Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Discrete-Pulsed Energy Input Based Method for Neutralisation of the Acidic Condensate

Tselen Bogdan, Ivanitsky Georgiy, Obodovych Oleksandr, Radchenko Nataliya, Nedbailo Anna, Gozhenko Liubov

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2023

|

Tom 25

215--221

EN

The article's authors analysed the most perspective and widely known methods of neutralising the acidic condensate, which is a by-product of natural gas combustion. Among them, the hydrodynamic cavitation method was the most effective. In this regard, it was proposed to improve this method by using the method of discrete-pulsed energy input, which involves neutralisation due to the degassing process. Based on the mathematical model of the bubble ensemble dynamics, a numerical simulation of the formation and growth of vapour-gas bubbles in the process of cavitation boiling of condensate was carried out. Also, an analytical study of the evolution of the vapour-gas bubble population and changes in the current vapour content of the condensate during its boiling was investigated under different values of the initial size of gas micronuclei. The results of the experimental study also confirmed the effectiveness of this method and showed that almost complete removal of carbonic acid from condensate occurs during the first two minutes of processing. That is evidenced by the increased pH values of condensate, which corresponds to the range of permissible pH values of distilled water. Therefore, the carbonic acid in the condensate is absent. Using this method will significantly reduce the environmental effect and the amount of harmful emissions.

2

Kawitacja hydrodynamiczna jako metoda wstępnej obróbki odpadów lignocelulozowych

Szaja Aleksandra

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 7-8

12--16

PL

W ciągu ostatnich lat kawitacja hydrodynamiczna (KH) wykazała potwierdzoną skuteczność w wielu dziedzinach inżynieryjnych, zarówno w technologii wody, ścieków i odpadów oraz w sektorze przemysłowym. W porównaniu do innych innowacyjnych metod ,stosowanych w inżynierii środowiska, KH wykazuje szereg korzyści, charakteryzuje się m.in. prostą konstrukcją urządzeń, łatwą obsługą oraz niskimi kosztami eksploatacyjnymi. Co istotne, KH można łatwo połączyć z konwencjonalnymi i powszechnie stosowanymi technologiami w gospodarce odpadami oraz oczyszczaniu wody i ścieków. W pracy przedstawiono zbiór doświadczeń z zakresu zastosowania kawitacji hydrodynamicznej jako metody wstępnej obróbki odpadów lignocelulozowych, pozwalającej na poprawę ich stopnia biodegradowalności.

EN

In recent years, the effectiveness of hydrodynamic cavitation (HC) has been proven in many engineering fields. It has found several application in water, wastewater and waste technology, as well as in the industrial sector. Compared to other innovative methods used in environmental engineering, it presents several advantages, such as simple construction of reactors, easy operation and low operating costs. Importantly, HC can be easily combined with conventional and commonly used technologies in water and waste water treatment, as well as waste management. The paper presents a set of experiences in the field of application hydrodynamic cavitation as a method of lignocellulosic waste pre-treatment, allowing for improving its biodegradability.

3

Design of UVA-LED concentric glass tube microreactor and evaluation of photocatalysis with simultaneous adsorption and hydrodynamic cavitation for fluorescent dye degradation

Sundar Kaviya Piriyah, Kanmani Sellappa

Environment Protection Engineering

|

2022

|

Vol. 48, nr 1

5--22

EN

A slurry UVA-LED concentric glass tube reactor (CGTR) with micro-depthof 2 mm was designed for plug flow behaviour (length/effective diameter = 150). The reactor design considered uniform radial concentration and hydrodynamic cavitation. The 100% Acridine Orange dye (3.77×10-5 M) was removed within 35 min at the graphene oxide dose of 0.3 g/dm3 and initial pH 11. It was observed that hydrodynamic cavitation shortened the reaction time and enhanced the apparent reaction rate constant from 0.022 to 0.109 min-1. Further, the degradation pathway showed that decolourized dye solution consisted of ethylenedione (34%), indicating the oxidative reaction occurred.

4

Application of Hydrodynamic Cavitation to Improve the Biodegradability of Municipal Wastewater

Lebiocka Magdalena

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 6

155--160

EN

In the present study, the application of hydrodynamic cavitation to improve the biodegradability index of mechanically pre-treated municipal wastewater was examined. The experiments were carried out at the pressure of 3.5, 5, and 7 bar, which was sustained every time in the inlet zone of the cavitation device. As a result, the concentration of soluble chemical and biochemical oxygen demand increased, indicating an effective decomposition and solubilization of complex organic matter. These were accompanied by a visible drop in COD value; in turn, increases in the BOD5/COD ratio known as biodegradability index were observed.

5

The analysis of the reactive work of the Alden turbine

Twaróg Bernard

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 1

143--166

EN

In the analysis of the reactive work of the Alden turbine, two systems of energy recovery were utilized: conical, a straight suction pipe, and a curved diffusor – the so-called bend. The simulations executed on both the systems allowed the operation and selected installation components to be described. Full distribution curves for pressures, velocities were presented, and spectral analyses of pressure fluctuations for the selected points over and under the turbine rotor were also performed. For some structural parts, by means of the FSI – Fluid System Interaction model – the distributions of main stresses and strains according to von Mises theory were illustrated. Additionally, the shapes of deformed installations parts caused by unsymmetrical loads generated mainly by a turbulent water flow were presented.

PL

W prezentowanej analizie pracy reakcyjnej turbiny Aldena wykorzystano dwa systemy odzyskiwania energii: rurę ssącą w postaci stożkowej oraz krzywaka. Symulacje wykonane w obu systemach pozwoliły na prezentacje wyników oraz szczegółowy opis pracy wybranych komponentów instalacji. Przedstawiono krzywe zmian ciśnień oraz prędkości, a także przeprowadzono analizę spektralną pulsacji ciśnienia dla wybranych punktów nad i pod wirnikiem turbiny. W przypadku wybranych elementów konstrukcyjnych z zastosowaniem teorii FSI zilustrowano rozkłady naprężeń według teorii von Misesa. Ponadto przedstawiono kształty zdeformowanych części instalacji spowodowane przez niesymetryczne obciążenia generowane głównie przez turbulentny przepływ wody.

6

Nanobubbles effect on the mechanical flotation of phosphate ore fine particles

Pourkarimi Z., Rezai B., Noaparast M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2018

|

Vol. 54, iss. 2

278--292

EN

Froth flotation is one of the main methods for processing of phosphate ores. However, flotation of fine particles, especially phosphate ores, has always been one of the fundamental problems. For example, about 10% of Esfordi phosphate processing plant ore with a grade of more than 16% P2O5 and d80 of less than 30 μm is sent to the tailing dam. Flotation using nanobubbles generated by hydrodynamic cavitation is one of the latest industrial techniques to recycle fine particles of minerals. A significant recovery increment in flotation of fine particles using nanobubbles has been one of the main topics of flotation science in recent years. Fine bubbles have important effects on the gas holdup, which is necessary in the froth flotation cell of mineral based process industries. At a given gas holdup, using finer bubbles can reduce frother consumption. An exclusive nanobubble generation system has been developed at Iran Mineral Processing Research Center (IMPRC) for evaluating the effect of nanobubbles on froth flotation. This device enhances venturi tubes and works based on cavitation phenomena. In this study, a comparison of conventional flotation and nanobubble enhanced flotation in mechanical cells was carried out on two types of phosphate ore samples. As a result, the flotation recovery had a significant increment of more than 30% in the case of using nanobubbles versus conventional flotation in the same grade of P2O5.

7

Removal of Hardly Bio-Degradabale Organic Compounds from Wastewater by Means of Reagentless Methods

Szulżyk-Cieplak J.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 5

63--71

EN

The paper discusses the issue of removing persistent organic pollutants (POPs) from wastewater, especially the polycyclic organic hydrocarbons (PAHs). The results obtained in literature studies indicate that the commonly employed traditional methods of wastewater treatment are not always efficient in eliminating the hardly bio-degradable pollutants. Therefore, extensive research is being conducted on the application of efficient POPs removal technologies. One of the considered variants involves incorporating advanced oxidation processes (AOP) into the wastewater treatment systems based on the biological processes. These include the reagentless methods, e.g. the processes involving ultrasounds and hydrodynamic cavitation. On the basis of the author’s own studies conducted in a laboratory system comprising a static cavitation reactor, the possibility of applying hydrodynamic cavitation for the decomposition of PAHs was evaluated on the basis of model solutions of anthracene and phenanthrene. It was shown that the employed advanced oxidation process with hydro-cavitation has a significant impact on reducing the concentration of the considered PAHs. It was confirmed that the degradation degree of a substance depends on the intensity and the course of the cavitation process. The energy efficiency of the conducted process was analyzed as well and expressed as the ratio pertaining to the amount of the degraded compound to the electric energy supplied to the system.

8

Przegląd metod wytwarzania kawitacji do degradacji zanieczyszczeń organicznych w środowisku wodnym

Gągol M., Boczkaj G.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2017

|

T. 22, nr 1

62--71

PL

Zjawisko kawitacji może być przydatne w oczyszczaniu ścieków przemysłowych. Energia uwalniana w strumieniu cieczy, w momencie wytworzenia kawitacji może być wykorzystana do efektywnej degradacji zanieczyszczeń organicznych w fazie wodnej. W niniejszej pracy dokonano przeglądu wybranych metod wytwarzania zjawiska kawitacji hydrodynamicznej, jak i sono-kawitacji. W przypadku kawitacji hydrodynamicznej najczęściej w celu zapoczątkowania zjawiska generowania pęcherzy gazowych wykorzystuje się przewężenia kanałowe oraz kryzy. Sono-kawitacja jest wytwarzana za pomocą wzbudników ultradźwiękowych. Najwyższą efektywność utleniania związków organicznych osiąga się, stosując sono-kawitację (od 30 do 60% redukcji ładunku zanieczyszczeń).

EN

Cavitation can be used as a useful method for a pre-treatment of industrial wastewater. The energy supplied to the stream at the time of cavitation occurrence can be used for an effective degradation of organic pollutants in the aqueous phase. This paper presents a state of the art of methods of producing hydrodynamic and sono-cavitation. In the case of hydrodynamic cavitation most frequently to initiate the phenomenon of the cavities generation a Venturi tube or orifice are used. Sono-cavitation is produced by means of the ultrasonic transducers. The highest efficiency of oxidation of organic compounds is achieved using a sono-cavitation (30 to 60% reduction of pollutant).

9

Wpływ dezintegracji mechanicznej i termicznej na separację grawitacyjną osadu nadmiernego

Machnicka A., Nowicka E.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

699--710

PL

Podstawowym efektem procesu dezintegracji osadów ściekowych jest fizyczna, chemiczna lub biologiczna przemiana ich struktury, która powoduje destrukcję kłaczków, fragmentację komórek mikroorganizmów, a przez to uwolnienie treści komórkowej do otaczającej cieczy. Tak spreparowany osad może być wykorzystany w ciągu technologicznym przeróbki osadów m.in. w procesach zagęszczania i odwadniania osadów ściekowych. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ dezintegracji hydrodynamicznej, mikrofalowej i termicznej na wybrane własności grawitacyjne osadu czynnego nadmiernego. Zakres badań obejmował parametry charakterystyczne dla procesu sedymentacji tj. I.G.O., I.O.O., prędkość zagęszczania osadu, stężenie osadu oraz zmiany zachodzące w fazie płynnej osadu (ChZTCr i mętność). Uzyskane wyniki badań oraz przeprowadzone obliczenia potwierdziły wpływ zastosowanych metod dezintegracji na poprawę własności grawitacyjnych osadu czynnego nadmiernego.

EN

The primary effect of sewage sludge of disintegration process is the physical, chemical or biological change of their structure, which causes destruction of flocs, fragmentation of microbial cells and thus release of cell contents into the surrounding liquid. Pre-treatment sludge can be used in the technological sludge i.e. in the process of thickening and dewatering of sludge. In this paper, the influence of hydrodynamic, microwave and thermal disintegration oven on selected properties of gravitational surplus activated sludge. The scope of the research included the parameters characteristic of the sedimentation process, i.e. SDI, SVI, speed sludge thickening, sludge concentration and changes in the liquid phase of sludge (SCOD and turbidity). The results obtained and performed calculations have confirmed the impact of the disintegration of the methods used to improve the properties of gravity surplus activated sludge.

10

The influence of mechanical and thermal disintegration on gravitational separation of surplus sludge

Machnicka A., Nowicka E.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

321--335

EN

The primary effect of sewage sludge disintegration process is the physical, chemical or biological change of their structure, which causes destruction of flocs, fragmentation of microbial cells and thus release of cell contents into the surrounding liquid. Pre-treatment of the sludge can be used for the process of thickening and dewatering of sludge. In this paper, the influence of hydrodynamic, microwave and freezing/thawing disintegration on selected properties of gravitational surplus activated sludge, were assessed. The scope of the research included the parameters characteristic of the sedimentation process, ie sludge density index (SDI), sludge volume index (SVI), sludge thickening speed (v), sludge concentration (Ci) and changes in the liquid phase of sludge chemical oxygen demand (SCOD) and turbidity. The obtained results as well as performed calculations have confirmed the impact of used disintegration in terms of improving the properties of surplus activated sludge.

PL

Podstawowym efektem procesu dezintegracji osadów ściekowych jest fizyczna, chemiczna lub biologiczna przemiana ich struktury, która powoduje destrukcję kłaczków, fragmentację komórek mikroorganizmów, a przez to uwolnienie treści komórkowej do otaczającej cieczy. Tak spreparowany osad może być wykorzystany w ciągu technologicznym przeróbki osadów, m.in. w procesach zagęszczania i odwadniania osadów ściekowych. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ dezintegracji hydrodynamicznej, mikrofalowej i termicznej na wybrane własności grawitacyjne osadu czynnego nadmiernego. Zakres badań obejmował parametry charakterystyczne dla procesu sedymentacji, tj. I.G.O., I.O.O., prędkość zagęszczania osadu, stężenie osadu oraz zmiany zachodzące w fazie płynnej osadu (ChZTCr i mętność). Uzyskane wyniki badań oraz przeprowadzone obliczenia potwierdziły wpływ zastosowanych metod dezintegracji na poprawę własności grawitacyjnych osadu czynnego nadmiernego.

11

Higienizacja osadu ściekowego wykorzystywanego rolniczo we wstępnej obróbce i dwustopniowej fermentacji

Machnicka A., Nowicka E.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

649--656

PL

Wykorzystanie ustabilizowanego osadu ściekowego w rolnictwie jest regulowane przez ustawodawstwo dotyczące kontroli zawartości bakterii, robaków pasożytniczych i metali ciężkich. Dezintegracja w procesie kawitacji hydrodynamicznej, suchym lodem i dwustopniowej fermentacji ma pozytywny wpływ na higienizację osadu ściekowego. Na podstawie analiz mikrobiologicznych i parazytologicznych zauważono znaczącą redukcję bakterii chorobotwórczych, colifagów i robaków pasożytniczych. Liczba pałeczek Salmonella sp. w 1 g s.m.o. uległa 100% redukcji podczas 60-minutowej dezintegracji osadu czynnego nadmiernego z wykorzystaniem kawitacji hydrodynamicznej. Destrukcja osadu czynnego nadmiernego z użyciem kawitacji hydrodynamicznej skutkowała całkowitą redukcją jaj helmintów. Przy stosunku objętościowym osadu do suchego lodu 1:1 liczba bakterii Salmonella sp. uległa redukcji o 68,3%. Potwierdzeniem destrukcyjnego działania zamrażania/rozmrażania na mikroorganizmy było ograniczenie liczby jaj robaków. Ilość jaj Ascaris sp. zmniejszyła się o 85,3%, Trichuris sp. o 88,5%, a Toxocara sp. o 94,7%. Higienizacja osadu nadmiernego w dwustopniowej fermentacji umożliwiła obniżenie całkowitej liczby patogennych bakterii, colifagów i jaj helmintów. Po fermentacji mezofilowej zaobserwowano niewielkie obniżenie liczby Salmonella sp. - o 30,8%, podczas gdy wyniki analiz mikrobiologicznych po fermentacji termofilowej wskazywały na całkowitą eliminację organizmów wskaźnikowych. Fermentacja mezofilowa wydaje się nieskutecznym procesem w eliminacji jaj robaków pasożytniczych, takich jak Ascaris sp., Trichuris sp. i Toxocara sp. Natomiast fermentacja termofilowa w 55±1ºC redukuje pasożyty do poziomu niewykrywalności.

EN

The utilization of treated sewage sludge in agriculture is controlled by legislation regulating the content of bacteria, helminth parasites and heavy metals. Disintegrated by hydrodynamic cavitation, dry ice and two-steps fermentation has a positive effect on the sewage sludge hygienisation. Based on the microbiological and parasitological analyses a significant reduction in pathogenic bacteria, coliphages and helminth parasites has been noticed. The number of rods Salmonella sp. in 1 g d.w. decrease about 100%, after 60 minutes of disintegration of surplus activated sludge by hydrodynamic cavitation. The disintegration of the surplus activated sludge by hydrodynamic cavitation resulted in the total reduced number of helminthes eggs. The total number of Salmonella sp. in 1 g d.w. of the volume ratio of the sludge to dry ice 1:1 was reduced by 68.3%. The confirmation of the destructive action of freezing/thawing on microorganisms, were the results of limited number of helminth eggs. Number of Ascaris sp. eggs reduced by 85.3%, number of Trichuris sp. eggs decreased by 88.5% and number of Toxocara sp. eggs reduced by 94.7%. The hygienisation of the surplus activated sludge by two steps anaerobic digestion carried out, helped to reduce the total number of pathogenic bacteria, coliphages and helminth eggs. After mesophilic fermentation was observed a slight reduction Salmonella sp. by 30.8%, whereas total elimination of analyzed microorganisms indicators was observed after thermophilic anaerobic digestion. Mesophilic anaerobic digestion appears to be ineffective in reducing the number of parasite eggs such as Ascaris sp., Trichuris sp. and Toxocara sp. Thermophilic anaerobic digestion at 55±1ºC reduces these parasites to undetectable levels.

12

Considerations of impact of Venturi effect on mesophilic digestion

Machnicka A., Grübel K., Mirota K.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

645--658

EN

Hydrodynamic cavitation caused by the Venturi effect is one of the most promising methods of sewage sludge pre-treatment. This study has been carried out to investigate the effect of hydrodynamic cavitation on disintegration of activated sludge foam and mesophilic fermentation. Cavitation was generated in standard Venturi tube with the diameter ratio β = d0/d1 = 0.30, working at σ = 0.249. Detailed Computational Fluid Design (CFD) analysis in class of k-∈ model of internal flow has been presented. Obtained analytical investigation results confirmed the effect of strong disruption of microorganism cells and release of free organic substance into the liquid phase. After a short (30 minutes) pre-treatment, chemical oxygen demand increased by 8.63 times while Müller’s disintegration degree was 50%. Moreover, undertaken mesophilic digestion trials brought significant improvement in biogas production.

PL

Kawitacja hydrodynamiczna będąca efektem Venturiego jest jednym z obiecujących sposobów wstępnej obróbki osadów ściekowych. Badania przeprowadzono w celu wykazania wpływu kawitacji hydrodynamicznej na proces dezintegracji piany osadu czynnego i fermentacji mezofilowej. Kawitacja została wygenerowana w standardowej zwężce Venturiego o stosunku średnicy β = d0/d1 = 0,30, pracującej przy σ = 0,249. Szczegółowa analiza Computational Fluid Design (CFD) została przedstawiona w klasie k-Î modelu przepływu wewnętrznego. Uzyskane wyniki analiz potwierdzają efekt silnej destrukcji komórek mikroorganizmów i uwalniania substancji organicznej do fazy płynnej. Po zastosowanej zaledwie 30-minutowej obróbce wstępnej chemiczne zapotrzebowanie tlenu wzrosło 8,63 razy, podczas gdy stopień dezintegracji Müllera wyniósł 50%. Przeprowadzone prace dotyczące fermentacji mezofilowej potwierdziły znaczną poprawę produkcji biogazu.

13

Degradacja wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych przez zaawansowane utlenianie w warunkach kawitacji hydrodynamicznej

Ozonek J., Szulżyk-Cieplak J., Piotrowicz A., Jahołkowski K.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 6

1045-1050

PL

Przedstawiono problematykę wykorzystania zjawiska kawitacji hydrodynamicznej w zaawansowanych metodach utleniania. Na podstawie badań literaturowych dokonano analizy możliwości zastosowania metod zaawansowanego utleniania, w tym kawitacji hydrodynamicznej, do rozkładu/degradacji związków z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Przedstawiono wyniki badań własnych prowadzonych w laboratoryjnym układzie z reaktorem kawitacyjnym typu statycznego na modelowych roztworach antracenu i fenantrenu. Wykazano, że zastosowana metoda zaawansowanego utleniania z udziałem hydrokawitacji w sposób znaczący wpływa na obniżenie stężenia badanych związków z grupy WWA (antracen i fenantren). Potwierdzono, że stopień degradacji substancji zależy od przebiegu i intensywności zjawiska kawitacji. Przeanalizowano również efektywność energetyczną prowadzonego procesu, wyrażoną jako stosunek ilości zdegradowanego związku do energii elektrycznej dostarczonej do układu.

EN

Anthracene and phenanthrene were degraded in dild. aq. solns. (50 μg/L) under hydrodynamic cavitation at 30°C and 1-7 bar (cavitation no. 0.3-0.9) by using 5 various inducers (discs with holes). The phenanthrene concn. Decreased down to 3.28 μg/L with increasing the pressure and cycle no. (up to 10).

14

Wykorzystanie podczerwieni do potwierdzenia skuteczności dezintegracji kawitacyjnej osadu czynnego nadmiernego

Grübel K, Machnicka A., Biniaś W.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2013

|

Nr 8

337--340

PL

Kawitacja hydrodynamiczna powoduje silną destrukcję osadów ściekowych i rozrywania mikroorganizmów. Efektem tego jest wzrost stężenia wolnej materii organicznej w cieczy nadosadowej. Skuteczność dezintegracji kłaczków osadu czynnego nadmiernego scharakteryzowano za pomocą wskaźników chemicznych, takich jak ChZT, fosforany, azot amonowy i proteiny. Dodatkowo, celem pozyskania miary ilościowej dla oceny procesu wprowadzono wskaźnik w postaci stopnia dezintegracji DDM. Po 30 minutach prowadzonej dezintegracji, wartość ChZT wzrosła w cieczy nadosadowej średnio o ok. 300 mg 02/dm3, podczas gdy stopień dezintegracji obliczony wg metody Müllera osiągnął 26%. Skuteczność dezintegracji potwierdzono również wzrostem stężenia fosforanów (V) (z 4 do 32 mg P043"/dm3), azotu amonowego (z 2 do 7 mg N-NH4+/dm3) i protein (z 5 do 70 mg/dm3). Potwierdzeniem skuteczności dezintegracji osadu nadmiernego było wykonanie analizy cieczy osadowej w podczerwieni. Zmiany absorbancji przy określonych długościach fal świadczą o uwalnianiu m.in. amin, aminokwasów, grup amidowych (protein), fosforanów, soli amonowych kwasu karboksylowego itp. się w czasie dezintegracji. Ujawnianie się w cieczy nadosadowej tych grup chemicznych świadczy o destrukcyjnym działaniu kawitacji hydrodynamicznej na mikroorganizmy osadu czynnego nadmiernego i skutecznej destrukcji komórek.

EN

Hydrodynamic cavitation causes strong destruction of activated sludge and disruption of the microorganisms. This results an increase of release organic matter in the liquid phase. The efficiency of sewage sludge cells microorganisms disintegration were characterized using biochemical parameters such as COD, phosphate, ammonium nitrogen and proteins. The investigated process was additionally assessed using the coefficient DDM (Degree of Disintegration). It has been demonstrated that after 30-minute disintegration the COD value increased about 300 mg 02/dm3 (average), while the degree of disintegration as calculated by the method of Müller reached 26%. The efficiency of sewage sludge disintegration was confirmed an increase concentration of phosphate (V) (from 4 to 32 mg P043"/dm3), ammonium nitrogen (from 2 to 7 mg N-NH4+/dm3) and proteins (from 5 to 70 mg/dm3). Confirmation of the effectiveness of surplus activated sludge disintegration was a study in the infrared spectrum. Changes in absorbance at specified wavelengths indicate the release of amines, amino acids, amide groups (proteins), phosphate, ammonium salts of carboxylic acid, etc. during disintegration time. The disclosure these groups in the liquid phase demonstrate the positive destructive effects of hydrodynamic cavitation on surplus activated sludge microorganisms and efficient cells destruction.

15

Badania procesu degradacji fenantrenu w środowisku skawitowanej cieczy

Szulżyk-Cieplak J., Ozonek J.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 10

1003--1010

PL

W artykule przeanalizowano wyniki badań degradacji fenantrenu w roztworach modelowych, w układzie z reaktorem hydrokawitacyjnym. Dokonano oceny wpływu parametrów odnoszących się do konstrukcji reaktora, parametrów prowadzonego procesu kawitacji oraz stężenia początkowego roztworu, na przebieg oraz efektywność degradacji fenantrenu Określenie oddziaływania kawitacji hydrodynamicznej oraz zidentyfikowanie jej efektywności, w zależności od parametrów pracy układu hydrokawitacyjnego, ma zasadnicze znaczenie dla skutecznego projektowania i eksploatacji reaktorów hydrokawitacyjnych.

EN

The aim of the study was to analyse the results of the investigation of phenanthrene degradation in standard solutions within a system including a hydrodynamic cavitation reactor. The effect of the reactor’s structural parameters, the parameters of the cavitation process as well as the solution initial concentration on the course and effectiveness of phenanthrene degradation was estimated. It is essential for a successful design and exploitation of hydrodynamic cavitation reactors to identify the effect of hydrodynamic cavitation and assess its efficiency in relation to the parameters of the hydrodynamic cavitation system operation.

16

Oddziaływanie kawitacji hydrodynamicznej na higienizację osadu czynnego nadmiernego

Rusin A., Machnicka A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 2

105-111

PL

W artykule przedstawiono działania zmierzające do zmiany właściwości oraz struktury osadu czynnego nadmiernego. W tym celu zastosowano dezintegrację osadu nadmiernego za pomocą kawitacji hydrodynamicznej. Powoduje ona destrukcję struktury kłaczków osadu i niszczenie komórek mikroorganizmów. Przeprowadzone badania miały pokazać możliwości wykorzystania kawitacji hydrodynamicznej do higienizacji bakteriologicznej osadu czynnego nadmiernego. Skuteczność zastosowanej metody została potwierdzona przez oznaczenie liczby bakterii wyrosłych przed zastosowaniem i po zastosowaniu procesu higienizacji, na podłożach podstawowych i selektywnych oraz ich identyfikacji. Wykonane analizy potwierdziły możliwość zastosowania kawitacji hydrodynamicznej do higienizacji osadu. Stwierdzono znaczne zmniejszenie ogólnej liczby bakterii, zwłaszcza bakterii chorobotwórczych należących do rodziny Enterobacteriaceae oraz rodzaju Staphylococcus. Redukcja liczby bakterii Salmonella spp. przy ciśnieniu 12 bar w czasie 15 min dezintegracji wynosiła 62%, natomiast przy 30 min już 92%. Po upływie 45 min zaobserwowano całkowitą redukcję pałeczek.

EN

Surplus activated sludge is treated for the purpose of changing its characteristics and structure. Disintegration of activated sludge was applied using hydrodynamic cavitation aimed at the destruction of sludge floc structure and destruction of microbial cells. The purpose of the conducted research was to demonstrate the possibility of the application of the hydrodynamic cavitation in the bacteriological hygienization of the excessive activated sludge. The effectiveness of the applied method has been confirmed by the number of bacteria grown before and after the application of the process of hygienization on the basic and selective bases. Subsequently bacteria cultures have been conducted identification. The performed analysis confirmed the possibility of the application of the hydrodynamic cavitation, as a significant decrease in the overall number of bacteria has been established, pathogenic bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae and type species Staphylococcus. The reduction of Salmonella spp. bacteria with the used pressure of 12 bar and the time of disintegration of 30 minutes was 92%, however, with the time of 45 minutes was 100%.

17

Możliwość oceny liczby kawitacji w procesach kawitacji hydrodynamicznej z uwzględnieniem wpływu geometrii wzbudnika kawitacji

Lenik K., Ozonek J.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 6

60-63

PL

W artykule omówiono problematykę określenia wielkości liczby kawitacji w strefie skawitowanej cieczy w funkcji ciśnienia zasilania oraz długości strefy kawitacji z uwzględnieniem wpływu kształtu wzbudnika kawitacji. Badania przeprowadzono na opisanym stanowisku doświadczalnym, z wykorzystanymi do rejestracji manometrami piezoelektrycznymi i wykonanymi torami pomiarowymi, współpracującymi z komputerowym systemem zbierania i przetwarzania danych. W pracy podano przykłady zmian ciśnienia i temperatury po stronie rozprężnej kawitatora, a także zmian ciśnienia w funkcji odległości od miejsca powstawania kawitacji. Omówiono także możliwości oceny pulsacji ciśnienia w funkcji odległości od wzbudnika. Opracowana metodyka badań umożliwia analizę wpływu konstrukcji wzbudnika kawitacji hydrodynamicznej na długość strefy skawitowanej cieczy oraz określenia lokalnych oscylacji ciśnienia kawitacji.

EN

The paper presents the determination problem of cavitation number in cavitation zone in liquids as as the function of supply pressure and of the length of the cavitation zone. The problem concerns the influence of the orifice plates geometry. The research is described on experimental setup developed with the use of piezoelectric manometers to record the tracks compatible with the computer measuring system of data collection and processing. The paper gives some examples of changes in downstream pressure as well as temperature and pressure changes as the function of distance from the source of cavitation. The possibility of evaluation of pulse pressure at specified distances from the orifice plate is discussed. The presented research methodology allows for the analysis of the effect of orifice plate geometry on the length of the cavitation zone as well as the determination of local pressure oscillations in cavitation zone.

18

Hygienisation of Surplus Activated Sludge by Hydrodynamic Cavitation

Machnicka A., Grübel K., Rusin A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2012

|

Vol. 19, nr 3

415-421

EN

The success of an effective process of disintegration is the application of physical or chemical methods of the destruction of the cell wall which consequently becomes fragmented and the intracellular matters are released into the surrounding liquid. The purpose of the conducted experiments was to demonstrate possibilities of application of the hydrodynamic in the bacteriological hygienisation of surplus activated sludge. The confirmation of the effectiveness of the bactericidal activity of hydrodynamic cavitation was the number of bacteria grown on agars before and after hygienisation process. Selective and basic beddings have been used in the research. The bacterial culture has lasted approximately 24 to 48 hours. After the period of incubation the colonies produced have been counted and initially identified. Based on the microbiological analyses a significant reduction in an overall number of bacteria and pathogenic bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae and to the pathogenic species Staphylococcus has been noticed. The overall number of bacteria decrease about 80% after 45 minutes of disintegration of surplus activated sludge. Pathogenic bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae: lactose-positive and lactose-negative decrease about 93% and 92%, respectively. Reducing the number of Salmonella bacteria was 100% after 45 minutes of disintegration processes. Reduction bacteria of species Staphylococcus were about 93% for mannitolo-positive and 92% for mannitolo-negative.

PL

Skuteczność procesu dezintegracji wynika z fizycznych lub chemicznych metod destrukcji ściany komórkowej, co w konsekwencji prowadzi do jej fragmentacji i uwalniania wewnątrzkomórkowych substancji do otaczającej fazy płynnej. Celem przeprowadzonych badań było wykazanie możliwości zastosowania kawitacji hydrodynamicznej do bakteriologicznej higienizacji osadu czynnego nadmiernego. Potwierdzeniem skuteczności bakteriobójczego działania kawitacji hydrodynamicznej była liczba bakterii rosnących na agarach przed i po procesie higienizacji. Do badań użyto podłoży podstawowych i selektywnych. Hodowla kultur bakteryjnych trwała 24 i 48 godzin. Po czasie inkubacji kultury zostały policzone i poddane wstępnej identyfikacji. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono redukcję ogólnej liczby bakterii o ok. 80% po 45 minutach dezintegracji osadu czynnego nadmiernego. Patogenne bakterie należące do rodziny Enterobacteriaceae uległy redukcji: laktozo-dodatnie o ok. 93%, a laktozo-ujemne o ok. 92%. Bakterie z rodzaju Salmonella uległy całkowitemu zniszczeniu. Liczba bakterii z rodzaju Staphylococcus zmniejszyła się o 93% w przypadku mannitolo-dodatnich i o 92% w przypadku mannitolo-ujemnych.

19

Effect of different design features of the reactor on hydrodynamic cavitation process

Ozonek J., Lenik K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 52, nr 2

112-117

EN

Purpose: The determination of the effect of the change of inducers' shape and surface on the cavitation process. Design/methodology/approach: Experimental studies of the effect of pressure changes in the function of the construction change of cavitation inducer on the hydrodynamic cavitation process. Findings: Selected effects of the cavitation process were discussed with variable pressures obtained by changing the geometry of cavitation inducer. Research limitations/implications: Analysis of the cavitation process in the function of geometric features of the cavitation inducer. Practical implications: The possibility of controlling the hydrodynamic cavitation process. Originality/value: The assessment of the effect of the cavitation reactor selection on the process or/and the selection of the solution for the specific conditions of the course of the cavitation process.

20

Ograniczenie emisji odorów z wód popłucznych przemysłu cukrowniczego z wykorzystaniem zjawiska kawitacji hydrodynamicznej

Ozonek J., Szulżyk-Cieplak J., Czerwiński J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2009

|

Tom 11

1053-1061

PL

Obok substancji gazowych, które zagrażają człowiekowi wskutek toksycznego działania, występują substancje pogarszające komfort życia, choć często nie stanowią bezpośredniego zagrożenia zatruciem. Są to związki złowonne, uciążliwe dla człowieka nawet wtedy, kiedy występują w powietrzu w śladowych ilościach. Mogą wywoływać zmęczenie, senność, nadpobudliwość lub odczucie odrazy. Dezodoryzacja jest to usuwanie niepożądanego zapachu. Metody dezodoryzacji gazów odlotowych różnią się od typowych metod oczyszczania gazów. Celem dezodoryzacji nie jest usuwanie wszystkich zanieczyszczeń gazowych ale tylko tych zanieczyszczeń, które są odorantami.

EN

Elimination of odorous compounds constitutes an issue requiring individual approach to every single case. When designing a system for purification of effluent gases from malodorous compounds it is important to analyze the source of contamination in order to determine precisely the physicochemical character of arising odours. The choice of efficient deodorization method depends on, among others, an emission, the qualitative composition of emitted odours and the required purification degree. In spite of the existing numerous techniques for reduction of odour nuisance none of them can be regarded as a general-purpose way of treatment. Highly efficientsolutions are inherently connected with significant investment and exploitation expenses, whereas cheaper and less sophisticated methods do not often meet the required standards. This results in the necessity of searching for alternative techniques combining reasonable costs and acceptable performance. Non-conventional oxidation methods in liquid phase can be such a solution, in particular the hydrodynamic cavitation which is coved in this article. The paper presents problems connected with odour nuisance reduction in sugar industry. After finishing the beet campaign waste and technological waters are directed to sludge drying beds. Fermentation processes of organic compounds occurring during the clarification of water cause the formation of malodorous compounds being burdensome to the surroundings. In order to reduce the emission of odorants from waste and technological waters hydrodynamic cavitation was used which degraded organic compounds affecting the arising odours. Identification of odorous compounds emitted from sludge drying beds was obtained by means of gas chromatography. On the basis of the conducted laboratory tests the assumptions to pilot-scale design of the system utilising hydrodynamic cavitation for reduction of odours emission from wastewaters from sugar industry were developed.