Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pretreatment of Stabilized Landfill Leachate Using Ozone

Kwarciak-Kozłowska A.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 5

186--193

EN

The paper presents the possibility of using the ozonation process in landfill leachate pretreatment. The study was conducted in three stages. In the first stage, the landfill leachate was subjected only to the ozone, with the dose varying from 10 mg/dm3 to 40 mg/dm3. As part of this stage of research, the effect of changes in the pH of wastewater undergoing the process of ozonation on the efficiency of TOC removal was examined. For all the tested pH values (pH = 3.5, pH = 7 pH = 8.5 pH = 10), the TOC removal rate constant (kRowo) during ozonization was determined. In the second stage of the study, the ozonation process was facilitated by UV radiation. Additionally in this stage, the rate of generation of OH• radicals was accelerated by the addition of hydrogen peroxide to the reactor. The COD: H2O2 ratio by weight was 1:2.5, 1:5 and 1:10 and 1:20. In the last stage of the study, we attempted to assist the ozonation process using ultrasonic field. The employed vibration amplitude amounted to 25μm and sonication time equalled 300 seconds. It was found that the ozonation process is the most effective at alkaline pH (8.5). The TOC removal efficiency was 37% (346 mg/dm3) after 60 minutes of ozonation. The best results of pollutants oxidation measured as COD and TOC removal were observed when the dose of ozone was 20 mg/dm3. The combination of sonication and ozonation has resulted in a reduction of COD and TOC values by 370 mg/dm3 and 126 mg/3, respectively, in comparison to the ozonation process alone. It was found that the most effective process in landfill leachate treatment is the combination of ozonation with hydrogen peroxide addition (COD:H2O2=1:10). The COD, TOC and BOD values were 65%, 62% and 36% lower, respectively, in comparison to ozonation process conducted alone.

2

The quality of sludge liquids produced in the process of mechanical dewatering of digested sludge

Bień B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2017

|

Vol. 24, nr 1

65--74

EN

The quality of sludge liquids produced in the processes of mechanical dewatering of sludge depends on the stabilization technology and the kind of device, its proper operation, and an appropriate choice of conditioning chemicals. The article presents the impact of selected conditioning chemicals and methods, such as: PIX 113, PIX 123, Zetag 8160 polyelectrolyte, ultrasonic field, and their combined effect on the properties of sludge liquids. crude sludge liquids were characterized by high concentrations of ammonium nitrogen (931–1,508.9 mg N-NH4 +/dm3), phosphates (24.3–89.4 mg PO4 3–/dm3) and organic compounds referred to as COD (784–1,856 mg O2/dm3). It was found that the combined effect of inorganic coagulant PIX 123 and polyelectrolyte allowed the reduction of suspended solids and COD in sludge liquids. In the case of suspension, the highest reduction (53.8%) was obtained when using PIX 123. With regard to the changes of COD, similar effects were obtained for PIX 123 (43%) and the combined method (41.6%). The use of the PIX 113 coagulant and Zetag 8160 polyelectrolyte increased the ratio of total suspended solids in the sludge liquids in relation to crude sludge liquids. The PIX 113 coagulant led to reducing the values of COD (90%), ammonium nitrogen (14.9%) and phosphates (93.8%) with relation to crude sludge liquids. Zetag 8160 alone proved to be the least effective.

PL

akość cieczy osadowych powstających w procesach mechanicznego odwadniania osadów zależy od technologii stabilizacji oraz rodzaju urządzenia, prawidłowej jego pracy oraz właściwego doboru środków chemicznych do kondycjonowania. W artykule przedstawiono wpływ wybranych środków i metod kondycjonowania, takich jak: PIX 113, PIX 123, polielektrolit Zetag 8160, pole ultradźwiękowe oraz łączne ich działanie na właściwości cieczy osadowych. Surowe ciecze osadowe charakteryzowały się wysokimi stężeniami azotu amonowego (931,5–1508,9 mg N-NH4 +/dm3), fosforanów (24,3–89,4 mg PO4 3–/dm3) oraz związków organicznych oznaczonych jako ChZT (784,0–1856 mg O2/dm3). Stwierdzono, że połączone działanie nieorganicznego koagulantu PIX 123 i polielektrolitu pozwoliło na zmniejszenie ilości zawiesin oraz ChZT w cieczach osadowych. W przypadku zawiesiny najlepszy stopień jej zmniejszenia uzyskano przy stosowaniu PIX-u 123. Wynosił on 53,8%. Analizując zmiany ChZT, podobne efekty uzyskano dla PIX-u 123 (43%) oraz metody łączonej (41,6%). Natomiast użycie koagulantu PIX 113 i polielektrolitu Zetag 8160 spowodowało w cieczy osadowej zwiększenie zawiesin ogólnych w odniesieniu do surowych cieczy osadowych. Działanie koagulantu PIX 113 wpłynęło na zmniejszenie wartości ChZT (90%), azotu amonowego (14,9%) i fosforanów (93,8%) w odniesieniu do surowych cieczy osadowych. Najmniej skuteczny okazał się polielektrolit Zetag 8160.

3

Zależność pomiędzy właściwościami reologicznymi a morfologią mieszanin tłuszczów poddanych krystalizacji w polu ultradźwiękowym

Tal-Figiel B., Figiel W., Michno A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 10

2021--2024

PL

Wiele sensorycznych właściwości tłuszczów, takich jak rozprowadzanie i tekstura, zależy od wytrzymałości sieci zbudowanej z kryształów tłuszczów. Proces krystalizacji ma w związku z tym duży wpływ na ostateczną jakość produktu. Jego poprawę można osiągnąć poprzez wykorzystanie pola ultradźwiękowego. Przeprowadzono badania wpływu energii ultradźwięków na krystalizację tłuszczów. W badaniach wykorzystano typowe stałe i ciekłe oleje wykorzystywane w przemysłach farmaceutycznym i kosmetycznym. Otrzymane próbki poddano testom reologicznym. Dodatkowo przeprowadzono obserwacje mikroskopowe. Wyniki pokazały korzystny wpływ energii ultradźwięków na właściwości reologiczne i strukturę sieci krystalicznych tłuszczów.

EN

Four mixts. of liq. rapeseed or castor oils with coconut oil or cocoa butter were prepd., crystd. at 23°C for 5 h under ultrasonication (24–64 kW/m²) and studied for storage modulus. The sonication resulted in decreasing the fractal dimension and increasing the storage modulus of the mixts.

4

Wpływ wstępnej dezintegracji na parametry reologiczne osadów ściekowych poddanych fermentacji

Wolski P.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

775--784

PL

Celem prowadzonych badań było wyznaczenie zależności naprężeń stycznych od gradientu prędkości (krzywych płynięcia) osadów ściekowych wstępnie kondycjonowanych polem ultradźwiękowym, a następnie poddanych fermentacji. W procesie sonifikacji zastosowano cztery natężenia fali ultradźwiękowej: 2,2; 2,7; 3,2; 3,8 W/cm2, natomiast czas sonifikacji przyjęto 600 s. Proces fermentacji prowadzono w 10 kolbach szklanych o pojemności 0,5 dm3 stanowiących modele komór fermentacyjnych. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano najprostszy matematyczny model reologiczny, tzw. model Ostwalda. Przedstawiono również sumaryczny ubytek suchej masy osadów poddanych stabilizacji. W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano zwiększenie naprężeń stycznych wraz z zastosowaniem wyższych natężeń fali pola ultradźwiękowego. Zmniejszenie wartości naprężeń zaobserwowano dla osadów poddanych fermentacji z każdym dniem prowadzenia procesu.

EN

Yield point, viscosity, shear stress are technological parameters useful in practice to control the pumping of sludge, flow and other processes related to their processing. Increasing the efficiency of dewatering causes a decrease in their ability to flow through an increase in the limits of flow and thus the shear stress values. The variability of the stress and the viscosity is the result of changes in the structure occurring in the sludge during the flow. Any change in the structure of sludge by conditioning affected the same for their rheological parameters. The aim of the study was to determine the dependence of shear velocity gradient (flow curves) pre-conditioned ultrasonic field sludge, and then fermented. In the process of sonication, four of the ultrasonic wave intensity i.e.: 2.2; 2.7; 3.2; 3.8 W/cm2 were applied, and the time of sonication equals 600 s. The fermentation process was carried out in 10 glass flask with a capacity of 0.5 dm3 which were models the digester. To describe the flow Wpływ wstępnej dezintegracji na parametry reologiczne osadów ściekowych poddanych fermentacji 781 curves used the simplest mathematical rheological model so. power model Ostwald. It also presents the total loss of dry mass of sludge undergoing stabilization. The studies reported an increase in shear stress with the application of higher intensity ultrasonic wave field. Reducing stress values were observed for fermented sludge with each day of anaerobic stabilization process.

5

Ultradźwiękowa degradacja diklofenaku i ketoprofenu - analiza zjawiska

Próba M., Wolny L.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 9

353--355

PL

W pracy omówiono problematykę zagrożeń zanieczyszczenia wód środkami farmaceutycznymi. Szczególny nacisk położono na zanieczyszczenie wód niesteroidowymi środkami przeciwbólowymi oraz ich wpływ na organizmy wodne. Celem badań było określenie parametrów degradacji w polu ultradźwiękowym w tym: spadku stężenia, redukcji rozmiarów cząstek, zmniejszenie efektu toksycznego ketoprofenu i diklofenaku dla organizmów Daphnia magna. Wyniki badań potwierdziły, iż działanie pola ultradźwiękowego i związanych z nim procesów może przyspieszać i ułatwiać degradację zanieczyszczeń pochodzenia chemicznego w środowisku wodno-ściekowym.

EN

In the paper the problem of water pollution risks with pharmaceuticals was discussed. Particular emphasis was placed on the water pollution with non-steroidal anti-inflammatory and its influence on aquatic animal. The aim of the study was to determine parameters of degradation in the ultrasonic field including: concentration decrease, particle size reduction, reduction of toxic effects of ketoprofen and diclofenac for aquatic organisms Daphnia magna. The results confirmed that the effect of ultrasonic field and related processes may accelerate and facilitate the degradation of chemical origination contaminants in sewage and aqueous environment.

6

Rheological parameters of initially disintegrated sewage sludge after fermentation parametry reologiczne

Wolski P.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 4

411--419

EN

Yield point, viscosity, shear stress are technological parameters useful in practice to control the pumping of sludge, flow and other processes related to their processing. Increasing the efficiency of dewatering causes a decrease in their ability to flow through an increase in the limits of flow and thus the shear stress values. The variability of the stress and the viscosity is the result of changes in the structure occurring in the sludge during the flow. Any change in the structure of sludge by conditioning affected the same for their rheological parameters. The aim of the study was to determine the dependence of shear velocity gradient (flow curves) pre-conditioned ultrasonic field sludge, and then fermented. In the process of sonication, four of the ultrasonic wave intensity ie: 2.2; 2.7; 3.2; 3.8 W/cm2 were applied, and the time of sonication equals 600 s. The fermentation process was carried out in 10 glass flask with a capacity of 0.5 dm3 which were models the digester. To describe the flow curves used the simplest mathematical rheological Ostwald-de Waele model. It also presents the total loss of dry mass of sludge undergoing stabilization. The studies reported an increase in shear stress with the application of higher intensity ultrasonic wave field. Reducing stress values were observed for fermented sludge with each day of anaerobic stabilization process.

PL

Granica płynięcia, lepkość, naprężenia styczne są parametrami technologicznymi przydatnymi w praktyce do kontroli pompowania osadów, płynięcia oraz innych procesów technologicznych związanych z ich przeróbką. Zwiększenie efektywności odwadniania osadów powoduje spadek zdolności ich płynięcia poprzez wzrost granic płynięcia, a tym samym wartości naprężeń stycznych. Zmienność naprężeń i lepkości jest wynikiem zmiany struktury zachodzącej w osadach w trakcie płynięcia. Każda zmiana struktury osadów poprzez kondycjonowanie wpływała tym samym na ich parametry reologiczne. Celem prowadzonych badań było wyznaczenie zależności naprężeń stycznych i lepkości od gradientu prędkości (krzywych płynięcia i lepkości) osadów ściekowych wstępnie kondycjonowanych polem ultradźwiękowym, a następnie poddanych fermentacji. W procesie sonifikacji zastosowano cztery natężenia fali ultradźwiękowej: 2,2; 2,7; 3,2; 3,8 W/cm2, natomiast czas sonifikacji przyjęto 600 s. Proces fermentacji prowadzono w 10 kolbach szklanych o pojemności 0,5 dm3, stanowiących modele komór fermentacyjnych. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano najprostszy matematyczny model reologiczny tzw. model Ostwalda. Przedstawiono również sumaryczny ubytek suchej masy osadów poddanych stabilizacji. W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano zwiększenie naprężeń stycznych wraz z zastosowaniem wyższych natężeń fali pola ultradźwiękowego. Zmniejszenie wartości naprężeń zaobserwowano dla osadów poddanych fermentacji z każdym dniem prowadzenia procesu stabilizacji.

7

Influence of Ultrasonic Pretreatment on Anaerobic Digestion of Excess Sludge from the Food Industry

Zawieja I., Wolny L., Wolski P.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

351--366

PL

Przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych stanowi niezwykle aktualny problem technologiczny, co wiąże się z powstawaniem w ostatnich latach nowych obiektów oczyszczalni, modernizacją już istniejących, jak również z rozwojem wysokoefektywnych metod oczyszczania ścieków. Przez lata wiodącym trendem w zagospodarowaniu osadów ściekowych w Polsce było ich składowanie, jednak obowiązujące w Unii Europejskiej uwarunkowania prawne uniemożliwiają zastosowanie takiego rozwiązania w przyszłości. Modernizacja ciągu technologicznego oczyszczalni ścieków poprzez poprzedzenie wybranych procesów oczyszczania ścieków oraz utylizacji osadów procesem dezintegracji o odpowiednio dobranych parametrach wiąże się ze wzrostem efektywności działania obiektu, nie tylko pod względem technologicznym ale również ekonomicznym. Dezintegracja osadów nadmiernych przed procesem stabilizacji beztlenowej wpływa na zwiększenie podatności osadów na biochemiczny rozkład w warunkach beztlenowych, czego efektem jest przyspieszenie fazy hydrolitycznej procesu, warunkującej powstawanie w kolejnych etapach procesu lotnych kwasów tłuszczowych. Wartość oraz tempo generowania LKT znajduje bezpośrednie odbicie w efektywności produkcji biogazu oraz uzyskanym stopniu mineralizacji osadów. Celem prowadzonych badań była ocena wpływu dezintegracji ultradźwiękowej osadów nadmiernych pochodzących z przemysłu spożywczego na proces hydrolizy będący pierwszym etapem fermentacji metanowej. W badaniach użyto dezintegrator ultradźwiękowy typu VC-750. Osady poddano modyfikacji polem ultradźwiękowym (UD) o amplitudzie drgań pola UD 15, 21, 31, 37, 46 mm i czasie sonifikacji ts = 60–360 s. Następnie przeprowadzono procesy 10-dobowej fermentacji metanowej osadów, poprzedzone modyfikacją osadów nadmiernych polem UD o wybranych, najkorzystniejszych parametrach dezintegracji. Największą skuteczność nadźwiękawiania osadów odnotowano dla czasu ekspozycji równego 360 s oraz amplitudy drgań pola UD 46 mm, uzyskując ok. 5-kotny wzrost wartości ChZT oraz ok. 3-krotny LKT w odniesieniu do wartości początkowych wskaźników.

8

Ekotoksykologiczna ocena wpływu wybranych farmaceutyków na rozwielitkę wielką (Daphnia magna) przed procesem sonikacji i po nim

Próba M., Wolny L.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2015

|

Nr 9

334--336

EN

In the paper the problem of water pollution risks with pharmaceuticals was discussed. Particular emphasis was placed on the water pollution with non-steroidal anti-inflammatory and its influence on aquatic animal. The aim of research was to determine the toxicity reduction level of ketoprofen and diclofenac for Daphnia magna in solutions treated with ultrasound; and cognition effective concentration of immobilization (EC50) of the substance in relation to Daphnia. The need for additional disinfection of drinking water was highlighted.

PL

W pracy omówiono problematykę zagrożeń zanieczyszczenia wód środkami farmaceutycznymi. Szczególny nacisk położono na zanieczyszczenie niesteroidowymi środkami przeciwbólowymi oraz ich wpływ na organizmy wodne. Celem badań było określenie stopnia zmniejszenia efektu toksycznego ketoprofenu i diklofenaku dla organizmów Daphnia magna w roztworach poddanych działaniu ultradźwięków; oraz poznanie skutecznego stężenia immobilizacji (unieruchomienia, EC50) substancji w odniesieniu do rozwielitek. Zwrócono uwagę na konieczność dodatkowej dezynfekcji wody pitnej.

9

Wpływ pola ultradźwiękowego na zwiększenie biodegradowalności ścieków koksowniczych

Kwarciak-Kozłowska A., Krzywicka A.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2015

|

Vol. 17, nr 3

133--142

PL

Ścieki koksownicze ze względu na obecność znacznej ilości związków chemicznych wykazują wysoką toksyczność wobec organizmów żywych, w tym organizmów osadu czynnego wykorzystywanego w biologicznym oczyszczaniu ścieków przemysłowych. Fakt ten jest powodem poszukiwania sposobów mogących zmniejszyć toksyczność ścieków oraz zwiększyć ich podatność na biologiczną degradację. Obiecującymi metodami przyczyniającymi się do tego są procesy wykorzystujące zaawansowane utlenianie zanieczyszczeń. Zalicza się do nich oddziaływanie pola ultradźwiękowego na substancje zawarte w ściekach. Ma ono różnorodny charakter, a największe znaczenie odgrywają inicjowane reakcje sonochemiczne. Do najważniejszych należą reakcje utleniania zanieczyszczeń do związków prostszych, wykazujących większą podatność na biologiczną degradację. Celem omówionych badań było ustalenie wpływu amplitudy drgań oraz czasu sonifikacji na wspomaganie stopnia biodegradacji ścieków koksowniczych.

EN

Coking wastewater due to the presence of large amounts of chemical have a high toxicity to organisms especially microorganisms from activated sludge used in biological treatment of industrial wastewater. This is the reason for searching the ways that may reduce the toxicity of wastewater and increase the their biodegradability. Advanced oxidation processes involving ultrasound are an appropriate way to reduce the toxicity and improve the biodegradability. Ultrasound field affect the organic substances by the sonochemical reactions. The most important reaction is oxidation to biodegradable substances. The aim of this study was to determine the influence of amplitude and time of sonification to improving the biodegradability of coking wastewater.

10

Ultradźwiękowe wspomaganie degradacji wybranych niesteroidowych leków przeciwzapalnych w ściekach

Próba M.

Technologia Wody

|

2013

|

Nr 7-8 (27-28)

24--42

PL

W pracy omówiono problematykę zagrożeń zanieczyszczenia wód środkami farmaceutycznymi. Przedstawiono wyniki badań z oczyszczalni na terenie Polski. Szczególny nacisk położono na zanieczyszczenie wód niesteroidowymi środkami przeciwbólowymi oraz lekami psychoaktywnymi. Zwrócono uwagę na konieczność dodatkowej dezynfekcji wody pitnej. Celem badań było określenie poziomu stężenia oraz stopnia oczyszczenia wybranych grup farmaceutyków w ściekach poddanych działaniu ultradźwięków. Do badań wybrane zostały niesteroidowe leki przeciwzapalne i przeciwbólowe.

EN

In the paper the problem of water pollution risks with pharmaceuticals was discussed. The results of investigation from different sewage treatment plants in Poland were presented. Particular emphasis was placed on the water pollution with non-steroidal anti-inflammatory and psychoactive drugs. The need for additional disinfection of drinking water was highlighted. The aim of research was to determine the level of concentration and the degree of purification of selected groups of pharmaceuticals in wastewater treated with ultrasounds. For testing non-steroidal, anti-inflammatory and analgesic pharmaceuticals were selected.

11

Ultrasonic fields and inspection of composites

Xu C., Wang H.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 12

209--211

EN

Composites are widely used in aerospace, shipbuilding, automobile industry and other fields. Reliability and effectiveness of composites whose primary structural components are fiber-reinforced material need a significant demand for nondestructive testing. Mathematical modeling has evolved as an important tool to providing an aided analysis and optimize experimental setups. Modeling will help to reveal the quantitative features relationship in ultrasonic physical phenomena and to accelerate the development of new NDT techniques. Gaussian beam superposition technique has been developed for homogeneous anisotropic materials and extended to simulate in inhomogeneous structures. Modeling the transducer generated sound beam in composites is very difficult, especially when the geometry structure and the material component are complex. However, methods based on the paraxial approximations that model the transducer wave field with a superposition of Gaussian beams are computationally efficient and well behaved. In this paper, the multi-Gaussian beam model for calculating ultrasonic acoustic field in anisotropic material is introduced and developed to calculate the propagation and penetration of Gaussian beams in composite materials. It is presented that numerical simulations and experimental results of transmitted ultrasonic field for composites with different thickness are effective. Accuracy of the proposed model is verified by comparing model-based predictions with experimental results. Automated ultrasonic scanning technology by means of immersion tank and squirter has been extensively applied in composite quality inspection. But the reliability and repeatability of inspection results are strongly depend on the understanding of ultrasonic propagation model in composites.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowej i wyniki pomiarów rozkładu ciśnienia akustycznego fal przechodzących przez płyty kompozytowe o różnych grubościach. Symulacje wykonano dla głowicy ogniskującej pracującej w zanurzeniu. Wpływ kompozytu na kształt wiązki przejawia się głównie w skróceniu długości ogniskowej. W badaniach eksperymentalnych zastosowano głowic o częstotliwości 1 MHz pracujące w zanurzeniu, a badaniu podlegały rozkłady pola akustycznego po przejściu fal przez zbrojone włóknem węglowym próbki kompozytowe o grubościach od 10 do 25 mm. W drugiej części przedstawione są wyniki badania zakrzywionych próbek kompozytowych zawierających wady sztuczne. Badania wykonano metodą przepuszczania głowicami ze sprzężeniem strumieniem wody. Głowice prowadzone były przez dwa współpracujące roboty.

12

Wpływ natężenia pola ultradźwiękowego na biodegradowalność osadów ściekowych

Zawieja I., Wolny L.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2012

|

Nr 1

25-28

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu natężenia pola ultradźwiękowego (UD), o mocy 1500 W i stałej częstotliwości wynoszącej 20kHz, na biodegradowalność osadów nadmiernych. Stosując wybrane amplitudy drgań pola UD i czas sonifikacji 360s zaobserwowano dla podanych parametrów wzrost stopnia dezintegracji wraz ze wzrostem natężenia pola ultradźwiękowego. Dla amplitudy drgań A=39,25?m i czasie sonifikacji 360s uzyskano najkorzystniejszy stopień dezintegracji osadów wynoszący 66,48% dla wartości natężenia pola UD 2,35 J/scm2.

EN

The results of investigations on the impact of field intensity ultrasound (UD), 1500 W and a fixed frequency of 20kHz, the biodegradability of excessive sediment. Using the selected UD field amplitude and sonication time of 360s was observed for these parameters increase in the degree of disintegration with the increase of the intensity of ultrasound field. For the amplitude A = 39.25 microns and 360s were obtained during sonication of the most favorable degree of disintegration of sludge amounting to 66.48% for the UD field strength J/scm2 2.35.

13

Modelowanie matematyczne kinetyki ekstrakcji substancji aktywnych z roślin leczniczych w polu ultradźwiękowym

Tal-Figiel B.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 9

1689-1693

14

The influence of ultrasonic field on chemical and microbiological parameters of stabilized excessive sludge

Brzeska K., Wolny L.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2011

|

Z. 252

157-158

EN

Anaerobic stabilization is one of the processes applied in modification of sewage sludge. That process is based on biochemical decomposition of macromolecular compounds in participation of suitable microbes. Usage of conditioning technology for sewage sludge before anaerobic stabilization leads to time reduction of that process. The investigations were done on excessive sludge coming from Cen-tral Wastewater Treatment Plant "Warta" S.A. in Częstochowa. Due to fact, that excessive sludge has structure consists of agglomeration of microbes cell it is unsusceptible for anaerobic stabilization. Active ultrasonic field application causes decomposition of microbes cells membranes and release of organic compounds from their interiors. This process increases the effectiveness of anaerobic stabilization. Process of anaerobic stabilization was carried out for 28 days in temperature of 37°C. First sample of excessive sludge was stabilized without conditioning, second sample was stabilized after conditioning in specified parameters of active ultrasonic field. During anaerobic stabilization the following chemical analysis were done: dry matter, mineral dry matter, organic dry matter, volatile fatty acids (VFA), pH, alkalinity, acidity, Kjeldahl general nitrogen, ammonium nitrogen, chemical oxygen demand (COD), general phosphorus. Additionally, microbiological tests of microbes of Escherichia coli, psychrophiles and mezophiles microorganisms were done.

PL

Jednym z procesów stosowanych w przeróbce osadów ściekowych jest stabilizacja beztlenowa. Proces ten polega na biochemicznym rozkładzie wielkocząsteczkowych związków przy udziale odpowiedniego typu bakterii. Zastosowanie techniki kondycjonowania osadów przed stabilizacją beztlenową powoduje skrócenie czasu trwania tego procesu. Badania prowadzono na osadzie nadmiernym pobranym z oczyszczalni "Warta" w Częstochowie. Osad nadmierny tworzy strukturę niepodatną na stabilizację beztlenową, ma ona bowiem postać aglomerowanych komórek mikroorganizmów mało podatnych na rozkład biologiczny. Zastosowanie czynnego pola ultradźwiękowego w tego rodzaju osadzie powoduje rozerwanie błon komórkowych bakterii, co z kolei przyczynia się do uwolnienia związków organicznych z ich wnętrza. Proces ten zwiększa skuteczność stabilizacji beztlenowej. Proces stabilizacji beztlenowej prowadzano przez 28 dni w temperaturze 37°C. W pierwszej części doświadczenia stabilizowano osady niepoddane metodzie kondycjonowania, natomiast w drugiej części doświadczenia stabilizację prowadzono po uprzednim zastosowaniu pola ultradźwiękowego o określonych parametrach. Podczas trwania stabilizacji beztlenowej wykonywano analizy chemiczne, takie jak: sucha masa, sucha masa mineralna, sucha masa organiczna, zasadowość, kwasowość, pH, ChZT, lotne kwasy tłuszczowe, azot amonowy, azot ogólny Kjeldahla, fosfor ogólny. Wykonano również oznaczenia mikrobiologiczne na obecność bakterii typu Escherichia coli, mikroorganizmów psychrofilowych oraz mezofilowych.

15

Wpływ kondycjonowania osadów ściekowych polem ultradźwiękowym wspomaganym substancjami chemicznymi na efektywność procesu odwadniania

Kowalczyk M., Parkitna K., Kamizela T.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2011

|

T. 14, nr 1

87-94

PL

Dokonano analizy efektywności odwadniania w procesie filtracji ciśnieniowej osadów ściekowych mieszanych (komunalno-przemysłowych), kondycjonowanych ultradźwiękami, substancjami chemicznymi (popiół, cement, gips, szkło wodne) oraz metodą łączoną wykorzystującą pole ultradźwiękowe + stosowane komponenty. Celem artykułu było wykazanie, że, wykorzystując energię ultradźwięków i substancje chemiczne, można zmienić właściwości osadów ściekowych poprzez zwiększenie wymiarów i zdolności upakowania cząstek, jednocześnie zwiększyć ilość wody wolnej znajdującej się w osadach, poprawiając tym samym efektywność ich odwadniania. Wzrost skuteczności odwadniania mechanicznego uzyskano przez zastosowanie w preparowaniu osadów metod łączonych, wykorzystujących wstępne nadźwiękawianie i dawkowanie substancji chemicznych. Wywołało to określony skutek w postaci obniżenia uwodnienia końcowego oraz zmiany pozostałych parametrów procesu filtracji ciśnieniowej podczas odwadniania osadów ściekowych w odniesieniu do parametrów osadów niepreparowanych, co wykazały uzyskane i przedstawione w artykule wyniki badań.

EN

In the article examines the effectiveness of drainage in the process of pressure filtration of mixed sludge (municipal industrial), conditioned ultrasonic, chemical (ash, cement, gypsum, water glass) and a combined method using ultrasonic field + used components. The aim of this study was to demonstrate that by using ultrasonic energy and chemicals can change the properties of sewage sludge by increasing the size particle density and capacity, while increasing the amount of free water contained in the sludge thereby improving the efficiency of their drainage. Increase the efficiency of sludge mechanical dewatering was obtained by applying combined methods with usage initial sonication and dosage of chemicals. This caused a effect of the final hydration reduction and changes in other parameters of the filtration pressure during dewatering of sewage sludge in relation to the parameters of sludge not having, as shown by the obtained and presented in this paper test results.

16

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.

17

Kondycjonowanie osadów nadmiernych poddanych stabilizacji a ich odwadnialność

Wolski P., Wolny L., Zawieja I.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2010

|

T. 13, nr 1

67-77

PL

Decydujące znaczenie w przeróbce osadów ściekowych i ich ostatecznym unieszkodliwianiu ma objętość i uwodnienie. W celu poprawy właściwości osadów, w tym także struktury, prowadzi się zabiegi kondycjonujące, które ułatwiają usuwanie wody z osadów w procesach ich odwadniania. Celem przedstawionych badań było określenie zależności pomiędzy kondycjonowaniem osadów nadmiernych polem ultradźwiękowym, zwiększającym biodegradowalność osadów, a poprawą efektywności ich odwadniania. Do badań stosowano osady nadmierne, pochodzące z przemysłu spożywczego (90%) w mieszaninie z osadami przefermentowanymi (10%). W pierwszym etapie badań osady poddano wstępnie dezintegracji ultradźwiękowej w celu intensyfikacji procesu stabilizacji beztlenowej. Za najkorzystniejszą amplitudę drgań uznano A = 36,6 µm oraz czas ekspozycji pola ultradźwiękowego 240 s. W następnym etapie badań wykonano serie doświadczeń, określających podatność na odwadnianie ustabilizowanych po 25 dobach fermentacji mezofilowej osadów nadmiernych. Przed procesem odwadniania osady kondycjonowano polielektrolitami z grupy Praestoli. Wstępne kondycjonowanie osadów nadmiernych polem ultradźwiękowym wpłynęło na poprawę stopnia ich dezintegracji. Po 25 dniach fermentacji uzyskano 66% stopień przefermentowania osadów oraz obniżenie wartości uwodnienia końcowego o 6,1% w porównaniu do osadów nieustabilizowanych. Zastosowanie polielektrolitów było kolejnym zabiegiem kondycjonującym, który skutkował obniżeniem wartości oporu właściwego badanych osadów. Równolegle prowadzono obserwacje struktury kondycjonowanych osadów.

EN

Sewage sludge volume and water content are very important in sludge treatment and disposal. To improve the sludge properties as well as the structure sewage sludge was subjected to conditioning treatments which allowed to remove more water from the sludge during the process of dewatering. The aim of the presented investigations was to determine the relationships between the excess sludge conditioning with ultrasonic field which affect the sludge biodegradability and the improvement of sludge dewatering efficiency. The mixture of excess sludge from food industry (90%) with fermented sludge (10%) was used for the investigations. In the first stage of the investigations the sludge was initially disintegrated by ultrasounds in order to intensify the process of anaerobic stabilization. The most advantageous amplitude of ultrasonic field was A = 36.6 µm and the sonification time was 240 s. The monitoring of the disintegration effect was based on the changes in chemical oxygen demand (COD) value and volatile fatty acids (VFA) of sludge liquid. In the next stage the series of experiments were conducted to determine the susceptibility towards dewatering of the stabilized excess sludge after 25 days of mesophilic fermentation. Before dewatering in the vacuum filtration process the sludge was conditioned with polyelectrolytes belonging to the Praestol group. The preliminary conditioning of the excess sludge with ultrasonic field improved disintegration degree. After 25 days of fermentation the digestion degree was 66% and the decrease of the final sludge volume by 6.1% in comparison to non-stabilized sludge was observed. Other conditioning treatments included the application of polyelectrolytes. In result the decrease in sludge resistance was obtained. At the same time the structure of conditioned sludge was observed.

18

Annular Array Transducer and Matched Amplifier for Therapeutic Ultrasound

Secomski W., Nowicki A., Wójcik J., Lewandowski M., Walczak M., Tymkiewicz R.

Archives of Acoustics

|

2010

|

Vol. 35, No. 4

653-660

EN

The use of therapeutic ultrasound continues to grow. A focused ultrasonic wave can increase the tissue temperature locally for the non-invasive cancer treatment or other medical applications. The authors have designed a seven-element annular array transducer operating at 2.4 MHz. Each element was excited by sine burst supplied by a linear amplifier and FPGA control circuits. The acoustic field, generated by a transducer was initially numerically simulated in a computer and next compared to water tank hydrophone measurements performed at 20, 40 and 60 mm focal depth. The results showed good agreement of the measurements with theory and the possibility to focus the ultrasound in the preselected area. The total acoustic power radiated by the annular array was equal to 2.4 W.

19

Wpływ procesu hydrolizy ultradźwiękowej na generowanie lotnych kwasów tłuszczowych w procesie kwaśnej fermentacji osadów nadmiernych

Zawieja I., Wolny L., Wolski P.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2009

|

T. 12, nr 3

207-217

PL

Kondycjonowanie osadów polem ultradźwiękowym (UD) wpływa na wzrost stopnia ich dezintegracji, wynikiem czego jest nie tylko mechaniczne rozdrobnienie cząstek fazy stałej osadów, mające miejsce w pierwszym etapie procesu kondycjonowania, lecz również szereg reakcji sonochemicznych, prowadzących do lizy komórek mikroorganizmów. Efektem zwiększenia podatności osadów na biochemiczny rozkład w warunkach beztlenowych, obserwowanym w wyniku ultradźwiękowej obróbki, jest intensyfikacja wytwarzania lotnych kwasów tłuszczowych w czasie fazy hydrolitycznej procesu fermentacji. Lotne kwasy tłuszczowe stanowią istotny produkt pośredni procesu stabilizacji beztlenowej, których wartość determinuje bezpośrednio intensywność produkcji biogazu. Celem badań była analiza wpływu kondycjonowania osadów nadmiernych polem ultradźwiękowym na generowanie LKT w procesie hydrolizy ultradźwiękowej (sonolizy) oraz w procesie hydrolizy biologicznej, stanowiącej pierwszą fazę procesu stabilizacji beztlenowej. Fermentacji kwaśnej poddano mieszaninę osadów nadmiernych (90%) pochodzących z Koniecpolskich Zakładów Płyt Pilśniowych oraz osadów przefermentowanych (10%), pełniących rolę zaszczepu z Centralnej Oczyszczalni Ścieków P.S.W. WARTA w Częstochowie. Badania prowadzono w kolbach szklanych, będących modelami komór fermentacyjnych w mezofilowym reżimie temperatur. Proces stabilizacji beztlenowej prowadzony był w warunkach statycznych. Podczas prowadzonego kondycjonowania, w wyniku zachodzącego procesu hydrolizy ultradźwiękowej, zaobserwowano wraz ze zwiększeniem czasu sonifikacji oraz amplitudy drgań istotny wzrost wartości ChZT oraz korelujący z nim przyrost wartości lotnych kwasów tłuszczowych. W przypadku najniższej stosowanej amplitudy drgań wynoszącej 15,3 µm w odniesieniu do wartości LKT przed procesem kondycjonowania uzyskano dla najkorzystniejszego czasu wynoszącego 240 s ok. 2-krotny przyrost wartości LKT. Natomiast w przypadku amplitudy 36,6 µm, uznanej za najkorzystniejszą, dla najlepszego czasu nadźwiękawiania wynoszącego 300 s otrzymano ok. 6-krotny wzrost wartości lotnych kwasów tłuszczowych w odniesieniu do wartości przed procesem dezintegracji. Podczas fermentacji kwaśnej osadów nadmiernych kondycjonowanych polem UD o amplitudzie 21,4 oraz 36,6 µm oraz czasie sonifikacji, wynoszącym odpowiednio 360 oraz 300 s, uzyskano, w odniesieniu do wartości maksymalnej LKT odnotowanej w 10 dniu procesu, ok. 1,5-krotny oraz 2,5-krotny przyrost LKT w porównaniu z wynikami otrzymanymi w procesie fermentacji osadów surowych.

EN

Sewage sludge conditioning with ultrasonic field (UF) impacts on the increase of its disintegration degree. In the first part of conditioning process the mechanical dispersion of sewage solid phase was observed as well as the sonochemical reactions which caused the lysis of microbes cells. As the result of the increase of sludge biochemical susceptibility in the anaerobic conditions the intensification of volatile fatty acid (VFA) increase in the hydrolythic phase of fermentation process is observed. VFA content in sludge liquid is the essential effect of stabilization process. VFA concentration determines the intensity of biogas generation. The aim of investigation was the analysis of the influence of excess sludge conditioning on VFA generation in the sonolysis process, as well as in the biological hydrolysis process which is the first phase of anaerobic stabilization process. The mixture of excess sludge (90%) from Koniecpolskie Zakłady Płyt Pilśniowych and digested sludge (10%), used as inoculum from WWTP in Częstochowa was tested in fermentation process. The investigations were conducted in laboratory bulbs, being models of fermentation chambers and in the mesophilic temperature regime of static conditions. As the result of hydrolysis during the conditioning process the essential increase of Chemical Oxygen Demand (COD) and VFA values in the sludge liquid was observed. In the case of the lowest value of UF amplitude (15.3 µm) and exposition time 240 s double increase of VFA, comparing to untreated sludge, was observed. For the most advantageous value of amplitude (36.6 µm) and exposition time of 300 s 6-times increase of VFA was obtained. During acid fermentation of excess sludge, conditioned with ultrasonic field amplitude of 21 and 36.6 µm and at time of sonification respectively 360 s and 300 s it was obtained, in comparing to the VFA maximum value determined through 10-day process, about 1.5 and 2.5 times increase of VFA.

20

Impact of Ultrasonic Field on the Efficiency of Landfill Leachate Co-Treatment in Anaerobic Digestion - Reverse Osmosis System

Bohdziewicz J., Kwarciak-Kozłowska A., Kuglarz M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 11

1483-1490

EN

The results of a research project pertaining to the specification of the influence of the ultrasonic, US field on the efficiency of landfill leachate co-treatment in the process of anaerobic digestion associated with reverse osmosis were presented. The biological process - methane fermentation - was conducted in the bioreactor equipped with submerged membrane module (MBR reactor). The concentration of the anaerobic sludge granules was maintained at the fixed level of 10 g/m3. The samples both after and before ultrasonic disintegration underwent the digestion process. Hydraulic retention time was varied within the range of between l and 3 days, which allowed to increase the OLR (Organic Loding Rate) value from 1.3 kg COD/m3d to 4.0 kg COD/m3d. It was established that ultrasonic disintegration reduced the HRT value from 2 to 1.5 days, as compared with non-disintegrated samples. What is more, ultrasonic, US-facilitated samples exhibited a higher COD reduction as well as the overall biogas production, on average by 10 % and 11 %, respectively. Since the biologically treated effluent in both analysed modes (MBR and MBR+US) exhibited a high degree of contamination - which did not allow to release the effluent into the natural water - an attempt was made to post-treat it by means of a high-driven membrane process, ie reverse osmosis. The application of reverse osmosis enabled a high degree of pollutants reduction. However, the final volumetric permeate flux (in both cases, ie MBR and MBR +US) exhibited an excessive concentration of ammonia nitrogen, which did not allow to release the effluent into receiving water. It was suggested that further experiments should additionally be based on nitrogen ammonia removal processes, eg ammonia stripping.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia wpływu pola ultradźwiękowego (UD) na efektywność współoczyszczania odcieków ze ściekami syntetycznymi w procesie fermentacji metanowej skojarzonym z odwróconą osmozą. Oczyszczanie ścieków metodą biologiczną realizowano w beztlenowym bioreaktorze z zanurzonym modułem membranowym (MBR), w którym stężenie osadu granulowanego utrzymywano na poziomie 10 g/dm3. Czas zatrzymania w reaktorze zmieniano w zakresie wartości od 3 do l d, uzyskując dzięki temu wzrost obciążenia reaktora ładunkiem zanieczyszczeń od 1,3 do 4,0 kg ChZT/m3d. Stwierdzono, że kondycjonowanie odcieków w polu UD pozwoliło na skrócenie z 2 do 1,5 d hydraulicznego czasu zatrzymania mieszaniny współoczyszczanych ścieków w reaktorze MBR w porównaniu z procesem fermentacji prowadzonym dla odcieków nie poddawanych nadźwiękawianiu. Odnotowano również średnio o 10 % większy stopień usunięcia ChZT oczyszczonych ścieków dla każdego z przebadanych HRT i o 11 % większą objętość generowanego biogazu. Z uwagi na fakt, że ścieki po procesie beztlenowej biodegradacji w obu przebadanych układach (MBR i MBR+UD) nadal charakteryzowały się dużym ładunkiem zanieczyszczeń uniemożliwiającym ich bezpośrednie odprowadzenie do odbiornika naturalnego, podjęto próbę ich doczyszczania metodą odwróconej osmozy. Pomimo bardzo dużej retencji ładunku zanieczyszczeń, w otrzymanym permeacie stężenie azotu amonowego pozostało nadal na zbyt wysokim poziomie. W celu obniżenia pozostałego azotu amonowego poniżej wartości umożliwiającej odprowadzenie do odbiornika naturalnego zaproponowano, aby w kolejnych etapach badań włączyć do badanego układu proces odpędzania amoniaku.