second and third series the following treatment parameters were applied: the dose of dry ice in a volume ratio to excess sludge equal 0.55/1, pretreatment time 12 hours. The increase of the excess sludge disintegration degree, as well as the increase of the digestion degree and biogas yield, was a confirmation of the supporting operation of the applied modification. The mixture of reactant and excess sludge in a volume ratio of 0.55/1 was considered the most favorable combination. In relation to not prepared sludge for the selected most favorable conditions of excess sludge modification, about 2.7 and 3-fold increase of TOC and SCOD values and a 2.8-fold increase in VFAs concentration were obtained respectively. In relation to the effects of the methane fermentation of non-prepared sludge, for modified sludge, about 33 percentage increase of the sludge digestion degree and about 31percentage increase of the biogas yield was noticed.

PL

Istotą przebiegu fermentacji metanowej jest fazowy charakter przemian zachodzących w trakcie procesu. Stopień biodegradacji osadów ściekowych zależy od skuteczności fazy hydrolizy. Osady nadmierne występujące w postaci kłaczkowatej zawiesiny drobnoustrojów, poddawane procesowi fermentacji metanowej, wykazuje ograniczoną podatność na biodegradację. Osady nadmierne charakteryzują się znaczną około 65 ÷ 75% zawartością substancji organicznych. Obiecującym rozwiązaniem technologicznym pod względem zwiększenia efektywności procesu fermentacji jest zastosowanie modyfikacji osadów nadmiernych suchym lodu. W wyniku dezintegracji osadów nadmiernych suchym lodem zachodzi denaturacja komórek drobnoustrojów o podłożu mechanicznym. Zachodzi proces krystalizacji, a mikroorganizmy osadu nadmiernego ulegają tak zwanemu „szokowi termicznemu”. Celem badań było określenie wpływu dezintegracji osadów nadmiernych suchym lodem na przebieg procesu fermentacji metanowej modyfikowanych osadów. W przypadku modyfikacji suchym lodem zastosowano reagent w postaci granulatu o uziarnieniu 0,6 mm. Suchy lód zmieszano z osadem nadmiernym w stosunku objętościowym odpowiednio 0,15/1, 0,25/1, 0,35/1, 0,45/1, 0,55/1, 0,65/1, 0,75/1. Proces fermentacji metanowej trwający 8 i 28 dób prowadzono w warunkach mezofilowych w 37°C. W pierwszej serii zastosowano niepreparowane osady nadmierne, a w kolejnej mieszaninę suchego lodu i osadów nadmiernych w stosunku objętościowym wynoszącym 0,55/1, czas wstępnej obróbki 12 godzin. Uzyskany wzrost stopnia przefermentowania osadów i efektywności produkcji biogazu jest potwierdzeniem wspomagającego działania zastosowanej modyfikacji. Mieszaninę reagenta i osadów nadmiernych w stosunku objętościowym 0,55/1 uznano za najkorzystniejsze połączenie. W odniesieniu do niepreparowanych osadów nadmiernych, dla wybranych warunków dezintegracji uzyskano odpowiednio około 2,7- i 3-krotny wzrost wartości całkowitego węgla organicznego, rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania na tlen oraz 2,8-krotny wzrost stężenia lotnych kwasów tłuszczowych. W odniesieniu do efektów fermentacji metanowej niepreparowanych osadów nadmiernych, w przypadku osadów modyfikowanych odnotowano około 33% wzrost stopnia przefermentowania i około 31% wzrost wartości jednostkowej produkcji biogazu.