Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Recovery of Volatile Fatty Acids During the Process of Anaerobic Stabilization of Sewage Sludge Coming from the Food Industry

Zawieja I., Bień J., Worwąg M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 1-2

169-177

EN

The conventional process of oxygen-free stabilization is time-consuming and has low effectiveness. The literature review made, as well as the original studies carried out suggest that the ultrasonic conditioning provides a new way of shortening the duration and increasing the effectiveness of the process of oxygen-free stabilization of sludges forming in the process of treatment of both domestic sewage and industrial liquid wastes. Achieving the considerable increase in the degree of digestion during the oxygen-free stabilization of sludge conditioned with the ultrasonic (US) field compared with the reduction of organic matter noted during the oxygen-free stabilization of non-conditioned sludge results from the combined action of both biological hydrolysis, being the first stage of the process, and the phenomenon of sonochemical hydrolysis taking place during the treatment process. Subjecting sludge to conditioning by the method investigated contributes to a considerable intensification of the hydrolysis phase, as reflected by the increase in the production rate and concentration of volatile fatty acids noted in the successive days of conducting the oxygen-free stabilization process, which determines directly the increase of digestion effectiveness, ie the degree of sludge digestion and the unit production of biogas. Excessive active sludge formed as a result of the treatment of a mixture of domestic sewage and industrial liquid wastes generated in a plant manufacturing juices and beverages was subjected to oxygen-free stabilization under static conditions. The process was conducted both in laboratory flasks, constituting fermentation chamber models, as well as in a sludge fermentation chamber by Applicon.

PL

Konwencjonalny proces stabilizacji beztlenowej jest często czasochłonny i ma niską efektywność. Dokonany przegląd literaturowy, jak również przeprowadzone badania własne sugerują, że ultradźwiękowe kondycjonowanie stanowi nową drogę do skrócenia czasu oraz zwiększenia efektywności procesu stabilizacji beztlenowej osadów, powstających zarówno w procesie oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych, jak i przemysłowych. Uzyskanie znacznego wzrostu stopnia przefermentowania podczas stabilizacji beztlenowej osadów kondycjonowanych polem ultradźwiękowym (UD), w odniesieniu do redukcji substancji organicznych odnotowanych podczas stabilizacji beztlenowej osadów niepreparowanych, wynika z kombinacji działania zarówno hydrolizy biologicznej, stanowiącej pierwszy etap procesu, jak również zjawiska hydrolizy sonochemicznej, mającej miejsce podczas procesu preparowania. Poddanie osadów kondycjonowaniu badaną metodą wpływa na znaczną intensyfikację fazy hydrolizy, czego wyrazem był odnotowany w kolejnych dniach prowadzenia procesu stabilizacji beztlenowej wzrost tempa produkcji oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych, warunkujący bezpośrednio zwiększenie efektywności fermentacji, tj. stopnia przefermentowania osadów oraz jednostkowej produkcji biogazu. Stabilizacji beztlenowej, w warunkach statycznych, poddano nadmierny osad czynny powstający w wyniku oczyszczania mieszaniny ścieków bytowo-gospodarczych oraz przemysłowych powstających na terenie zakładu produkującego soki oraz napoje. Proces prowadzono zarówno w kolbach laboratoryjnych, stanowiących modele komór fermentacyjnych, jak również w komorze fermentacyjnej firmy Applicon.

2

Recovering of Biogass from Waste Deposited on Landfills

Zawieja I., Wolski P., Wolny L.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 7

923-932

EN

The waste dump as the place, which is burdensome for the environment, can have disadvantageous influence on all its elements. It can affect directly: the air, the ground surface together with the soil, the surface and the underground waters and it can affect indirectly: the health of the population which lives in its surrounding and the animal world. In Poland the waste dumps (together with mines and water treatment plants) have dominant influence on the methane emission from so-called anthropogenic sources. The methane is the second gas, after carbon dioxide, which is responsible for the greenhouse effect. What is more, it is a valuable source of energy carrier, which is produced from the organic substances during the sophisticated process, as regards biochemistry, called oxygen-free stabilization. The content of gas in the vertical structure section of the deposit is not stable. The amount an the quality of waste dump gas depend mainly on the morphology and on the percentage content of the organic parts of the deposited wastes and on their humidity, on their effective concentration and on the insulating cover during the exploitation of the waste dump. According to the literature data, from 100 m3 of biogas there can be produced about 560–600 kWh of electric energy. The waste dump of the surface: 15 ha can give from 20 GWh up to 60 GWh of energy during a year if the year-long mass of the deposited wastes is about 180 000 Mg. The multilateral and multidimensional character of the renewable energy sources causes that they can have a significant influence both on the development of regional politics of the country, directly affecting the increase of the country energy safety level. They can also have an influence on the keeping to the emission limits which were imposed by European Union (EU), concerning, among others, the production of greenhouse gases. In the Kyoto report ratified in 1997 by Poland, all countries of EU are obliged to reduce the emission of greenhouse gases of 8 % up to 2012. In the article there have been discussed the issue concerning both the biogas energy potential and the management of biogas as well as there have been reviewed the legal acts concerning the usage of biogas which arises on the wastes dumps.

PL

Składowisko jako obiekt uciążliwy dla środowiska może oddziaływać niekorzystnie na wszystkie jego elementy, bezpooerednio na powietrze, powierzchnię ziemi wraz z glebą, wody powierzchniowe i podziemne oraz pośrednio na zdrowie ludnooeci zamieszkałej w jego otoczeniu, jak również świat zwierząt. W Polsce składowiska odpadów (wraz z kopalniami i oczyszczalniami ścieków) mają dominujący wpływ na emisję metanu z tzw. źródeł antropogennych. Metan jest drugim po ditlenku węgla gazem odpowiedzialnym za zjawisko cieplarniane. Ponadto jest wartościowym nośnikiem energii, wytwarzanym z substancji organicznych podczas złożonego pod względem biochemicznym procesu, jakim jest stabilizacja beztlenowa. Skład biogazu w pionowym przekroju złoża nie jest stały. Ilość i jakość gazu składowiskowego zależy głównie od morfologii i procentowej zawartości części organicznych deponowanych odpadów oraz od ich wilgotności, efektywnego zagęszczania, a także przykrycia izolacyjnego w trakcie eksploatacji składowiska. Jak podają dane literaturowe, ze 100 m3 biogazu można wyprodukować około 560–600 kWh energii elektrycznej. Ze składowiska o powierzchni około 15 ha można uzyskać od 20 do 60 GWh energii w ciągu roku, jeżeli roczna masa składowanych odpadów to około 180 tys. Mg (ton). Poprzez swoją wielostronność i wielowymiarowość odnawialne źródła energii mogą znacząco przyczynić się zarówno do rozwoju polityki regionalnej kraju, wpływając bezpośrednio na zwiększenie poziomu bezpieczeństwa energetycznego, jak również dotrzymanie wprowadzonych przez Unię Europejską (UE) limitów emisyjnych, dotyczących m.in. wytwarzania gazów cieplarnianych. W ratyfikowanym przez Polskę protokole z Kioto z 1997 r., kraje UE zobowiązały się zredukować do roku 2012 emisję gazów cieplarnianych o 8 %. W artykule podjęto problematykę dotyczącą zarówno potencjału energetycznego biogazu, instalacji służących do ujmowania biogazu oraz jego zagospodarowania, jak również dokonano przeglądu aktów prawnych dotyczących wykorzystania biogazu powstającego na składowiskach odpadów.

3

Zespoły mikroorganizmów w procesach beztlenowej stabilizacji osadów

Worwąg M., Bień J., Zawieja I.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

515--522

PL

Fermentacja metanowa jest to złożony proces przebiegający przy udziale zróżnicowanych populacji drobnoustrojów pod względem pokarmowym, ale synergistycznie zależnych od siebie. Związki makromolekularne rozkładane są do związków prostych, stanowiących substrat dla bakterii fermentacji metanowej, które następnie produkują wodór, alkohole oraz lotne kwasy tłuszczowe (LKT). LKT są zużywane przez bakterie syntroficzne z wytworzeniem octanu i wodoru. Octan może być także produkowany z wodoru i ditlenku węgla przez niektóre bakterie homoacetogenne oraz bakterie redukujące siarczany czy inne mikroorganizmy beztlenowe. Wodór, octan i inne składniki wykorzystywane są przez bakterie metanogenne do produkcji metanu. Charakterystyka zbiorowisk mikroorganizmów fermentacji metanowej pozwala na prześledzenie zmian i aktywności populacji drobnoustrojów. Substratem do badań był nadmierny osad czynny pochodzący z Koniecpolskich Zakładów Płyt Pilśniowych „Koniecpol“ S.A., zaszczepiony osadem przefermentowanym, pobranym z komunalnej oczyszczalni ścieków „WARTA” w Częstochowie. Mieszaninę poddano 25-dniowej mezofilowej fermentacji metanowej. Badania prowadzono w kolbach laboratoryjnych umieszczonych w stacji do hodowli beztlenowych BACTRON w temperaturze 37ºC. Zawartość badanych kolb mieszano co kilka godzin ręcznie. W celu poznania zakresu zmian liczbowychzbiorowisk mikroorganizmów, biorących udział w beztlenowej stabilizacji osadów ściekowych, w trakcie trwania procesu, codziennie dokonywano oznaczeń biologicznych na podłożu selektywnym, a także pomiaru odczynu pH mieszaniny osadów ściekowych wewnątrz stacji BACTRON w warunkach beztlenowych. W zakresie analiz mikrobiologicznych przeprowadzono również obserwacje mikroskopowe za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego. Przed oraz po fermentacji metanowej dokonywano analizy fizyczno-chemicznej mieszaniny, mianowicie: suchej masy, suchej masy organicznej i mineralnej, zasadowości ogólnej, ChZT, LKT, azotu Kjeldahla, azotu amonowego, węgla ogólnego.

EN

The methane fermentation is a sophisticated process which takes place with the participation of various populations of microorganisms in respect of culture, however, they depend on each other in a synergistic way. The macromolecular compounds are resolved into simple compounds, which are the substrates for bacteria of methane fermentation and then they produce hydrogen, alcohol, volatile fatty acids (VFA). VFA are used by syntrophic bacteria with the production of acetate and hydrogen. Acetate can also be produced from hydrogen and carbon dioxide by some homoacetogenic bacteria and by bacteria which reduce sulfates or by other oxygen-free microorganisms. Hydrogen, acetate and other components are used to produce methane by methanogenic bacteria. The characteristics of microorganisms populations of methane fermentation allows to observe the changes and the activities of the microorganisms populations. The substrate of the research was the excessive activated sludge coming from Koniecpol Fibreboard Factory “Koniecpol” S.A. inoculated by fermented sludge, taken from the municipal sewage treatment plant: WARTA in Częstochowa. The mixture was later put to the 25-day mesophile methane fermentation. The research was made in the laboratory flasks, put into the oxygen-free cultures station called BACTRON in the temperature of 37ºC. The content of the examined flasks was mixed every few hours by hand. In order to find out the range of the numerical changes of the microorganism complexes, taking place in oxygen-free stabilization of sewage sludge, during the process, there were made every day: the biological determinations on the selective base and the measurement of pH reaction of the mixture of sewage sludge inside the BACTRON station in oxygen-free conditions. Within the range of microbiological analyses there were also made the microscopic observations by mean of a fluorescent microscope. Before and after the methane fermentation there were made the physical and chemical analysis of the mixture, which includes the parameters: dry matter, dry organic and mineral matter, general alkalinity, COD (chemical oxygen demand), Kjeldahl nitrogen, ammonium nitrogen, general carbon.

4

Pozyskiwanie lotnych kwasów tłuszczowych w procesie stabilizacji beztlenowej osadów pochodzących z przemysłu spożywczego

Zawieja I., Bień J., Worwąg M.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

529--534

PL

Konwencjonalny proces stabilizacji beztlenowej jest często czasochłonny i ma małą efektywność. Dokonany przegląd literaturowy, a także przeprowadzone badania własne sugerują, że ultradźwiękowe kondycjonowanie stanowi nową drogę do skrócenia czasu oraz zwiększenia efektywności procesu stabilizacji beztlenowej osadów, powstających w procesie oczyszczania tak ścieków bytowo-gospodarczych, jak i przemysłowych. Uzyskanie znacznego wzrostu stopnia przefermentowania podczas stabilizacji beztlenowej osadów kondycjonowanych polem ultradźwiękowym (UD), w odniesieniu do redukcji substancji organicznych odnotowanych podczas stabilizacji beztlenowej osadów niepreparowanych, wynika z kombinacji działania zarówno hydrolizy biologicznej, stanowiącej pierwszy etap procesu, jak również zjawiska hydrolizy sonochemicznej, mającej miejsce podczas procesu preparowania. Poddanie osadów kondycjonowaniu badaną metodą wpływa na znaczną intensyfikację fazy hydrolizy, czego wyrazem był odnotowany w kolejnych dniach prowadzenia procesu stabilizacji beztlenowej wzrost tempa produkcji oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych, warunkujący bezpośrednio zwiększenie efektywności fermentacji, tj. stopnia przefermentowania osadów oraz jednostkowej produkcji biogazu. Stabilizacji beztlenowej, w warunkach statycznych, poddano nadmierny osad czynny powstający w wyniku oczyszczania mieszaniny ścieków bytowo-gospodarczych oraz przemysłowych powstających na terenie zakładu produkującego soki oraz napoje. Proces prowadzono zarówno w kolbach laboratoryjnych, stanowiących modele komór fermentacyjnych, jak również w komorze fermentacyjnej firmy Applicon.

EN

The traditional oxygen-free stabilization process is often time-consuming and is not very effective. The review of the accessible literature and own research suggest that the ultrasonic conditioning is the new way to shorten the time and to increase the efficiency of oxygen-free stabilization process of sewage sludge, which arises both during the process of treating domestic and technological sewage. The obtaining of the significant increase of the fermentation degree during the oxygen-free stabilization process of sewage sludge conditioned by means of ultrasonic field (UF) in relation to the reduction of organic substances observed during the oxygen-free stabilization process of non-prepared sewage sludge is caused by the combination of working both of: biological hydrolysis, which is the first stage of the process, and of: the phenomenon of sonochemical hydrolysis which takes places during the preparation process. The conditioning of sewage sludge by means of the examined method has the influence on the considerable intensification of hydrolysis phase. This is expressed by the increase in production rate and in concentration of volatile fatty acids which was observed on the following days of carrying out the oxygen-free stabilization process. The excesse activated sludge, in static conditions, was subject of oxygen-free stabilization process. The excesse activated sludge arose as the result of treating the mixture of domestic sludge and technological sludge arising in the company which produces juices and drinks. The process was carried out both in laboratory flasks, which were the models of sludge digestion chamber, as well as in the sludge digestion chamber of Applicon company.

5

Pozyskiwanie biogazu z odpadów deponowanych na składowiskach

Zawieja I., Wolski P., Wolny L.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

535--539

PL

Składowisko jako obiekt uciążliwy dla środowiska może oddziaływać niekorzystnie na wszystkie jego elementy, bezpośrednio na powietrze, powierzchnię ziemi wraz z glebą, wody powierzchniowe i podziemne oraz pośrednio na zdrowie ludzi mieszkających w jego otoczeniu, a także świat zwierząt i roślin. W Polsce składowiska odpadów (wraz z kopalniami i oczyszczalniami ścieków) mają dominujący wpływ na emisję metanu z tzw. źródeł antropogennych. Metan jest drugim po ditlenku węgla gazem odpowiedzialnym za zjawisko cieplarniane. Ponadto jest wartościowym nośnikiem energii, wytwarzanym z substancji organicznych podczas złożonego pod względem biochemicznym procesu, jakim jest stabilizacja beztlenowa. Skład biogazu w pionowym przekroju złoża nie jest stały. Ilość i jakość gazu wysypiskowego zależą głównie od morfologii i procentowej zawartości części organicznych deponowanych odpadów oraz od ich wilgotności, efektywnego zagęszczania, a także przykrycia izolacyjnego w trakcie eksploatacji składowiska. Jak podają dane literaturowe, ze 100 m3 biogazu można wyprodukować około 560÷600 kWh energii elektrycznej. Ze składowiska o powierzchni około 15 ha można uzyskać od 20 do 60 GWh energii w ciągu roku, jeżeli roczna masa składowanych odpadów to około 180 tys. ton. Poprzez swoją wielostronność i wielowymiarowość odnawialne źródła energii mogą znacząco przyczynić się zarówno do rozwoju polityki regionalnej kraju, wpływając bezpośrednio na zwiększenie poziomu bezpieczeństwa energetycznego, jak również dotrzymanie wprowadzonych przez Unię Europejską (UE) limitów emisyjnych, dotyczących między innymi wytwarzania gazów cieplarnianych. W ratyfikowanym przez Polskę Protokole z Kioto z 1997 r., kraje UE zobowiązały się zredukować do roku 2012 emisję gazów cieplarnianych o 8%. W artykule podjęto problematykę dotyczącą zarówno potencjału energetycznego biogazu, instalacji służących do ujmowania biogazu oraz jego zagospodarowania, jak również dokonano przeglądu aktów prawnych dotyczących wykorzystania biogazu powstającego na składowiskach odpadów.

EN

The waste dump as the place, which is burdensome for the environment, can have disadvantageous influence on all its elements. It can affect directly: the air, the ground surface together with the soil, the surface andthe underground waters and it can affect indirectly: the health of the population which lives in its surrounding and the animal world. In Poland the waste dumps have (together with mines and water treatment plants) have dominant influence on the methane emission from so-called anthropogenic sources. The methane is the second gas, after carbon dioxide, which is responsible for the greenhouse effect. What is more, it is a valuable source of energy carrier, which is produced from the organic substances during the sophisticated process, as regards biochemistry, called oxygen-free stabilization. The content of gas in the vertical structure section of the deposit is not stable. The amount and the quality of waste dump gas depend mainly on the morphology and on the percentage content of the organic parts of the deposited wastes and on their humidity, on their effective concentration and on the insulating cover during the exploitation of the waste dump. According to the literature data, from 100 m3 of biogas there can be produced about 560÷600 kWh of electric energy. The waste dump of the surface: 15 ha can give from 20 GWh up to 60 GWh of energy during a year if the year-long mass of the deposited wastes is about 180 000 tons. The multilateral and multidimensional character of the renewable energy sources causes that they can have a significant influence both on the development of regional politics of the country, directly affecting the increase of the country energy safety level. They can also have an influence on the keeping to the emission limits which were imposed by European Union (EU), concerning, among others, the production of greenhouse gases. In the Kyoto report ratified in 1997 by Poland, all countries of EU are obliged to reduce the emission of greenhouse gases of 8% up to 2012. In the article there have been discussed the issue concerning both the biogas energy potential and the management of biogas as well as there have been reviewed the legal acts concerning the usage of biogas which arises on the wastes dumps.

6

Przebieg procesu hydrolizy w stabilizacji beztlenowej osadów ściekowych

Bień J., Zawieja I., Worwag M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2009

|

Nr 7-8

44-46

EN

Presentation of research results for hydrolysis process during periodical oxygen-free stabilization, conducted in laboratory conditions in 10 fermentation flasks. Stabilization process was conducted in mesophilic temperature regime. Sludge given to fermentation came from communal sewage treatment plant being at a starting stage.

7

Alkaliczne i ultradźwiękowe kondycjonowanie osadu nadmiernego przed procesem stabilizacji beztlenowej

Bień J., Szparkowska I.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2004

|

Nr 9

316-320

EN

Analysis of introductory conditioning of excessive sludge and its influence on improving the level of sludge disintegration and methane fermentation process effectiveness. Comparison of the effects of conditioning by different methods (the most effective was considered the combined method - alkaline and ultrasonic conditioning).