Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wet Oxidation of Dairy Sewage: The Kinetic Study of Decomposition of the Milk Components

Piotrowska K., Imbierowicz M., Chacuk A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 3

531--541

EN

The article presents the results of kinetic studies of the wet oxidation process of dairy sewage. The dairy sewage, obtained straight from the production line, was subjected to oxidation at pH close to the natural value of 7. Experiments were carried out in a stirred batch tank reactor at the oxygen partial pressure equal to 1 MPa and at temperature ranging from 473 to 593 K. The effectiveness of organic compounds decomposition was estimated based on the measurement of TOC. The kinetics of decomposition of milk components, ie lactose, protein and fat, as well as the kinetics of oxidation of intermediate products was the aim of the study. Measurement of the concentration of protein, fat and lactose was done with a milk composition analyzer, calibrated in relation to the dairy sewage. The obtained results were used to develop a mathematical model of wet oxidation of dairy sewage, including the group of analyzed compounds.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań kinetycznych procesu mokrego utleniania ścieków pochodzących z przemysłu mleczarskiego. Utlenianiu poddane zostały ścieki mleczarskie o ich naturalnym pH zbliżonym do wartości 7, pobrane bezpośrednio po procesie produkcyjnym. Badania prowadzone były w okresowym reaktorze zbiornikowym z mieszadłem, przy ciśnieniu cząstkowym tlenu wynoszącym 1 MPa, w zakresie zmienności temperatury od 473 do 593 K. Oceny efektywności stopnia rozkładu związków organicznych dokonano na podstawie pomiaru wartości TOC. Celem badań było zbadanie kinetyki rozkładu związków wchodzących w skład mleka - laktozy, białek i tłuszczu oraz kinetyki przemian produktów pośrednich utleniania - lotnych kwasów tłuszczowych. Pomiar stężenia białek, tłuszczu i laktozy odbywał się z wykorzystaniem analizatora składu mleka, skalibrowanego w stosunku do ścieków mleczarskich. Otrzymane wyniki posłużyły do budowy modelu matematycznego procesu mokrego utleniania ścieków, obejmującego grupy analizowanych związków.

2

Wet Oxidation of Dairy Sewage

Piotrowska K., Imbierowicz M., Chacuk A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2012

|

Vol. 19, nr 1

29-38

EN

Results of kinetic studies on the process of wet oxidation of dairy sewage are presented. Experiments were carried out in a stirred batch tank reactor at the oxygen partial pressure equal to 1 MPa and at temperature ranging from 473 to 523 K. Dairy sewage was subjected to oxidation at a natural pH close to 4. The efficiency of decomposition of organic compounds was estimated on the basis of TOC measurement. The highest TOC reduction rate reached 79.6%. A kinetic model of the process was proposed and its parameters were determined experimentally. Good agreement of the experimental and calculated results was obtained.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetycznych procesu mokrego utleniania ścieków przemysłu mleczarskiego. Badania przeprowadzono w okresowym reaktorze zbiornikowym z mieszadłem, przy ciśnieniu cząstkowym tlenu O2 P = 1 MPa, w zakresie temperatury od 473 do 523 K. Utlenianiu poddawano ścieki mleczarskie o ich naturalnym odczynie zbliżonym do wartości 4. Oceny efektywności rozkładu związków organicznych dokonano na podstawie pomiaru wartości TOC. Najwyższy stopień redukcji TOC ukształtował się na poziomie 79,6%. Zaproponowano model kinetyczny procesu i na podstawie badań eksperymentalnych określono jego parametry. Uzyskano dobrą zgodność wyników doświadczalnych i obliczeniowych.

3

Study of heat effect measurement method during oxidation of organic compounds in subcritical water

Puczyńska I., Skrzypski J., Imbierowicz M., Troszkiewicz M.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

419--424

EN

Combination of calorimetry and the oxidation process at elevated temperature and pressure to determine heat effects can be a good method to study mechanisms of chemical reactions.

PL

Zaproponowana metodyka wyznaczania efektów cieplnych reakcji utleniania związków chemicznych może stać się dobrym narzędziem do badania mechanizmów ich przebiegu.

4

Determination of heat effects during the oxidation of biomass in subcritical water

Puczyńska I., Skrzypski J., Imbierowicz M., Troszkiewicz M.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 2

365--371

EN

The search of alternative energy sources is one of the most important elements of sustainable development policy. The biomass is a valuable source of renewable energy but its transformation into biofuel needs a big amount of energy because many kinds of biomass have high hydrations level. The wet oxidation (in subcritical water conditions) of substances containing biopolymers gives a beneficial energetic effect of the process. We do not lose energy for the dehydration of biomass, which is directed towards the burning process. The waste containing cellulose (or another similar biopolymers) is a potential, valuable source of renewable energy. The wet oxidation process in subcritical water conditions can become an attractive alternative for the conventional burning processes.

PL

Poszukiwanie alternatywnych źródeł energii jest jednym z ważniejszych elementów polityki zrównoważonego rozwoju. Biomasa jest w tym kontekście cennym źródłem energii odnawialnej, jednak ze względu na fakt, iż wiele rodzajów biomasy ma wysoki stopień uwodnienia, przekształcenie jej w biopaliwo wymaga dużych nakładów energetycznych. Stosując utlenianie substancji zawierających biopolimery w warunkach wody podkrytycznej (tzw. mokre utlenianie), uzyskujemy korzystny efekt energetyczny procesu, gdyż nie tracimy energii na odwadnianie strumieni kierowanych do spalania. W tym ujęciu odpady zawierające celulozę (lub inne podobne biopolimery) są potencjalnym, cennym źródłem energii odnawialnej, a proces utleniania w warunkach wody podkrytycznej może stać się atrakcyjną alternatywą dla konwencjonalnych procesów spalania.

5

Utylizacja nadmiernego osadu ściekowego metodą mokrego utleniania

Mucha J.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Chemiczna i Procesowa / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Z. 30

79-92

PL

Artykuł zawiera streszczenie pracy doktorskiej obronionej 21.05.2004 r. w Politechnice Łódzkiej na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska w Katedrze Inżynierii Systemów Ochrony Środowiska. Proces mokrego utleniania należy do technik zaawansowanego utleniania w warunkach temperatury 150-350°C, podciśnieniem tlenu 1.5-16.0 MPa i odbywa się najczęściej z jednoczesnym procesem termohydrolizy. Podczas tego procesu następuje konwersja związków organicznych zawartych w masie reak-tywnej w nisko cząsteczkowe związki organiczne, wodę i CO2. W literaturze przedmiotu najczęściej nie rozdziela się obu procesów. W pracy zaproponowano nowy sposób analizy złożonego procesu mokrego utleniania nadmiernego osadu ściekowego poprzez oddzielenie termohydrolizy prowadzącej do rozdzielenia zawiesiny osadu ściekowego na hydrolizat - produkt stały i hydrolizat -produkt ciekły od zasadniczego procesu mokrego utleniania obu produktów. Wykonano badania kinetyki mokrego utleniania w różnych temperaturach obu produktów na podstawie pomiaru TOC (całkowitego węgla organicznego) w czasie procesu z zastosowaniem wysokociśnieniowego reaktora typu PARR. Jednocześnie zaproponowano równanie kinetyczne opisujące proces mokrego utleniania hydrolizatu ciekłego i stałego. Rozkład produktu ciekłego prowadzi do powstania nierozkładalnego produktu końcowego oraz gazowego, rozkład produktu stałego poprzez pośredni produkt ciekły również prowadzi do powstania produktu końcowego oraz gazowego. Otrzymane rozwiązanie równań kinetycznych opisujące zależność względnego stężenia węgla organicznego od czasu dobrze opisują wyniki doświadczalne. Na podstawie dopasowania krzywych teoretycznych do wyników eksperymentów (przy pomocy programu OriginLab Origin) wyznaczono parametry kinetyczne procesu: stałe szybkości kolejnych reakcji i energie aktywacji procesów zakładając rzędy reakcji procesów n = 1 i m = 0 względem stężenia tlenu (który występuje w procesie w ilości nadmiarowej).

EN

The wet oxidation process of is one of the advanced oxidation techniques carried out at the temperature 150-350 °C and oxygen pressure 1.5-16.0 MPa. It is most often accompanied by simultaneous thermohydrolysis. In this process, organic compounds contained in the reaction mass are converted into low-molecular organic compounds, water and CO2. In literature, these two processes are most frequently not separated. The authors propose a new technique to analyse complex wet oxidation process of excess sewage sludge by separating thermohydrolysis that results in the separation of sewage sludge suspension into hydrolyzates: solid and liquid products, from the basic process of wet oxidation of the two products. Wet oxidation kinetics was studied at different temperatures of both products basing on the measurement of TOC (Total Organic Carbon) during the process with the use of a PARR high-pressure reactor. A kinetic equation that describes wet oxidation of liquid and solid hydrolyzate was proposed. Decomposition of the liquid product leads to formation of a non-degradable and gaseous final product, while degradation of the solid product - via an intermediate liquid product - leads also to formation of a final and gaseous product. Solution of the kinetic equations that describe the dependence of relative organic carbon concentration on time, is well illustrated by experimental results. On the basis of fitting theoretical curves to the experimental results with the use of the OriginLab Origin program, the following kinetic parameters of the process were determined: rate constants of subsequent reactions and energies of process activation assuming the reaction orders: n = 1 and m = 0 in relation to the concentration of oxygen which is in excess in the reaction.

6

Utylisation of excess sewage sludge by the wet oxidation method

Mucha J.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Chemiczna i Procesowa / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Z. 30

93-106

EN

The wet oxidation process of is one of the advanced oxidation techniques carried out at the temperature 150-350 °C and oxygen pressure 1.5-16.0 MPa. It is most often accompanied by simultaneous thermohydrolysis. In this process, organic compounds contained in the reaction mass are converted into low-molecular organic compounds, water and CO2. In literature, these two processes are most frequently not separated. The authors propose a new technique to analyse complex wet oxidation process of excess sewage sludge by separating thermohydrolysis that results in the separation of sewage sludge suspension into hydrolyzates: solid and liquid products, from the basic process of wet oxidation of the two products. Wet oxidation kinetics was studied at different temperatures of both products basing on the measurement of TOC (Total Organic Carbon) during the process with the use of a PARR high-pressure reactor. A kinetic equation that describes wet oxidation of liquid and solid hydrolyzate was proposed. Decomposition of the liquid product leads to formation of a non-degradable and gaseous final product, while degradation of the solid product - via an intermediate liquid product - leads also to formation of a final and gaseous product. Solution of the kinetic equations that describe the dependence of relative organic carbon concentration on time, is well illustrated by experimental results. On the basis of fitting theoretical curves to the experimental results with the use of the OriginLab Origin program, the following kinetic parameters of the process were determined: rate constants of subsequent reactions and energies of process activation assuming the reaction orders: n = 1 and m = 0 in relation to the concentration of oxygen which is in excess in the reaction.

PL

Proces mokrego utleniania należy do technik zaawansowanego utleniania w warunkach temperatury 150-350°C, podciśnieniem tlenu 1.5-16.0 MPa i odbywa się najczęściej z jednoczesnym procesem termohydrolizy. Podczas tego procesu następuje konwersja związków organicznych zawartych w masie reak-tywnej w nisko cząsteczkowe związki organiczne, wodę i CO2. W literaturze przedmiotu najczęściej nie rozdziela się obu procesów. W pracy zaproponowano nowy sposób analizy złożonego procesu mokrego utleniania nadmiernego osadu ściekowego poprzez oddzielenie termohydrolizy prowadzącej do rozdzielenia zawiesiny osadu ściekowego na hydrolizat - produkt stały i hydrolizat -produkt ciekły od zasadniczego procesu mokrego utleniania obu produktów. Wykonano badania kinetyki mokrego utleniania w różnych temperaturach obu produktów na podstawie pomiaru TOC (całkowitego węgla organicznego) w czasie procesu z zastosowaniem wysokociśnieniowego reaktora typu PARR. Jednocześnie zaproponowano równanie kinetyczne opisujące proces mokrego utleniania hydrolizatu ciekłego i stałego. Rozkład produktu ciekłego prowadzi do powstania nierozkładalnego produktu końcowego oraz gazowego, rozkład produktu stałego poprzez pośredni produkt ciekły również prowadzi do powstania produktu końcowego oraz gazowego. Otrzymane rozwiązanie równań kinetycznych opisujące zależność względnego stężenia węgla organicznego od czasu dobrze opisują wyniki doświadczalne. Na podstawie dopasowania krzywych teoretycznych do wyników eksperymentów (przy pomocy programu OriginLab Origin) wyznaczono parametry kinetyczne procesu: stałe szybkości kolejnych reakcji i energie aktywacji procesów zakładając rzędy reakcji procesów n = 1 i m = 0 względem stężenia tlenu (który występuje w procesie w ilości nadmiarowej).

7

Kinetyka procesu mokrego utleniania nadmiernego osadu ściekowego po wstępnej termohydrolizie

Mucha J., Urbaniak M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2005

|

T. 8, nr 1

55-72

PL

Proces mokrego utleniania nadmiernego osadu ściekowego należy do technik zaawansowanego utleniania w temperaturze 150+350°C, pod ciśnieniem tlenu 1,5+16,0 MPa i odbywa się najczęściej z jednoczesnym procesem termohydrolizy. Podczas tego procesu następuje konwersja związków organicznych zawartych w masie reaktywnej w małocząsteczkowe związki organiczne, wodę i CO2. W literaturze przedmiotu najczęściej nie rozdziela się obu procesów. Autorzy zaproponowali inny sposób analizy tego złożonego procesu poprzez oddzielenie termohydrolizy prowadzącej do rozdzielenia zawiesiny osadu ściekowego na hydrolizat -produkt stały i hydrolizat - produkt ciekły od zasadniczego procesu mokrego utleniania obu produktów. Wykonano badania kinetyki mokrego utleniania w różnych temperaturach obu produktów na podstawie pomiaru TOC (całkowitego węgla organicznego) w czasie procesu z zastosowaniem wysokociśnieniowego reaktora typu PARR. Jednocześnie zaproponowano równanie kinetyczne opisujące proces mokrego utleniania hydrolizatu ciekłego i stałego. Rozkład produktu ciekłego prowadzi do powstania nierozkładalnego produktu końcowego oraz gazowego, rozkład produktu stałego poprzez pośredni produkt ciekły również prowadzi do powstania produktu końcowego oraz gazowego. Otrzymane rozwiązanie równań kinetycznych opisujące zależność względnego stężenia węgla organicznego od czasu dobrze opisują wyniki doświadczalne. Na podstawie dopasowania krzywych teoretycznych do wyników eksperymentów (za pomocą programu OriginLab Origin) wyznaczono parametry kinetyczne procesu: stałe szybkości kolejnych reakcji i energie aktywacji procesów, zakładając rzędy reakcji procesów n = 1 i m = 0 względem stężenia tlenu (który występuje w procesie w ilości nadmiarowej). W przypadku produktu ciekłego stałe szybkości reakcji prowadzącej do produktów końcowych są wyższe niż do produktów gazowych. Z kolei energia aktywacji procesów utleniania do produktów gazowych jest wyższa niż do produktów końcowych. Energia aktywacji procesu powstawania z fazy stałej produktów gazowych jest niższa od energii aktywacji powstawania produktów gazowych z fazy ciekłej. Wynika to z faktu, że związki organiczne z tej fazy najłatwiej ulegające rozkładowi przeszły do fazy gazowej w pierwszej kolejności. W przypadku procesu mokrego utleniania produktu stałego założono, że w etapie drugim rozpadu ciekłego produktu pośredniego stałe szybkości są takie same jak uprzednio otrzymane dla produktu ciekłego. Pozwoliło to na wyznaczenie stałych szybkości reakcji prowadzących do wytworzenia produktów gazowych i ciekłego produktu pośredniego powstałych z rozkładu produktu stałego. W tym etapie następuje szybszy spadek TOC produktu stałego i rozpuszczanie produktów reakcji w wodzie (zmniejszenie masy cząsteczkowej związków organicznych). Zachodzi gwałtowny wzrost stężenia węgla organicznego w fazie ciekłej (co jest zgodne z niezależnymi wynikami doświadczalnymi).

EN

Wet oxidation process is one of the advanced oxidation techniques which is carried out at temperatures 150+350°C, under pressure of 1.5+16.0 MPa and procceds due to contact of gas phase (containing oxidant) with the sewage sludge. During the process, organic compounds from the reactive mass are oxidized and in the effect CO2, water and some low molecular organic acids are created. More often the process is carried out together with thermohydrolysis. Authors have proposed another way of analysis of the complicated process by dividing of thermohydrolysis process (leading to solid and liquid products) from main reaction of wet oxidation process of both products. The study of wet oxidation process of excess activated sludge after preliminary thermohydrolysis was carried out. The results of wet oxidation (TOC - total organic carbon versus time) obtained at various temperatures have shown that both products - solid and fluid separated after thermohydrolysis oxidize at various rates. However solid product degrades in two steps, first to the fluid product and then to the final and gaseous products. Kinetic models of wet oxidation process for both products were proposed. It was found well fitting of model equations to experimental results. The kinetic parameters of wet oxidation process: rate constants and activation energies if reaction order equal 1 is taken are determined. In the case of liquid product, rate constants of wet oxidation reaction leading to end products are higher than to the gas products. The activation energy of oxidation process of the first reaction leading to end products is lower than ones leading to gas products. For solid products the activation energy of wet oxidation leading to gas products has lower value than that of liquid products. It results from the fact that most unstable organic compounds from solid phase convert to gas phase very early. In the case of wet oxidation of solid product it was assumed that in the second step of decomposition of liquid intermediate product, rate constants are the same as was calculated for liquid product. It allows to determine rate constants of decomposition reactions of solid product leading to gas and intermediate liquid product. This step follows the fast decrease of TOC of solid products and dissolution of reaction products in water (decreasing of molecular mass of organic compounds). It also follows the fast increase of TOC in liquid phase (in agreement with independent experimental results).

8

"Mokre" metody termiczne

Imbierowicz M.

Przegląd Komunalny

|

2002

|

nr 1

48-49

PL

Wśród termicznych metod unieszkodliwiania nadmiernego osadu czynnego można wyróżnić pewną grupę technologii znamiennych tym, że obróbkę osadu prowadzi się w fazie ciekłej. Umownie nazywa się je mokrymi metodami termicznymi, gdyż obecność wody w stanie ciekłym jest warunkiem koniecznym ich stosowania. Do tej grupy technologii zaliczamy m.in.: termohydrolizę osadu czynnego oraz mokre utlenianie.

9

Metody utylizacji materiałów niebezpiecznych. Cz. 2

Kuberski S. M., Rogacki G., Imbierowicz M., Ślot M.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

1998

|

R. 3, nr 1

6-7

PL

Prezentacja ma na celu zapoznanie czytelników z nowoczesnymi metodami utylizacji niewielkich ilości substancji szczególnie niebezpiecznych. Metody te mogą mieć zastosowanie m.in. do skutecznego niszczenia materiałów dowodowych specjalnego znaczenia np. dla potrzeb sądownictwa. Technika ta została zastosowana z powodzeniem m.in. do niszczenia narkotyków oraz toksycznych związków chemicznych na potrzeby Sądu Wojewódzkiego w Łodzi.

10

Metody utylizacji toksycznych ścieków

Zarzycki R., Zawadzka A.

Ekologia i Technika

|

1998

|

R. 6, nr 3

76-78

PL

Przedstawione 3 metody unieszkodliwiania niebezpiecznych i toksycznych składników zawartych w ściekach przemysłowych mają znakomitą skuteczność i prawie całkowity brak uciążliwości dla środowiska. Metody te stają się konkurencyjne w stosunku do innych metod termicznych w tym spalania. Przeszkodą w upowszechnianiu tych metod są wysokie koszty inwestycyjne.

EN

Modern methods for treatment of wastewater containing organic compounds which are difficult to remove by other mehods are discussed in the paper. Wet oxidation, supercritical water oxidation and the oxidation of hazardous waste using Fenton reaction are discussed.