Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sonochemical processes in the decomposition of organic micropollutants from rainwater

Copik Jakub, Kudlek Edyta, Dudziak Mariusz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 87

85--97

EN

A wide range of aquatic systems, drinking water, groundwater and surface water is known to include several dangerous organic micropollutants (OMPs). Additionally, a lot of the OMPs that have been found are resistant to biodegradation, allowing the possibility of persistence and accumulation in the ecosystem. Although they are present in small amounts, they have the potential to cause major health issues, such as cancer. Recent studies showed that ultrasonication is very successful in removing numerous hazardous OMPs from water. However, there is a tendency of combining this method with other advanced oxidation processes because of some of this technology’s limitations. This study provided additional evidence that ultrasonication is a highly effective approach for removing micropollutants from rainwater. The efficiency of this technique can even be higher than 80%. Moreover, the addition of ozone and hydrogen peroxide during ultrasonication increased the removal ratio significantly, which was proportional to the oxidant dosage.

PL

Obecnie w wodzie wodociągowej w wodach gruntowych oraz w wodach powierzchniowych powszechnie identyfikuje się niebezpieczne małocząsteczkowe mikrozanieczyszczenia organiczne (OMPs). Ponadto wiele z nich jest odpornych na biodegradację, co stwarza możliwość ich akumulacji w środowisku. Pomimo że ich stężenie jest niewielkie, mogą powodować poważne problemy zdrowotne. Część mikrozanieczyszczeń jest również kancerogenna. Badania wykazują, że ultradźwięki mogą być bardzo skuteczne w usuwaniu wielu niebezpiecznych OMPs z wody. Istnieje jednak tendencja do łączenia tego procesu z innymi zaawansowanymi procesami utleniania (AOPs) ze względu na niektóre ograniczenia technologii nadźwiękawiania. Przeprowadzone badania dowiodły, że ultradźwięki są skuteczną metodą usuwania mikrozanieczyszczeń z wody deszczowej. Skuteczność tej techniki wyniosła nawet około 80%. Co więcej, dodatek ozonu i nadtlenku wodoru podczas procesu nadźwiękawiania zwiększył efektywność usuwania szkodliwych związków proporcjonalnie do dawki zastosowanego utleniacza.

2

Photocatalytic decolourization of rhodamine b by modified photo-Fenton process with quasicrystals - preliminary research

Łoński Sylwester, Łoński Wojciech, Babilas Rafał, Barbusiński Krzysztof

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 2

171--176

EN

A novel photocatalytic process using a modification of photo-Fenton reaction, with sodium percarbonate (SP), as an alternative source of H2O2, and alloy Al65Cu20Fe15 containing, among others, quasicrystals (of the percentage composition Al65Cu20Fe15), being a source of iron ions, effectively decolourizes the aqueous solution of rhodamine B (RB; solution of 5 mg/l). The source of UV radiation was a lamp with a power of 36 W. The experiments were carried out at pH = 7 and reaction time (from 5 to 60 min). The increase in SP concentration (in the range of 8.3 to 33.3 g/l) significantly increased the degree of degradation of RB and the reaction rate. However, the use of quasicrystals, in the range of 8.3 to 33.3 g/l, was also important in the modified photocatalytic photo-Fenton process. The best degradation effects of RB (95%) were obtained for the highest SP concentration of 33.3 g/l and the lowest quasicrystal concentration of 8.3 g/l. On the other hand, visual decolourization of RB was obtained with an efficiency of 70% for SP and quasicrystal concentrations of 16.7 g/l and 16.7 g/l, respectively, after 45 minutes, and for SP and quasicrystal concentrations of 33.3 g/l and 8.3 g/l, respectively, after the time of 20 minutes. The best RB degradation effects in the comparative method (UV/Na2CO3·1.5H2O2 without the addition of quasicrystals) were only 52.7%. The obtained results encourage further research to optimize the conditions of the proposed method and to investigate its applicability to other types of dyes and pollutants.

3

Do we still need a laboratory to study advanced oxidation processes? A review of the modelling of radical reactions used for water treatment

Wacławek Stanisław

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2021

|

Vol. 28, nr 1

11--28

EN

Environmental pollution due to humankind’s often irresponsible actions has become a serious concern in the last few decades. Numerous contaminants are anthropogenically produced and are being transformed in ecological systems, which creates pollutants with unknown chemical properties and toxicity. Such chemical pathways are usually examined in the laboratory, where hours are often needed to perform proper kinetic experiments and analytical procedures. Due to increased computing power, it becomes easier to use quantum chemistry computation approaches (QCC) for predicting reaction pathways, kinetics, and regioselectivity. This review paper presents QCC for describing the oxidative degradation of contaminants by advanced oxidation processes (AOP, i.e., techniques utilizing •OH for degradation of pollutants). Regioselectivity was discussed based on the Acid Blue 129 compound. Moreover, the forecasting of the mechanism of hydroxyl radical reaction with organic pollutants and the techniques of prediction of degradation kinetics was discussed. The reactions of •OH in various aqueous systems (explicit and implicit solvation) with water matrix constituents were reviewed. For example, possible singlet oxygen formation routes in the AOP systems were proposed. Furthermore, quantum chemical computation was shown to be an excellent tool for solving the controversies present in the field of environmental chemistry, such as the Fenton reaction debate [main species were determined to be: •OH < pH = 2.2 < oxoiron(IV)]. An ongoing discussion on such processes concerning similar reactions, e.g., associated with sulphate radical-based advanced oxidation processes (SR-AOP), could, in the future, be enriched by similar means. It can be concluded that, with the rapid growth of computational power, QCC can replace most of the experimental investigations related to the pollutant’s remediation in the future; at the same time, experiments could be pushed aside for quality assessment only.

4

Wpływ materii organicznej na rozkład zanieczyszczeń szczególnie niebezpiecznych w środowisku wodnym

Kudlek Edyta

Proceedings of ECOpole

|

2020

|

Vol. 14, No. 1

97--105

PL

W pracy oceniono stopień usunięcia wybranych zanieczyszczeń szczególnie niebezpiecznych (CECs), obecnych w różnych matrycach wodnych, w trakcie zaawansowanych procesów utleniania opartych o działanie naturalnego promieniowania słonecznego. Badania prowadzono na wodzie wodociągowej, wodzie powierzchniowej, wodzie deszczowej i odpływie z komunalnej oczyszczalni ścieków zaszczepionej mikrozanieczyszczeniami, tj. diklofenakiem, kofeiną i karbamazepiną - związki farmaceutyczne; oksadiazonem, triklosanem i trialatem - pestycydy; bisfenolem A, 4-oktylofenolem - domieszki przemysłowe oraz mestranolem i progesteronem - hormony. Roztwory wodne poddano działaniu O2, O3, H2O2, O2/O3, O2/H2O2, O3/H2O2 oraz O2/O3/H2O2 wyeksponowanymi na działanie promieniowania słonecznego. Rozkład związków został oceniony na podstawie stopnia ich usunięcia wyznaczonego z użyciem analizy chromatograficznej. Wykazano, że skład fizykochemiczny roztworów miał istotny wpływ na rozkład zanieczyszczeń. Obecność wysokocząsteczkowych związków organicznych miała korzystny wpływ na rozkład zanieczyszczeń z grupy związków farmaceutycznych. Najwyższe stopienie usunięcia CECs zaobserwowano w procesach wspomaganych obecnością ozonu. Jednakże żadna konfiguracja zaawansowanych procesów utleniania nie pozwoliła na całkowity rozkład zanieczyszczeń w rozpatrywanym czasie prowadzenia eksperymentu.

EN

The paper presents an assessment of the removal degree of selected contaminants of emerging concern (CECs) present in various water matrices subjected to advanced oxidation processes based on the action of natural sunlight radiation. The test were conducted on tap water, surface water, rainwater and an effluent form a communal wastewater treatment plant spiked with micropollutants: diclofenac, caffeine and carbamazepine pharmaceutical compounds; oxadiazon, triclosan, trialat - pesticides; bisphenol A, 4-octylophenol - industrial additives, and mestranol and progesterone - hormones. The water solution were exposed to O2, O3, H2O2, O2/O3, O2/H2O2, O3/H2O2, O2/O3/H2O2 and supported by sunlight. The decomposition of compounds was evaluated based on their removal degrees estimated by the use of the chromatographic analysis. It was observed that the physico-chemical composition of the water matrix had a significant impact on the decomposition of the tested compounds. The occurrence of high molecular weight organic matter had a positive influence on the removal of pharmaceutical compounds. The highest CECs removal degrees were noted during the implementation of processes assisted by O3. However none of the performed configuration of advanced oxidation processes allowed for a complete decomposition of CECs in the time frame of the experiment.

5

Zaawansowane procesy utleniania w technologii uzdatniania wody basenowej

Włodyka-Bergier A., Bergier T., Gajewska D., Stańkowska E.

Technologia Wody

|

2018

|

Nr 5 (61)

16--21

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem zastosowania zaawansowanych procesów utleniania wywołanych przez zastosowanie kombinacji średniociśnieniowej lampy UV z Cl2 i H2O2 na jakość wody basenowej, w tym przede wszystkim na stężenie ubocznych produktów dezynfekcji w wodzie basenowej. Lampę zamontowano w układzie technologii uzdatniania wody wanny z hydromasażem, która znajduje się na terenie Basenu AGH. Badania prowadzono w trzech etapach. W pierwszym tygodniu lampa była wyłączona i woda była poddana uzdatnianiu poprzez koagulację powierzchniową na filtrach ciśnieniowych antracytowo-piaskowych i dezynfekowana podchlorynem sodu. W drugim etapie po procesie filtracji woda była naświetlana promieniami ultrafioletowymi przez średniociśnieniową lampę UV w średniej dawce 205mJ/cm². W trzecim etapie badań do systemu cyrkulacji wody basenowej przed lampą UV dozowano H2O2. Przed każdą serią badań woda w wannie i obiegu była wymieniana. Próbki wody pobierano od poniedziałku do piątku i oznaczano w nich chloraminy i stężenie halogenowych organicznych produktów ubocznych dezynfekcji z grupy trihalogenometanów, kwasów halogenooctowych i wodzianu chloralu. Dodatkowo oznaczano jakość mikrobiologiczną, a także szereg parametrów fizykochemicznych wody basenowej.

EN

The article presents the results of research on the influence of advanced oxidation processes caused by the use of a combination of medium pressure UV lamp with Cl2 and H2O2 on the quality of swimming pool water, primarily on the concentration of disinfection by-products. The lamp was installed in the technological water treatment system of the hot tub, located in the AGH swimming pool. The studies were conducted in three stages. In the first week the lamp was switched off and water was treated by surface coagulation on pressure anthracite-sand filters and disinfected with sodium hypochlorite. In the second stage, after the filtration process, treated water was radiated with UV by medium pressure UV lamp, in an average dose 205 mJ/cm². In the third stage of research, H2O2 was dosed into the swimming pool water circulation system, before medium pressure UV lamp. Prior each series of research water in tub and its system was exchanged. The water samples were taken since Monday to Friday. In these samples the concentration of chloramines, halogen organic by-products disinfection of the group of trihalomethane, haloacetic acid and chloral hydrate was measured. In addition, microbiological quality was determined as well as a number of physicochemical parameters of swimming pool water.

6

Oczyszczanie ścieków pralniczych w różnych konfiguracjach zaawansowanych procesów utlenienia

Kudlek E.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

523--529

PL

Ścieki przemysłowe stanowią poważne zagrożenie środowiskowe ze względu na ich niejednokrotnie wysokotoksyczny charakter. Skład tego typu strumieni wodnych zależy ściśle od gałęzi przemysłu, w której są wytwarzane, oraz od procesów ich przetwarzania i magazynowania. Jedną z powszechnie stosowanych metod unieszkodliwiania ścieków przemysłowych jest ich rozcieńczanie i odprowadzanie do kanalizacji bytowo-gospodarczej, co nie rozwiązuje problemu znacznych ładunków substancji organicznych i nieorganicznych trafiających na konwencjonalne układy oczyszczania oparte głównie o metody osadu czynnego. Poważny problem stanowią między innymi ścieki pralnicze, które w swoim składzie zawierają znaczne stężenia anionowych, kationowych i niejonowych surfaktantów. W pracy oceniono efektywność rozkładu substancji organicznych oraz niejonowych surfaktantów w różnych konfiguracjach zaawansowanych procesów utlenienia, tj. UV, UV/H2O2, UV/O3 oraz UV/TiO2. Ścieki przed procesem fotochemicznym poddano filtracji na filtrach (0,45 nm) z włókien szklanych. Wykazano, że wraz ze wzrostem czasu prowadzenia procesów obniża się stężenie ogólnego węgla organicznego (OWO). Najwyższą efektywność usuwania niejonowych surfaktantów obserwowano dla procesu UV/TiO2. Prowadzenie procesu w obecności cząsteczek TiO2 wymaga wprowadzenia dodatkowego etapu oczyszczania w celu separacji katalizatora od mieszaniny poreakcyjnej, co nie jest konieczne w przypadku pozostałych konfiguracji opartych o promieniowania UV.

EN

Due to their often high toxicity character, industrial wastewaters are hazardous to the environment. The composition of these type of water streams strictly depends on both their processing, their storage and the industry sector, in which they are produced. One of the commonly used industrial wastewater treatment methods is their dilution and discharging into sewerage system. It does not solve the problem of significant loads of organic and inorganic substances reaching conventional wastewater treatment systems, which are mainly based on activated sludge methods. Laundry wastewater is one of the most problematic water streams, as they contains significant concentrations of anionic, cationic and nonionic surfactants. In this paper the efficiency of the decomposition of organic substances and nonionic surfactants in various configurations of advanced oxidation processes, i.e. UV, UV/H2O2, UV/O3 and UV/TiO2 was evaluated. Before the implementation of the photochemical processes the wastewater was filtered on glass fiber filters (0.45 nm). It has been shown, that the concentration of total organic carbon (TOC) decreases with the increase in the process time. The highest removal efficiency of nonionic surfactants was observed for the UV/TiO2 process. The process conducted in the presence of TiO2 particles requires the implementation of an additional treatment step to separate the catalyst from the postreaction mixture. It is not necessary for other UV-based configurations.

7

Automotive fleet repair facility wastewater treatment using air/ZVI and air/ZVI/H2O2 processes

Bogacki J. P., Al-Hazmi H.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 3

24--31

EN

Advanced automotive fleet repair facility wastewater treatment was investigated with Zero-Valent Iron/Hydrogen Peroxide (Air/ZVI/H2O2) process for different process parameters: ZVI and H2O2 doses, time, pH. The highest Chemical Oxygen Demand (COD) removal efficiency, 76%, was achieved for ZVI/H2O2 doses 4000/1900 mg/L, 120 min process time, pH 3.0. COD decreased from 933 to 227 mg/L. In optimal process conditions odor and color were also completely removed. COD removal efficiency was increasing with ZVI dose. Change pH value below and over 3.0 causes a rapid decrease in the treatment effectiveness. The Air/ZVI/H2O2 process kinetics can be described as d[COD]/dt = -a [COD]tm, where ‘t’ corresponds with time and ‘a’ and ‘m’ are constants that depend on the initial reagent concentrations. H2O2 influence on process effect was assessed. COD removal could be up to 40% (560 mg/L) for Air/ZVI process. The FeCl3 coagulation effect was also evaluated. The best coagulation results were obtained for 700 mg/L Fe3+ dose, that was slightly higher than dissolved Fe used in ZVI/H2O2 process. COD was decreased to 509 mg/L.

PL

Ścieki z zakładu naprawczego floty samochodowej poddano oczyszczaniu z wykorzystaniem żelaza metalicznego i nadtlenku wodoru (Air/ZVI/H2O2). Badano wpływ dawki żelaza i nadtlenku wodoru, czasu i pH na efektywność procesu. Największy stopień usunięcia ChZT, 76%, uzyskano dla dawek ZVI/H2O2 4000/1900 mg/L, czasu 120 min i pH 3.0. ChZT zmniejszono z 933 do 227 mg/L. Dodatkowo uzyskano całkowite usunięcie barwy i zapachu. Skuteczność usunięcia ChZT rosła wraz ze wzrostem zastosowanej dawki ZVI. Zmiana pH na inne niż 3, powoduje gwałtowne zmniejszenie efektywności procesu. Kinetyka procesu może zostać opisana z wykorzystaniem równania d[COD]/dt = -a [COD]tm, gdzie ‘t’ oznacza czas a ‘a’ i ‘m’ są stałymi zależnymi od początkowego stężenia reagentów. Badano także wpływ H2O2 na efektywność procesu. Skuteczność usunięcia ChZT wynosi 40% (560 mg/L) w przypadku zastosowania ZVI bez dodatku H2O2. Określono także skuteczność koagulacji z wykorzystaniem FeCl3. Najlepsze rezultaty uzyskano dla dawki Fe3+ 700 mg/L, zmniejszając ChZT do 509 mg/L.

8

Mikrozanieczyszczenia w środowisku – występowanie, interakcje, usuwanie

Miksch K., Felis E., Kalka J., Sochacki A., Drzymała J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 3

1--84

PL

W artykule przedstawiono szeroki zakres zagadnień dotyczących mikrozanieczyszczeń w środowisku naturalnym i antropogenicznym. Do omówionych zagadnień należą: źródła i występowanie mikrozanieczyszczeń w środowisku (w wodzie, glebie i powietrzu), ich los w środowisku, ekotoksyczność, sposoby ograniczania powstawania mikrozanieczyszczeń, szlaki przemian i produkty transformacji w środowisku, problematyka oczyszczania ścieków zawierających mikrozanieczyszczenia, prace badawcze dotyczące omawianej problematyki i przegląd wybranych rozwiązań w skali technicznej. Usuwanie mikrozanieczyszczeń stanowi aktualnie wiodący problem inżynierii środowiska. Wiedza o występowaniu tych zanieczyszczeń w środowisku jest już dość bogata, rozpoznano też częściowo jakie są ich losy w obiektach gospodarki wodnej i odpadami, także znaczny postęp nastąpił w zakresie znajomości efektywności technologii możliwych do zastosowania dla ich eliminacji ze środowiska. Rozwój technologii oczyszczania ścieków, a w mniejszym stopniu gospodarki odpadami, doprowadził już do usunięcia lub zmniejszenia zagrożenia spowodowanego znacznymi ilościami zanieczyszczeń, jednak aktualnie najbardziej palącym zagadnieniem jest występowanie mikrozanieczyszczeń, których działanie na środowisko przyrodnicze i człowieka nie można jeszcze oszacować. Ze względu na fakt, że występujące w środowisku mikrozanieczyszczenia antropogeniczne są bardzo zróżnicowane pod względem struktury chemicznej, a co się z tym wiąże – charakteryzują się innymi właściwościami fizyko-chemicznymi i w inny sposób działają na organizmy żywe obecne w środowisku, nie można wyróżnić jednego szlaku transformacji tych zanieczyszczeń. Mikrozanieczyszczenia antropogeniczne najczęściej nie są całkowicie rozkładane biologicznie, a ich transformacja związana jest ze zjawiskiem kometabolizmu oraz współdziałaniu określonych konsorcjów mikroorganizmów. Poszukiwaniu nowych, bardziej skutecznych, metod usuwania mikrozanieczyszczeń z środowiska powinna zawsze towarzyszyć ewaluacja toksyczności powstałych produktów. Produkty transformacji niektórych zanieczyszczeń były bardziej toksyczne w stosunku do organizmów wskaźnikowych niż substancje macierzyste. Głównym źródłem mikrozanieczyszczeń przedostających się do środowiska wodnego w krajach rozwiniętych (w przypadku terenów skanalizowanych) są komunalne oczyszczalnie ścieków. Z tego względu w artykule szczegółowo omówiono problematykę usuwania mikrozanieczyszczeń ze ścieków komunalnych w układach oczyszczania i doczyszczania ścieków. W artykule przedstawiono wyniki dotyczące usuwania wybranych mikrozanieczyszczeń (benzotriazol, mekoprop, diklofenak, sulfametoksazol i karbamazpina) w 11 rodzajach układów oczyszczania ścieków opartych zarówno na procesach biologicznych (oczyszczalnie hydrofitowe, stawy stabilizacyjne i układy z osadem czynnym), jak i fizyko-chemicznych (koagulacja, sorpcja na węglu aktywnym, zaawansowane procesy utleniania, fotoliza i ozonoliza) oraz różniących się zapotrzebowaniem powierzchni (co wynika z jednostkowej szybkości procesu) i konsumpcją energii (te dwa czynniki uznano za podstawę podziału na procesy intensywne i ekstensywne). Przedstawione w artykule zagadnienia stanowią podstawę do kreowania projektów badawczych, pozwalających przybliżyć moment w którym oczyszczalnie ścieków posiadać będą (czwarty) stopień, który zapewni likwidację zagrożeń wynikających z obecności w oczyszczonych ściekach substancji priorytetowych nawet w bardzo niskim stężeniu (co powodować może odległe w czasie skutki).

EN

The article presents a broad range of issues concerning micropollutants in the natural and anthropogenic environment. The issues discussed are: the source and occurrence of micropollutants in the environment (water, soil and air), their environmental fate, ecotoxicity, measures to reduce the produced amount of micropollutants, transformation pathways and transformation products in the environment, treatment of wastewater containg micropollutants, research projects dedicated to the discussed issues and a review of selected solutions on an industrial scale. Removal of micropollutants is currently a pressing problem of environmental engineering. Knowledge of the presence of these pollutants in the environment is already quite advanced, with partial understandingof their fate in waste and wastewater treatment processes. Also, significant progress has been made in the understanding of the applicability of various treatment methods and their effectiveness in the removal of micropollutants from waste streams. Development of wastewater treatment technology, and to a lesser extent, waste management, has already led to elimination or reduction of the risk posed by the significant amounts of pollution, but currently the most pressing issue is the presence of micropollutants whose effect on natural environment and humanrequires further studies. There is no single transformation pathway of micropollutants, due to the fact that they are diverse in terms of chemical structure, subsequently have various physico-chemical properties, and affect the organisms present in the environment in various manner. Anthropogenic micropollutants usually are not completely degraded biologically, and their transformation is associated with the phenomenon of co-metabolism and cooperation of certain consortia of microorganisms. The search for new, more effective, methods for removing micropollutants from the environment should always be accompanied by evaluation of the toxicity of the resulting products. Transformation products of certain micropollutants were more toxic to indicator organisms than the parent compounds. The main source of micropollutants entering the water environment in developed countries (in the case of sewered areas) are municipal wastewater treatment plants. For this reason, the article discussed in detail the issue of the removal of micropollutants from municipal wastewaterin the secondary and tertiary (post-treatment)treatment steps. The article presents the results for the abatement of selected micropollutants (benzotriazole, mecoprop, diclofenac, sulfamethoxazole and karbamazpina) in 11 types of wastewater treatment based on both biological processes (constructed wetlands, stabilization ponds and activated sludge systems) and physicochemical methods (coagulation, sorption on activated carbon, advanced oxidation, photolysis and ozonolysis), and the area requirements (due to the process rate) and the energy consumption (the two factors are the basis for the distinction between the intensive and extensive technologies). The issues presented in the article the basis for new research projects, allowing accelerating the moment in which the waste water treatment plants, will have a quaternary treatment step, which will significantly reduce of the risks of the presence of priority substances in the treated wastewatereven at very low concentrations (which may cause long-time effects).

9

Facile preparation of copper impregnated aluminum pillared montmorillonite: nanoclays for wastewater treatment

Tepmatee P., Siriphannon P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2016

|

Vol. 64, nr 3

553--560

EN

Copper impregnated aluminum pillared montmorillonites (Cu-iAlpill-MMTs) were prepared by adding Cu2+ solution into dried aluminum polyohydroxy cation intercalated montmorillonite using various Cu2+ concentrations, i.e. 4, 7, 10 and 13 wt% and then calcining at 500°C. The Cu-iAlpill-MMTs possessed slit-liked mesopores with pore diameters of 3.3–3.8 nm and ~6–35 nm as observed from the nitrogen adsorption isotherms. The mesopore quantities of Cu-iAlpill-MMTs gradually decreased with the increase of impregnated Cu2+ concentrations. The impregnated CuO occupied not only the interior interlayers, but also the exterior surfaces of Cu-iAlpill-MMTs. The Cu-iAlpill-MMTs with 10 and 13 wt% of impregnated Cu2+ could inhibit the growth of Escherichia coli. The Cu-iAlpill-MMTs effectively acted as the heterogeneous catalyst for removal reactive orange 16 (RO16) in Fenton or photo-Fenton oxidation treatments. The higher impregnated Cu2+ and/or the longer treatment time brought about the higher percentage of RO16 removal.

10

Nowoczesne techniki i technologie inżynierii środowiska

Miksch K., Cema G., Felis E., Sochacki A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

833--857

EN

The novel technologies used in environmental engineering were discussed in this paper – the formation of aerobic granules, the Anammox process, the advanced oxidation processes, the use of fungi for dyes decolorization, constructed wetlands, the soil phytoremediation supported by rhizosphere microorganisms and the use of molecular biology technique in environmental engineering. The structure of granular sludge is influenced by EPS production. The average diameter and density of biogranules increase due to EPS production. Although polysaccharides are essential, proteins were found to be the predominant component of aerobic granular sludge. Compared to loosely bound EPS (LB-EPS), tightly bound EPS (TB-EPS) showed more significant correlations with granules formation. This investigation will contribute towards a better understanding of the behavior and composition of EPS in sequencing batch reactors. The traditional nitrification and denitrification processes proceed well with typical municipal wastewater. Nevertheless, there are also nitrogen-rich wastewater streams like landfill leachate or reject waters from dewatering of digested sludge, for which traditional nitrification/denitrification can be generally ineffective due to free ammonia inhibition of nitrification and unfavorable biodegradable carbon content for denitrification. Because of high requirements for oxygen and the necessity for addition of external carbon source, treating such nitrogen-rich streams with nitrification/denitrification would become expensive and unsustainable. The least resources consuming pathway for the conversion of ammonium to nitrogen gas is a combination of partial nitrification and the Anammox process. The main advantages of this process compared to the conventional nitrification/denitrification are: low sludge production, decrease of the aeration costs by almost 60% (only half of the ammonia is oxidized to nitrite in the nitritation process without further oxidation to nitrate), and no need for external organic carbon source addition (Anammox process). Furthermore, anammox bacteria oxidize ammonium under anoxic conditions with nitrite as the electron acceptor, and converse energy for CO2 fixation. Additionally, the biomass yield of the Anammox process is very low (0.08 kg VSS kg NH4-N-1 in comparison to 1 kg VSS kg NH4-N-1 in conventional nitrification/denitrification process) consequently, little sludge is produced. The low sludge production is another factor that contributes to the substantially lower operation costs compared to conventional denitrification systems. Advanced oxidation processes (AOPs) are oxidative methods which are based on the generation of the hydroxyl radicals, which are very reactive and less selective than other oxidants. In the wastewater treatment technology, AOPs can be used in a combination with conventional biological techniques (so called hybrid processes), as pre- and post- treatment processes. The advanced oxidation processes have been used in order to increase the biodegradability and also detoxification of the wastewater. The ability of fungi to degrade lignin-cellulose debris is well known. In addition to these natural molecules they may also degrade synthetic compounds, including synthetic dyes. High effectiveness of Evans blue and brilliant green mixture removal by all tested strains was demonstrated. The process was the most effective and fast in shaken conditions. Finally strain MB removed 90% of tested mixture in shaken samples after 96h. It was the best result reached among all the strains used in the experiment. High removal efficiency was accompanied by a decrease of toxicity (from V class to III class in test with D. magna and from IV class even to non-toxic in test with L. minor). The highest decrease of phytotoxicity was noticed in samples with shaken biomass in which the effect of dyes mixture elimination was the best. The research indicates very high potential of tested strains for decolorization and detoxification of dyes mixture. Constructed wetlands are man-made system mimicking the process occurring in natural wetlands. These systems are considered to be an alternative to more technically advanced waste water treatment technologies. The development of constructed wetlands is envisaged to pursue the following directions grouped according to: the type of the waste water to be treated, target contaminants, treatment intensification methods, ancillary benefits and the locality. Mycorrhiza fungi can be used for phytoremediation proccess. They support plant growth by lowering the stress caused by the lack of phosphorus and water. They produce enzymes participating in several stages of xenobiotics decomposition, which is helpful in their further biodegradation performed by the other rhisospherical organisms. The natural colonisation of PAHs contaminated soil is a long-term process. It could be shortend by adding fungal propagules as an inoculum to the soil. Fungi used for the injections should be isolated from PAHs contaminated soil. That guarantees their survival and development in the contaminated environment. The level of PAHs elimination from soil depends on a type of bioremediation modification used. It was shown that the best results are obtained with monocotylous plants combined with bacterial and fungal biopreparations obtained from contaminated soil. The symbiosis of mycorrhiza fungi with monocotylous plants caused ca. 40% increase of 3, 4, 5 and 30% of 6-ring hydrocarbons removal from soil in comparison with the conventional methods. Important aspect of environmental protection and engineering is the possibility for qualitative and quantitative monitoring of complex microbial communities, responsible for biotechnological processes, such as: soil bioremediation, wastewater treatment or composting. Due to the fact that most of the environmental bacteria cannot be grown in the laboratory conditions molecular techniques are widely used in environmental engineering. Among these methods the Polymerase Chain Reaction (PCR)-based and hybridization-based (such as Fluorescent in situ Hybridization; FISH) techniques are known to be the most useful.

11

Próba oceny wpływu składu roztworu modelowego na rozkład wybranych ksenobiotyków w procesie utleniania z wykorzystaniem promieni nadfioletowych i nad-tlenku wodoru

Dudziak M.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 2

21--25

PL

Współczesne technologie oczyszczania wody i ścieków coraz częściej wykorzystują różne procesy chemicznego utleniania. W procesach tych mogą powstawać uboczne produkty utleniania o często nieznanej aktywności biologicznej. Z tego względu podjęto próbę oceny stopnia rozkładu dwóch ksenobiotyków (bisfenol A, diklofenak) oraz zmiany toksyczności roztworu modelowego w procesach UV oraz UV/H2O2. Ocenę przebiegu procesu zaawansowanego utleniania przeprowadzono stosując jako roztwory modelowe wodę zdejonizowaną i ścieki oczyszczone z dodatkiem wzorców badanych ksenobiotyków. Wykazano, że stopień rozkładu tych związków był większy w przypadku ich utleniania w środowisku ścieków oczyszczonych niż wody zdejonizowanej. W przypadku wody zdejonizowanej zaobserwowano powstawanie ubocznych produktów rozkładu badanych ksenobiotyków i ich wpływ na toksyczność roztworu modelowego zarówno w procesie UV, jak i UV/H2O2. W zależności od rodzaju zastosowanego procesu utleniania i czasu naświetlania promieniami nadfioletowymi oraz usuwanego związku roztwór modelowy charakteryzował się różną toksycznością. Dowodzi to, że podczas usuwania ksenobiotyków w procesach zaawansowanego utleniania zachodzą złożone zjawiska, które nie są jeszcze do końca rozpoznane.

EN

Modern technologies of water and wastewater treatment have been increasingly employing various processes of chemical oxidation. These processes generate by-products of often unknown biological activity. This is the reason why attempts at evaluation of the two xenobiotics (bisphenol A, diclofenac) degradation level were made as well as of the change in model solution toxicity in the UV and UV/H2O2 oxidation. Assessment of the advanced oxidation mechanism was performed using deionized water and treated wastewater with analytical standards of tested compounds added as model solutions. It was demonstrated that xenobiotic degradation level was higher when oxidation was carried out in the treated wastewater compared to the deionized water. When deionized water was used as an environmental matrix xenobiotic degradation by-products were formed and affected the model solution toxicity both during the UV and UV/H2O2 process. The toxicity of model solution was a function of the oxidation type, the UV exposure time and the compound being degraded. It becomes evident that during xenobiotic removal in the advanced oxidation process complex phenomena occur that have not yet been fully understood.

12

Analiza możliwości zastosowania zaawansowanych metod utleniania do dezynfekcji ścieków komunalnych

Słoboda M., Włodyka-Bergier A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9773--9779, CD3

PL

Kiepska jakość polskich rzek, oraz brak odpowiednich przepisów powodują, że ogromne ilości oczyszczonych, lecz nie zdezynfekowanych ścieków trafia bezpośrednio do rzek i jezior. W samej Unii Europejskiej nie ma jednolitych przepisów nakazujących dezynfekcję ścieków. Oczyszczone ścieki komunalne wychodzące z oczyszczalni powinny spełniać normy zanieczyszczenia chemicznego, jednak tylko w niektórych państwach europejskich, takich jak Francja, Hiszpania czy Włochy dezynfekcja ścieków narzucona jest prawem krajowym, w innych uznawana jest za dobrą praktykę. Celem badań była analiza wpływu zaawansowanych metod utleniania na dezaktywację mikroorganizmów w oczyszczonych ściekach miejskich. Badania przeprowadzono na rzeczywistych ściekach komunalnych pobranych z Oczyszczalni Ścieków w Wadowicach po wszystkich procesach oczyszczania, ale przed zrzutem do odbiornika. Przeanalizowano wpływ dawki promieniowania UV, tlenku tytanu (IV), nadtlenku wodoru oraz kombinacji tlenku tytanu (IV) i nadtlenku wodoru na skuteczność usuwania ze ścieków bakterii mezofilnych i psychrofilnych, bakterii z grupy coli, w tym Escherichia coli oraz Clostridium perfringens. W badaniach wykorzystano niskociśnieniową lampę UV TNN 15/32 firmy Heraeus.

EN

Poor quality of Polish rivers, and lack of legislation make huge amounts of treated, but not disinfected wastewater go directly into rivers and lakes. In the European Union there are no unified regulations requiring wastewater disinfection. Treated municipal wastewater coming from a wastewater treatment plant should meet the chemical standards, but only in a few European countries, such as France, Spain or Italy disinfection of wastewater is imposed by the national law, in others it is considered as a good practice. The aim of the study was to analyze the effects of UV-C irradiation, photocatalysis with titanium dioxide and photoreaction with the presence of hydrogen peroxide, on the inactivation of microorganisms in treated municipal wastewater. The study was conducted on real municipal wastewater collected from the Wastewater Treatment Plant in Wadowice, after all treatment processes, but prior to discharge to the receiver. The influence of monochromatic UV light (254 nm) irradiation, photocatalysis process and photoreaction on removal of mesophilic and psychrophilic bacteria, total coliform including Escherichia coli and Clostridium perfringens was examined.

13

Rola rodników hydroksylowych w utlenianiu mikrozanieczyszczeń organicznych

Włodarczyk-Makuła M.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2015

|

R. 20, nr 3

6--9

14

Effect of UV/H2O2 on Fouling in Textile Wastewater Nanofiltration

Żyłła R., Sójka-Ledakowicz. J., Michalska K., Kos L., Ledakowicz S.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 1 (90)

99-104

EN

The aim of the work was to investigate the effect of UV/H2O2 chemical oxidation on fouling in the process of nanofiltration. Investigations were carried out for model textile wastewater from the dyeing of cellulose fibers with direct reactive dyes which contained anionic, non-ionic and cationic surfactants. The effect of preliminary UV/H2O2 oxidation of the wastewater on nanofiltration parameters was also investigated. It was found that the preliminary UV/H2O2 oxidation reduced fouling and thus increased the nanofiltration efficiency of wastewater containing cationic and non-ionic surfactants, which are derivatives of polysiloxanes.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu chemicznego utleniania za pomocą UV/H2O2 na efekt foulingu w procesie nanofiltracji. Badania prowadzono dla modelowych ścieków włókienniczych z procesów barwienia włókien celulozowych barwnikami reaktywnymi bezpośrednimi zawierającymi anionowe, niejonowe lub kationowe środki powierzchniowo czynne (SPC). W pracy zbadano wpływ wstępnego utleniania za pomocą H2O2/UV ścieków na parametry nanofiltracji. Stwierdzono, że zastosowanie wstępnego utleniania za pomocą H2O2/UV powoduje zmniejszenie efektu foulingu, a tym samym zwiększa wydajność nanofiltracji w przypadku ścieków zawierających kationowe i niejonowe związki powierzchniowo-czynne będące pochodnymi polisiloksanów.

15

COD removal from landfill leachate using H2O2, UV radiation and combination these processes

Pieczykolan B., Barbusiński K., Płonka I.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 3

5--13

EN

Experiments for removal of organic compounds (expressed as COD) from "young" municipal landfill leachate, using oxidation by H 2O2, UV photooxidation and UV/H 2O2 process, were carried out on a laboratory scale. Studies have shown that the most effective method was UV/H 2O2 process. When oxidation was conducted under the most suitable conditions (parameters found during experiments), maximum value of COD removal equaled 74.6%, 19.6% and 19.3% when the treatment was realized by use of H 2O2/UV, H 2O2 and UV radiation, respectively. These results demonstrate that in order to attain high efficiency of COD removal, use of advanced oxidation process (H 2O2/UV) is necessary.