Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Eksploatacja dmuchaw i dyfuzorów w małych oczyszczalniach ścieków z osadem czynnym

Błażejewski Ryszard

Technologia Wody

|

2023

|

Nr 2 (80)

12-18

PL

W artykule porównano parametry techniczne dmuchaw stosowanych w małych oczyszczalniach ścieków, ze szczególnym uwzględnieniem ich sprawności energetycznej. Przedstawiono również uwagi odnośnie do eksploatacji dyfuzorów drobnopęcherzykowych w kontekście ich obrastania i zwiększania oporności hydraulicznej perforowanych membran.

EN

The article compares technical parameters of blowers used in smali sewage treatment plants, with particular emphasis on their energy efficiency. Comments on the operation and maintenance of fine-bubble diffusers in the context of fouling and increasing the hydraulic resistance of perforated membranes are also presented.

2

Effects of propeller fouling on the hydrodynamic performance of a marine propeller

Zinati Ali, Ketabdari Mohammad Javad, Zeraatgar Hamid

Polish Maritime Research

|

2023

|

nr 4

61--73

EN

Propeller performance is typically considered under clean conditions, despite the fact that fouling is an inevitable phenomenon for propellers. The main objective of this study is to investigate the effects of roughness due to fouling on the performance of a propeller using a CFD simulation in conjunction with the roughness function model. A simulation of a clean propeller is verified for a five-blade propeller model using existing experimental results. A roughness function model is then suggested based on existing measured roughness data. The simulations are extended for the same propeller under varying severities of roughness. Initially, it is concluded that KT and ηo gradually decrease with increasing fouling roughness, while KQ increases, compared to smooth propeller. For instance, at J=1.2 for medium calcareous fouling, KT is reduced by about 26%, KQ increases by about 7.0%, and ηo decreases by 30.9%. In addition, for the rough propeller, the extra power required is defined as the specific sea margin (SSM) to compensate for the power loss. A slight roughness causes a large decrease in ηo. A propeller painted with foul-release paint and an unpainted propeller are found to require 2.7% SSM and 57.8% SSM over four years of service, respectively. Finally, the use of foul-release paints for propeller painting is strongly advised.

3

WWTP effluent treatment with ultrafiltration with different mixed matrix nanocomposite membranes : comparison of performance and fouling behavior

Kamińska Gabriela

Archives of Environmental Protection

|

2022

|

Vol. 48, no. 4

35--44

EN

Polymer mixed-matrix nanocomposite membranes were prepared by a wet-phase inversion method and used in ultrafiltration processes to treat wastewater treatment plant effluent spiked with organic micropollutants. The effects of halloysite (Hal), TiO2, and functionalized single-walled carbon nanotube (SWCNT-COOH) nanofillers on the treatment efficiency, permeability loss, and fouling behavior of polyethersulfone (PES) membranes were investigated and compared with those of a pristine PES membrane. The nanocomposite membranes exhibited lower porosity and stronger negative surface charge because of the added hydrophilic nanofillers. The PES-Hal membrane achieved the optimal balance of permeability and micropollutant removal owing to enhanced pollutant adsorption on the membrane surface and the creation of an easily removable cake layer (i.e., reversible fouling). The PES-SWCNT-COOH membrane demonstrated the highest treatment efficiency, but also the high permeability loss. In contrast, PES-TiO2 exhibited excellent antifouling properties, but poorer treatment capabilities.

PL

Celem pracy było porównanie zdolności separacyjnych i tendencji do foulingu trzech membran nanokompozytowych podczas oczyszczania odpływu z oczyszczalni, który domieszkowano mikrozanieczyszczeniami organicznymi. Membrany nanokompozytowe typu mieszana matryca preparowano metodą inwersji. Membrany nankomopomozytywe domieszkowano haloizytem, nanotlenkiem ditytanu lub jednościennymi nanorurkami węglowymi funkcjonalizowanymi grupami karboksylowymi (SWCNT-COOH). Membrany nanokompozytowe charakteryzowały się niższą porowatością i silniejszym ujemnym ładunkiem powierzchniowym dzięki dodaniu hydrofilowych nanowypełniaczy. Membrana PES-Hal została uznana za najbardziej korzystną pod względem wydajności hydraulicznej i współczynników retencji mikrozanieczyszczeń. Było to wynikiem zwiększonej adsorpcji zanieczyszczeń na powierzchni membrany i tworzeniu łatwo usuwalnej warstwy placka (tj. oporu wywołanego foulingiem odwracalnym). Membrana PES-SWCNT-COOH charakteryzowała najwyższymi współczynnikami retencji, ale również dużą utratą przepuszczalności. Natomiast PES-TiO2 wykazywała doskonałe właściwości przeciwporostowe, ale słabsze właściwości separacyjne względem badanych mikrozanieczyszczeń.

4

Experimental study of the solid fouling effect on the air-cooled apparatus characteristics

Morozyuk Larisa, Sokolovska-Yefymenko Viktoriia, Moshkatiuk Andrii, Hrudka Bohdan

Science, Technology and Innovation

|

2021

|

Vol. 12, no. 1

1--9

EN

External fouling on the heat exchange surface of air-cooled apparatus are formed during operation, which leads to a significant increase in energy consumption and deviations from the optimal operating mode of the entire system. This phenomenon is a problem for all energy conversion systems. This paper presents the experimental study results of a complex of a commercial cooled object with real fouling on the air condenser surface. To study the effect of fouling, an experimental bench was developed – a single-stage refrigerating machine that provides cold supply to a thermostatic chamber. Three types of fouling were used: sand, fluff and dust. Fouling were picked from the operating condensers and identical in the type of heat exchange surface to the experimental sample. With a change in the quantitative and qualitative composition of the fouling, the air condenser thermal and aerodynamic characteristics and the energy efficiency of the machine as a whole were determined. The experiment showed that at maximum fouling of the heat exchange surface with sand and fluff, air movement stops. This means that at a certain thickness of sand and fluff layer, an air impermeable dense structure is formed. Dust with the same form of filling the free space for the flow remains permeable to air. Experiments showed that the qualitative composition of the fouling is the main factor that determines the heat exchanger performance. It was found that from the experimental set of fouling, roadside dust has the greatest negative effect on the condenser characteristics and the machine as a whole. The aerodynamic properties of the heat exchanger depend to some extent on the qualitative composition of the fouling. As a conclusion, it was suggested that the process nature of air flow passing through the investigated fouling can be described as gas flows in porous media.

5

Problem uszkodzeń, konserwacji i renowacji membran wysokociśnieniowych w instalacjach odwróconej osmozy

Marjanowski Jan, Sadaj Maciej

Instal

|

2021

|

nr 2

6--12

PL

Wysokociśnieniowe technologie membranowe, szczególnie odwróconej osmozy, mają szerokie zastosowanie w uzdatnianiu wód przeznaczonych do spożycia przez ludzi, do kotłów i układów chłodzenia, a przede wszystkim w technologiach recyklingu wód procesowych. Równie istotną kwestią, co dobór odpowiedniej instalacji do procesu RO, jest odpowiednia jej eksploatacja, uwzględniająca utrzymanie jakości wody zasilającej wg wymagań producenta, a także dobór przepływów, ciśnień, dobór odpowiedniego antyskalanta. W eksploatacji membran konieczna jest także ich konserwacja w okresie postoju oraz okresowa renowacja wiążąca się z chemicznym czyszczeniem membran. Działaniami tymi nie da się całkowicie wyeliminować procesów foulingu i scalingu, jednak można je znacząco spowolnić, co pozwala na długoletnią, efektywną kosztowo eksploatację z jak najniższym zużyciem energii oraz jak najwyższym procentem odzyskanej wody.

EN

High pressure membrane technologies, especially reverse osmosis, are widely used in treatment or water for purposes of drinking, boilers and cooling systems and most of all in technologies of recycling process water. The selection of an appropriate RO system for a given process is equally important as its proper operation, taking into consideration maintaining of feed water quality according to manufacturer's requirements, as well as selection of flows, pressures and suitable antiscalant. During membranes operation it is necessary to maintain them during downtime and perform periodic renovation involving chemical cleaning of membranes. Processes of fouling and scaling cannot be completely eliminated, but they can be significantly slowed down, allowing long-term, cost-effective operation while maintaining the lowest energy consumption possible and simultaneously achieving highest possible percentage of recovered water.

6

Preparowanie, struktura i właściwości membran nanokompozytowych wytwarzanych metodą inwersji faz

Adamczak Michał, Kamińska Gabriela, Bohdziewicz Jolanta

Polimery

|

2019

|

T. 64, nr 3

173--180

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczącej wytwarzania, struktury i właściwości membran preparowanych z roztworów polimerowych modyfikowanych nanocząstkami. Dodatek nanomateriałów wpływa na budowę strukturalną i właściwości fizykochemiczne, a także właściwości transportowo-separacyjne wytworzonych membran. Przedstawiono stan najnowszej wiedzy na temat membran nanokompozytowych wytwarzanych za pomocą inwersji faz.

EN

Preparation, structure and properties of nanocomposite membranes prepared by phase inversion The article is a review of the literature related to the techniques of preparation, structure and properties of the membranes obtained from polymer solutions modified with nanoparticles. The incorporation of nanomaterials influences the structure and physicochemical properties as well as transport and separation characteristics of the produced membranes. The current state-of-the-art in the field of polymer nanocomposite membranes prepared by phase inversion is presented.

7

Influence of Liquid Hydroxide Based Additives on Suppression of Slag Formation in Granulation Furnaces

Nadkanska Hana, Zavada Jaroslav, Blazek Vladislav, Mudrunka Jaroslav

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1/2

341--346

EN

The article deals with the possibility of limiting slag formation in specific heating plant boilers by adding an additive to the batch. The possibilities of reducing slag formation in energy boilers have already been investigated in laboratory conditions where the addition of the NALCO 8270 additive has not led to demonstrable results [13]. X-ray diffraction and X-ray fluorescence of slag samples collected from granulation boilers were performed within the experiment. Furthermore, calculations of the efficiency of the boilers operated in the heat plant were performed using the indirect method. The efficiency was calculated for boilers without dosing and with additive dosing. The results show that using the additive increases the efficiency of the boiler by about 1%.

PL

W artykule przedstawiono możliwość ograniczenia tworzenia się żużla podczas spalania w kotłach grzewczych poprzez dodatki do wsadu. Możliwości ograniczenia powstawania żużla w kotłach energetycznych zostały już zbadane w warunkach laboratoryjnych, w których dodanie dodatku NALCO 8270 nie doprowadziło do pozytywnych wyników [13]. W ramach eksperymentu przeprowadzono dyfrakcję rentgenowską i fluorescencję rentgenowską próbek żużla pobranych z kotłów. Ponadto obliczenia wydajności kotłów pracujących w ciepłowni przeprowadzono metodą pośrednią. Wydajność obliczono dla kotłów bez dozowania i z dozowaniem dodatków. Wyniki pokazują, że dodatek zwiększa wydajność kotła o około 1%.

8

Separacja wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych na membranie ultrafiltracyjnej modyfikowanej nanorurkami węglowymi

Kamińska G., Bohdziewicz J.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 4

37--42

PL

Porównano właściwości oraz potencjał separacyjny i podatność na zjawisko blokowania trzech membran ultrafiltracyjnych. Przedmiotem badań były membrana komercyjna UE50 oraz dwie wytworzone w warunkach laboratoryjnych membrany – polieterosulfonowa (PES) oraz polieterosulfonowa modyfikowana nanorurkami węglowymi z grupami hydroksylowymi (PES-SWCNT-OH). Potencjał separacyjny membran określono względem wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych – kofeiny, bisfenolu A i pentachlorobenzenu. Wykazano, że stopień eliminacji tych związków zależał głównie od ich właściwości fizyczno-chemicznych. Skuteczność usuwania związków o wysokiej hydrofobowości, tj. bisfenolu A i pentachlorobenzenu była zdecydowanie większa niż hydrofilowej kofeiny. Ponadto stwierdzono, że za efekt separacji mikrozanieczyszczeń odpowiadało zjawisko adsorpcji na membranie modyfikowanej nanorurkami węglowymi, które zwiększały jej pojemność adsorpcyjną. Wszystkie badane membrany ultrafiltracyjne charakteryzowały się mniejszą skutecznością separacyjną wraz ze wzrostem ciśnienia transmembranowego. Przy wyższych ciśnieniach transport masy przez membranę był szybszy, co skutkowało krótszym czasem kontaktu mikrozanieczyszczeń z membraną. Badania wykazały, że powierzchnia modyfikowanej membrany ultrafiltracyjnej ulegała mniejszemu blokowaniu niż powierzchnia membrany komercyjnej UE50. Za przyczynę lepszej odporności modyfikowanej membrany na to zjawisko uznano większą chropowatość jej powierzchni objawiającą się występowaniem licznych wypustek, co utrudniało powstawanie równomiernej warstwy osadu. Za istotny należy również uznać fakt, że membrana była modyfikowana nanorurkami węglowymi z grupami tlenowymi, co nadało jej bardziej hydrofilowy charakter. Właściwość ta ograniczała podatność membrany na blokowanie, gdyż zmniejszała siłę oddziaływań hydrofobowych między powierzchnią a usuwanymi zanieczyszczeniami.

EN

This study compares retention characteristics and retention potential as well as antifouling properties of three ultrafiltration membranes. The commercial membrane UE50 and two membranes produced under laboratory conditions – polyethersulfone membrane (PES) and polyethersulfone membrane modified with hydroxyl-functionalized carbon nanotubes (PES-SWCNT-OH) – were selected for the research. Retention potential was determined for selected organic micropollutants, i.e. caffeine, bisphenol A and pentachlorobenzene. It was determined that removal degree of micropollutants depended mainly on their physicochemical properties. Removal efficacy of highly hydrophobic substances, i.e. bisphenol A and pentachlorobenzene was significantly higher than of hydrophilic caffeine. Furthermore, it was found that adsorption played a key role in the micropollutant removal and the process was more intense on the modified membrane as nanotubes enhanced sorption capacity of the membrane. For all the ultrafiltration membranes studied, the retention of micropollutants decreased with an increase of the transmembrane pressure. At higher pressures, mass transport through the membrane was faster and resulted in shorter contact time between the micropollutants and membrane. Moreover, the modified ultrafiltration membrane had better antifouling properties compared to the commercial membrane UE50. It was an effect of its rougher surface with multiple protrusions, which interfered with even sediment layer formation. Importantly, the membrane was modified with hydroxyl-functionalized carbon nanotubes, which added to its hydrophilic character. The same it improved the antifouling properties of the membrane by weakening the hydrophobic interactions between the membrane surface and target pollutants.

9

Influence of scale deposition on maintenance of injection molds

Poszwa P., Szostak M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 1

39--45

EN

The cooling system of an injection mold serves a substantial role in the process of plastic injection. It is responsible for efficient dissipation of heat from the injection mold, generated by the plasticized material which during the injection phase is introduced into the mold. Apart from rapid heat dissipation, it is important to achieve uniform distribution of temperatures on the surface of the molding cavity. This study focuses on the phenomenon of lime scale deposition in injection mold cooling systems. Lime scale deposition results in reduction of the cooling canal’s section diameter, as well as a clear reduction in cooling efficiency due to its lowered thermal conductivity. The study specifies the influence of many factors (geometry of the cooling system and molded piece, coolant temperature, type of plastic material) on the utilization of the injection mold as a result of the occurrence of lime scale in the cooling system. The conducted numerical simulations have allowed to account for the impact of the deposit layer’s thickness on the distribution of temperatures on the molding cavity’s surface, the average injection mold temperature, as well as the time required to solidify the plastic material products.

PL

Układ chłodzenia formy wtryskowej odgrywa niebagatelną rolę w procesie wtryskiwania tworzyw sztucznych. Odpowiada on za sprawny odbiór ciepła z formy wtryskowej dostarczonego przez uplastycznione tworzywo, które w fazie wtrysku jest wprowadzone do formy. Oprócz szybkiego odbioru ciepła istotne jest, aby rozkład temperatury na powierzchni gniazda formującego był równomierny. W niniejszej pracy skupiono się na zjawisku osadzania się kamienia w układach chłodzących form wtryskowych. Kamień powoduje zarówno zwężenie przekroju kanału chłodzącego, jak i wyraźny spadek wydajności chłodzenia ze względu na jego niską przewodność cieplną. W pracy określono wpływ wielu czynników (geometria układu chłodzenia oraz wypraski, temperatura cieczy chłodzącej, rodzaj tworzywa) na eksploatację formy wtryskowej w wyniku pojawienia się kamienia w układzie chłodzącym. Przeprowadzone symulacje numeryczne pozwoliły uwzględnić wpływ grubości warstwy osadu na rozkład temperatury na powierzchni gniazda formującego, średnią temperaturę formy wtryskowej, a także czas potrzebny do zestalenia wyrobów produkowanych z tworzyw sztucznych.

10

Ceramic membrane fouling in ultrafiltration process of chicken egg white aqueous solution

Borysiak M., Gabruś E.

Chemical and Process Engineering

|

2018

|

Vol. 39, nr 3

295-–308

EN

This paper presents an experimental study on chicken egg white solution ultrafiltration, where membrane fouling has been the main point of concern. Separation process has been performed with a 150 kDa tubular ceramic TiO2/Al2O3 membrane. The operating parameters have been set as follows: transmembrane pressure 105–310 kPa, cross-flow velocity 2.73–4.55 m/s, pH 5 and constant temperature of 293 K. Resistance-in-series model has been used to calculate total resistance and its components. The experimental data have been described with four pore blocking models (complete blocking, intermediate blocking, standard blocking and cake filtration). The results obtained show that the dominant fouling mechanism is represented by cake filtration model.

11

Methods for regeneration and storage of ceramic membranes

Zielińska A.

Acta Innovations

|

2018

|

no. 28

72--81

EN

Ceramic membranes are among one of the most promising candidates for membrane applications, owing to their excellent resistance to mechanical, chemical, and thermal stresses. These advantages make them an attractive filter material. An additional benefit which is extremely important for the industry, is their possibility of continuous operation at high efficiency while maintaining constant transmembrane pressure. Due to the inorganic material from which they are made, ceramic membranes have the possibility of being cleaned by steam sterilization and are resistant to micro-organisms. Although, due to low production costs, ceramic membranes are one of the most cost-effective membrane filtration technologies they are prone to substantial fouling. When used, a layer of contaminants is formed on the active surface, often reducing or completely filling the membrane pores resulting in fouling and concentration polarization. These phenomena cause a decreased efficiency of the process, which leads to the need for the membrane to be replaced with a new one. However, ceramic membranes have the possibility of being regenerated through a series of activities and the use of various chemical agents. The use of regenerated membranes would provide the opportunity to reduce exploitation costs. Although membrane regeneration does not guarantee a return to the initial parameters, it does allow for the recovery of high permeation flow. The aim of the research was to compare operating parameters of the ceramic membranes after multiple use and longtime storage with different condition of storage.

12

Investigations of the mechanism of the fouling in microgranular adsorptive filtration

Malczewska B.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 35

137--140

EN

The application of microgranular adsorptive filtration (μGAF) has been successfully used in conjunction with membrane filtration. It proves to be efficient not only in removal of natural organic matter (NOM) but also it significantly reduces the extent of fouling. There are a few mathematical models evaluated to understand the underlying mechanism of fouling. This paper describes a method of predicting filtration capacities using constant flow datasets collected when μGAF was applied. The results suggest that the behaviour of fouling in microgranular adsorptive filtration system varies between different filtration operations and natural water quality. In analysed case the mechanism of pores blocking can be described by the complete blocking mechanism.

PL

Mikro-ziarnowa adsorpcyjna filtracja (μGAF) jest z powodzeniem stosowana w połączeniu z filtracją membranową. Metoda ta jest skuteczna nie tylko w usuwaniu naturalnych substancji organicznych (NOM), ale również znacznie zmniejsza stopień zatkania się podczas filtracji porów membrany (proces foulingu). Aby zrozumieć zjawisko foulingu, opracowano kilka modeli matematycznych. W niniejszej pracy opisano mechanizm blokowania porów podczas μGAF filtracji. Uzyskane wyniki dają podstawy do przypuszczeń, że w zależności od zastosowanego systemu oraz właściwości chemicznych i fizycznych filtrowanej wody różne modele matematyczne mogą mieć zastosowanie. W analizowanym przypadku mechanizm blokowania porów najlepiej opisuje model całkowitego zatykania porów.

13

The possibility for the use of ultrafiltration for the treatment of potato processing water

Janiszewska J., Rajewska P.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2017

|

no. 4

131--139

EN

The legal regulations governing the water and wastewater management in enterprises and the announcements of their changes have been discussed. Potato processing water (PPW), resulted from potato chips processing line, was examined. The possibility of PPW treatment using ultrafiltration was investigated. A laboratory filtration plant and polysulfone flat sheet membranes (cut-off - 100 kDa; effective surface area - 1.4·10-2 m2 ) were used. Filtration was carried out in a cross flow system at 2 and 4 bar operating pressures. The formation of the fouling layer was minimized by applying centrifugation prior to the filtration process and washing the membrane with NaOH and H2O2 solutions. The use of ultrafiltration for the treatment of examined PPW decreased the turbidity and total suspended solids by 97-100% and other determined physico-chemical parameters by 12-96%. Możliwość zastosowania ultrafiltracji do oczyszczania ścieków przemysłu ziemniaczanego

PL

W pracy przedstawiono przepisy prawne dotyczące gospodarki wodno-ściekowej w przedsiębiorstwach przemysłowych oraz zapowiedzi ich zmian. Badano możliwość zastosowania do oczyszczania ścieków przemysłowych procesu ultrafiltracji. Oczyszczaniu poddano poużytkowe ścieki ziemniaczane emitowane w procesie produkcji chipsów ziemniaczanych. W badaniach stosowano laboratoryjną instalację filtracyjną i płaskie membrany polisulfonowe (punkt odcięcia - 100 kDa, efektywna powierzchnia filtracyjna - 1,4·10-2 m2 ). Filtrację prowadzono w układzie „krzyżowym” przy ciśnieniu roboczym 2 i 4 bary. Powstawanie warstwy foulingowej ograniczano poprzez zastosowanie wirowania przed procesem filtracji oraz mycie membrany z użyciem roztworów NaOH i H2O2 . Zastosowanie ultrafiltracji do oczyszczania badanych ścieków pozwoliło na zmniejszenie mętności i zawiesiny ogólnej o 97-100% oraz innych oznaczanych parametrów fizykochemicznych o 12-96%.

14

The assessment of surface layers texture of the fouling gathered on the heat transfer surfaces within regenerative feedwater heat exchangers

Hajduk T.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 4

55--60

EN

The fouling presence on the heat transfer surfaces, both on the waterside and the steam side of the steam power plants heat recovery exchangers usually leads to the loss of their heat transfer capacities. This loss appears owing to the high value of heat resistance of fouling. Furthermore, these deposits are most often formed with irregularities in the surface layers. These textures are usually characterized by a varied, often stochastic and difficult to define, geometric structures. The most common measure of their inequalities is the roughness parameter describing the surface geometry. The fouling surface layer texture can, on one hand, cause enhancement of the heat transfer process, but on the other hand, it may contribute to an additional increase in thermal degradation of the heat exchanger. Many experimental studies have shown that the greater the unevenness of the heat transfer surface on the waterside of a given heat transfer device, the smaller increase in the thermal resistance of the impurities over time, thereby increasing the amount of heat transferred. It should be emphasized, however, that the rise in roughness results in an increase in the heat transfer coefficient, while simultaneously intensifying the flow resistance of the working medium. Taking into account the heat transfer surface by steam side, the increase in the roughness promotes the formation of a thicker condensate layer, thus impairing the condensate drainage organization. It can be explained by the fact that deposits settle in a sort of quasi-rib effect, although with undefined ribbed grid, it may lead to the overflow of inter-finned passages. The article shows the previously mentioned phenomena and also presents the descriptive quantities for the fouling surface layer texture, based on the results of the author’s own experimental research.

15

The Influence of the Ash from the Biomass on the Power Boiler Pollution

Kowalczyk-Juśko A.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 6

200--204

EN

Manufacturing units, which use biomass for combustion and co-firing, are obliged to gradually increase the amount of biomass from agricultural sources in place of timber biomass from forests. Many different species of trees that grow on arable land, bushes, grasses or perennials can be used for energy purposes. A huge variety of plants that give biomass useful in the power industry, is connected with a large diversity of physical characteristics (hardness, specific gravity, moisture content, porosity) and chemical composition. It significantly affects not only the calorific value of biomass but also the condition of the boilers in which it is burnt. This paper presents the results of the research concerning the influence of the process of combustion biomass from seven plant species on the boilers fouling on the basis of ash chemical composition. The indicators used for the analysis were as follows: boilers slagging, the tendency of fuel to form impurities, sintering and agglomeration. A significant variation in the content of alkalies was shown that cause the formation of sediment on the boilers heating surfaces. The smallest risk of heating boilers fouling is associated with perennial grasses incineration, especially the ones from the Miscanthus species that contain significant quantities of silicon monoxide, which is responsible for the heating surfaces erosion. The usage of polycarpic plants, such as Virginia mallow or Jerusalem artichoke, may cause pollution deposition and reduce the efficiency of boilers to the greatest degree. Because the biomass of different plant species exhibits the diversity of energy parameters and tendencies to foul boilers, there is a need to select the material to the combustion carefully. Moreover, blends of biomass raw materials (or biomass with coal) should be composed so that they are adapted to the boiler parameters and to the conditions of the combustion process.

16

Effect of PAC on MBR performance during the treatment of synthetic wastewater containing organic compounds

Marszałek A., Bohdziewicz J., Puszczało E.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 3

127--133

EN

The aim of this study was to determine the effect of powdered activated carbon on fouling intensity of capillary membranes working in the submerged membrane bioreactor during the treatment of synthetic municipal wastewater loaded with organic compounds. The research were carried out in a membrane bioreactor including a capillary ultrafiltration module made of polyethersulfone. The feed used in the presented study was synthetic municipal wastewater which was prepared in order to include high organic content. Moreover, the volumetric flux of the treated wastewater and the percentage of reversible and irreversible fouling were determined. It was found that activated carbon addition to a membrane bioreactor (MBR) treating wastewater reduced irreversible fouling. The volumetric flux of the treated wastewater for PAC-assisted MBRs was higher by approximately 40% as compared to the volumetric flux of the treated wastewater without any sorbents.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie wpływu dodatku sproszkowanego węgla aktywnego na intensywność zjawiska foulingu membran kapilarnych zanurzonych w bioreaktorze membranowym podczas oczyszczania syntetycznych ścieków komunalnych obciążonych związkami organicznymi. Badania prowadzono w bioreaktorze membranowym z zanurzonym ultrafiltracyjnym modułem kapilarnym wykonanym z polieterosulfonu. Substratem badań były syntetyczne ścieki komunalne, preparowane tak aby charakteryzowały się wysoką zawartością związków organicznych. W trakcie prowadzenia badań wyznaczano objętościowy strumień ścieków oczyszczonych oraz procentowy udział foulingu całkowitego, który jest sumą foulingu odwracalnego i nieodwracalnego. Wykazano, że dodatek węgla aktywnego do bioreaktora membranowego zmniejszył intensywność nieodwracalnego zjawiska blokowania membran. Objętościowy strumień ścieków oczyszczonych w obecności PAC były wyższy w porównaniu do strumienia ścieków oczyszczonych bez dodatku sorbentu średnio 40%.

17

Mineral phase transformation of wood and cereal pellets – electrical test and factsagetm calculations

Gonzalez Valdes L., Nowak-Woźny D.

Technical Issues

|

2016

|

nr 3

126--134

EN

The fusion behaviour of biomass ash-forming materials is an important factor in assessing the propensity to form undesirable slag and fouling deposits in the boiler. The characteristics of the fuel used affect the extent and severity of the problem, thus growing efforts are put on finding reliable methods for its characterization. Combustion and co-combustion of biomass have gained popularity in combating climate change and reducing carbon dioxide emissions into the atmosphere. Nevertheless, biomass encompasses a wide range of different types and its use increases operational risks due to the diversity of the chemical composition. This study is based on characterising the mineral phase transformations of two kinds of biomass (wood pellets and cereal pellets) using various laboratory-based methods on fuel ashes. Measurements of changes in the electrical properties of the ash during the sintering process (dielectric loss factor) were performed using a QuadTech Plus 7600 bridge in the frequency range 500Hz - 1MHz. Thermodynamic analyses were performed by means of FactSage™ modelling. The results were compared with those of standard tests, AFT and oxide index calculations, which were employed to predict slagging and fouling propensities. The observed changes in dielectric loss depend on the frequency and temperature of sintering. FactSageTM thermodynamic equilibrium calculations proved very useful in predicting the ash melting behaviour and the chemical changes occurring in the ash. The existence of a melt phase, occurring at even lower temperatures of those given by the AFT, is in accordance with the high slagging and fouling hazards predicted by empirical indices.

18

Methods of chemical regeneration of polymeric membranes

Suchecka T., Grądkowski M.

Problemy Eksploatacji

|

2016

|

no. 2

183--196

EN

The study addresses problems concerning reducing the effects of fouling, accompanying cross flow filtration. Mechanisms of fouling production depend on the properties of the fluids being filtered, the characteristics of the membranes, and the conditions of the filtration processes. This mechanism relies upon the accumulation of particles and colloids, microorganisms, and salts on the surface and in the pores of the membrane. This results in a dramatic flux decline and retention of the membrane. One of the most effective and significant way to reduce fouling is by choosing an appropriate membrane and the optimal process conditions adjusted for the fluid characteristics. However, this does not solve the problem entirely. Fouling may be either reversible or irreversible. In some cases, depending on the structure of membrane, reversible fouling can be removed by backwashing. In the other cases, it is required to use chemical purification of the membranes. Its efficiency depends on the cleaning reagent activity, ionic strength, concentration, and pH, as well as temperature, pressure, time, and the flow rate of cleaning solution. The introduction of the reactants is performed in order to loosen the structure and dissolve the deposit, to maintain the foulant in the solution and to prevent its re-embedding on the membrane surface. Better results of cleaning can be achieved by improving the conditions for the transport of the reaction products from the membrane into the solution. It is mostly controlled by the flow rate of the cleaning solution, but it must also take into account the temperature and time of cleaning, which affect the mass transfer and chemical reaction. This is achieved by means of a suitably designed cleaning-in-Place (CIP). Mobile pilot installation of CIP was prepared by the Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute in Radom. It is designed to develop, verify and optimize the CIP procedures in terms of pilot and test membrane systems.

PL

W artykule omówiono podstawowe problemy związane z usuwaniem skutków foulingu, towarzyszącego procesom filtracji membranowej techniką „cross flow”. Mechanizm powstawiania foulingu zależy od charakterystyki filtrowanej cieczy, charakterystyki membrany oraz warunków realizacji procesu filtracji i polega na akumulacji cząstek, koloidów, mikroorganizmów oraz soli na powierzchni i w porach membrany. Jego skutkiem jest zmniejszenie strumienia filtracji, a także pogorszenie charakterystyki retencyjnej membrany. Jednym z najskuteczniejszych, a zarazem kluczowych sposobów ograniczenia foulingu jest optymalne dobranie membrany i warunków procesu do charakterystyki filtrowanej cieczy. Nie rozwiązuje to jednak problemu w całości. Fouling może mieć charakter odwracalny lub nieodwracalny. W niektórych przypadkach, zależnych od rodzaju membran, fouling odwracalny może być usuwany poprzez płukanie zwrotne. W pozostałych niezbędne jest zastosowanie chemicznego oczyszczania membran. Jego efektywność zależy od sposobu działania reagenta myjącego, jego siły jonowej, stężenia oraz pH roztworu myjącego, a także temperatury, ciśnienia oraz czasu i szybkości przepływu cieczy myjącej. Wprowadzenie reagentów ma na celu rozluźnienie struktury i rozpuszczenie depozytu, utrzymanie foulanta w roztworze oraz zapobieganie ponownemu jego osadzeniu na powierzchni membrany. Usprawnienie oczyszczania można uzyskać poprzez poprawę warunków transportu masy produktów reakcji od membrany do roztworu. Najczęściej jest to kontrolowane przez prędkość przepływu kąpieli myjącej, jednakże należy brać także pod uwagę temperaturę i czas mycia, które wpływają na transport masy i szybkość reakcji chemicznych. Wymagane parametry procesu uzyskuje się dzięki zastosowaniu odpowiednio zaprojektowanej instalacji CIP. Mobilną pilotową instalację CIP opracowano w Instytucie Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu. Jest ona przeznaczona do opracowywania, weryfikacji i optymalizacji procedury CIP w odniesieniu do pilotowych i testowych instalacji membranowych.

19

Evaluation of effectiveness of natural organic compounds removal from water in hybrid processes

Malczewska B.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 30

81--85

EN

Natural organic matter (Natural Organic Matter – NOM) represents a mixture of diverse chemical structure and different properties. The humic substances constitute an important component of NOM, and they are responsible for water color and taste, also they can contribute to the formation of disinfection by-products (DBP). Therefore, removal of NOM is considered to be one of the important technological operations during water treatment. The present study evaluate the effectiveness of NOM removal from water by one of the hybrid process and the results showed that the use of this process allows to improve the efficiency of water purification and also reduces the intensity of blocking membranes. Batch adsorption tests of heated aluminum oxide particles (HAOPs) showed that the NOM removal efficiency has been between 86 to 77% at a dose 5 and 10 mg·dm–3, respectively for both tested natural water.

PL

Naturalne związki organiczne (ang. natural organic matter – NOM) są produktami rozkładu organizmów roślinnych i zwierzęcych. Stanowią one mieszaninę o bardzo zróżnicowanej budowie chemicznej i zróżnicowanych właściwościach. Substancje humusowe stanowiące istotny składnik NOM są odpowiedzialne za kolor i smak wody, dodatkowo przyczyniają się do powstawania ubocznych produktów dezynfekcji (DBP). Dlatego usuwanie NOM jest uważane za jedną z istotnych operacji technologicznych w trakcie oczyszczania wód. Zwykle w układach oczyszczania wód powierzchniowych do usuwania zawiesin i NOM wykorzystuje się proces koagulacji połączony z sedymentacją. W ostatnich latach coraz większe zainteresowanie w uzdatnianiu wody do celów pitnych odgrywają procesy membranowe. Przedmiotem badań była analiza skuteczności usuwania naturalnych związków organicznych z wody w procesie hybrydowym, a uzyskane wyniki wskazują, że zastosowanie procesu hybrydowego umożliwia poprawę skuteczności oczyszczania wody, a także ograniczenie intensywności blokowania membran. W obu przypadkach analizowanych wód naturalnych skuteczność usuwania NOM przez HAOPs (heated aluminium oxide particles) mieściła się w zakresie od 86%, gdy stężenie wynosiło 5 mg·dm–3 i 77%, gdy stężenie wynosiło 10 mg·dm–3.

20

Experimental assessment of coal combustion hazards and modeling of coal ash sintering

Nowak-Woźny D., Valdes L., Urbanek B., Rybak W.

Archivum Combustionis

|

2016

|

Vol. 36 nr 2

69--82

EN

Assessing properly the characteristics and properties of coal combustion hazards requires a holistic understanding of the ash sintering process. The formation of melts and sinters of coal ash is responsible for the operational problems which are usually found in the combustion technologies. A series of experiments on the sintering behavior of coal ash was performed using a variety of experimental and numerical methods. Fusion behavior of coal ash under rising temperatures was characterized by standard Ash Fusion Test (AFT), which fail to indicate exactly at what temperature the first melt/sinter occurs in comparison with the thermochemical model calculated by FactSage. In addition, slagging indices based on ash chemical composition and ash fusibility were calculated indicating a medium slagging potential. Scanning electron microscope/energy dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDS) analyses of ash samples were used for clarifying the ash melting mechanism at 700°C and 1000°C. Calcium, aluminum, sulfur and magnesium play a significant role in the formation of a thin molten layer of slag phase at higher temperatures. Meanwhile, the mineral transformations of sintered ash samples were analyzed by pressure drop test, obtaining the sintering temperature at 847°C. The resistivity of annealed coal ash samples at different temperatures was registered by Keithley 6517B high resistance meter; showing its sensitivity to the structural and microstructural changes, especially in the intergranular boundaries area. Resistivity values increased with increasing temperature from 700°C. Surface electrical transport is facilitated by a coherent and sintered ash residue. Three mechanisms of ash microstructural changes are suggested: ion diffusion from the grain bulk to the surface, melting of the surface layer as a result of chemical and physical processes, and ash grains smoothing and sliding. These mechanisms are important precursors of the sintering processes and seem to be responsible for sintering tendency.