Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Dry Ice Modification of Excess Sludge on the Methane Fermentation Process

Zawieja I.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

558--573

EN

The specific susceptibility of excess sludge to the methane fermentation process is a limiting factor for the rate of reaction occurring in the subsequent stages of the process. The kinetics of biochemical changes during spontaneous methane fermentation phases is directly influenced by the increase in the concentration of dissolved organic substances available to microorganisms in the process. Excess sludge deposition by different disintegration methods, ie: chemical, physical, combined increases the efficiency of the methane fermentation process. Among the modifications mentioned above, the advantages of physical methods, especially of thermal nature, should be emphasized. In addition to the significant modification of the excess sludge structure, it does not cause secondary contamination of the prepared sludge and therefore is a promising technological solution. The aim of the study was to determine the effect of dry ice disintegration on the susceptibility of excess sludge to biodegradation. Volatile fatty acids are an important intermediate product in methane fermentation and increased effects of the stabilization process is conditioned by their concentration. Since the phase limiting process is the hydrolysis phase, the first stage of the fermentation, the detailed analysis was carried out in the first eight days of the process by performing physicochemical determinations of the modified sludge. Periodic fermentation was carried out under mesophilic conditions. Excess sludge was prepared with dry ice in a volume ratio of dry ice to excess sludge in range from 0.05L-1 to 0.75L-1. Confirmation of the increased susceptibility of the prepared excess sludge to the methane fermentation process was a modification of the sludge structure expressed by the increase of the disintegration degree. For sludge subjected to disintegration with dry ice, using the most preferred reagent dose, in the following days of the methane fermentation process, in relation to methane fermentation of non-prepared excess sludge, increase of SCOD and TOC values as well as VFAs concentration was noted.

PL

Specyficzna podatność osadów nadmiernych na proces fermentacji metanowej jest czynnikiem ograniczającym szybkość reakcji zachodzących w kolejnych etapach procesu. Na kinetykę przemian biochemicznych podczas zachodzących samorzutnie faz fermentacji metanowej wpływa bezpośrednio wzrost stężenia rozpuszczonych substancji organicznych dostępnych dla mikroorganizmów procesu. Modyfikacja osadów nadmiernych odmiennymi metodami dezintegracji, tj. chemicznymi, fizycznymi, hybrydowymi zwiększa efektywność procesu fermentacji metanowej. Spośród wymienionych powyżej metod modyfikacji należy podkreślić zalety metod fizycznych, zwłaszcza termicznych. Oprócz istotnej modyfikacji struktury osadów nadmiernych, nie powodują one wtórnego zanieczyszczenia preparowanych osadów i stanowią obiecujące rozwiązanie technologiczne. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu dezintegracji osadów nadmiernych suchym lodem na wzrost podatność na biodegradację. Lotne kwasy tłuszczowe są ważnym produktem pośrednim fermentacji metanu, a zwiększona wydajność procesu stabilizacji zależy od ich stężenia. Ponieważ procesem limitującym fermentacje metanową jest faza hydrolizy, pierwszy etap stabilizacji, dokonano analizy wybranych oznaczeń fizyczno-chemicznych w ciągu pierwszych ośmiu dób procesu fermentacji modyfikowanych osadów Okresową fermentację metanową prowadzono w warunkach mezofilowych. Stworzono mieszaniny suchego lodu i osadów nadmiernych w stosunku objętościowym reagenta do osadów w zakresie od 0,05/1 do 0,75/1. Potwierdzeniem zwiększonej podatności dezintegrowanych osadów nadmiernych na proces fermentacji metanowej był zachodzący proces lizy osadów nadmiernych wyrażony wzrostem stopnia dezintegracji. W przypadku osadów nadmiernych poddanych dezintegracji suchym lodem, przy użyciu najkorzystniejszej dawki reagenta, w kolejnych dobach procesu fermentacji metanowej, w odniesieniu do fermentacji metanowej niepreparowanych osadów nadmiernych, odnotowano wzrost wartości rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT), ogólnego węgla organicznego (OWO) oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT).

2

Wpływ dezintegracji osadów nadmiernych na zmiany wartości całkowitego węgla organicznego (OWO)

Zawieja I.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

785--790

PL

Efektywność przemiany substancji organicznych zawartych w osadach nadmiernych do formy rozpuszczonej jest traktowana jako ważny czynnik limitujący przebieg procesu stabilizacji beztlenowej. Bezpośrednim efektem, zachodzącego w dezintegrowanych osadach, procesu lizy jest wzrost wartości ogólnego węgla organicznego (OWO) oraz korelujący z nim wzrost wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Ogólny węgiel organiczny jest wskaźnikiem zawartości w cieczy nadosadowej całkowitego węgla organicznego w formie rozpuszczonej (RWO) i zawieszonej (ZWO). Wraz z zachodzącym, w wyniku procesów biochemicznych, wzrostem stopniem rozkładu substancji organicznych zawartych w osadach maleje wartość ilorazu ChZT do OWO. Celem badań było określenie wpływu procesu dezintegracji osadów nadmiernych na zmiany wartości całkowitej węgla organicznego. Proces chemicznej dezintegracji osadów nadmiernych prowadzono, stosując wybrane reagenty kwaśne (HCl), zasadowe (KOH) i utleniające (H2O2). Modyfikację przeprowadzono w temperaturze pokojowej w ciągu 6 i 24 godzin. Podczas procesu dezintegracji osadów nadmiernych odnotowano wzrost wartości ogólnego węgla organicznego, chemicznego zapotrzebowania na tlen, a także stężenia lotnych kwasów tłuszczowych, co potwierdziło podatność preparowanych osadów na biodegradację. Stwierdzono, że w przypadku uzyskanego wzrostu wartości badanych wskaźników zastosowany czas preparowania 24 h nie wpłynął znacząco na efektywność dezintegracji prowadzonej wodorotlenkiem potasu. Najwyższą wartość ChZT (8354 mg O2/dm3) uzyskano w przypadku chemicznej dezintegracji wodorotlenkiem potasu w dawce 6 g/dm3 i czasu preparowania 6 h. Dla podanych powyżej warunków preparowania uzyskano wartość ogólnego węgla organicznego 1450 mg C/dm3.

EN

The efficiency of conversion of organic substances contained in the excess sludge to the dissolved form is considered as an important factor limiting the process of anaerobic stabilization. Direct effect, occurring in the disintegrated sludge, lysis process is to increase the value of the total organic carbon (TOC), correlates with the increase of the chemical oxygen demand (COD) and the concentration of volatile fatty acids (VFAs). The total organic carbon content is indicative of the supernatant liquid of total organic carbon in dissolved form (DOC) and suspended (SOC). Together with occurring, as a result of biochemical processes, increase the degree of decomposition of organic substances contained in the sludge decreases the value of the ratio of COD to TOC. The aim of the study was to determine the impact of the process of excess sludge disintegration on the changes of the total organic carbon values. The process of chemical disintegration of excess sludge was treated using the selected acidic i.e. HC, alkaline i.e. KOH, Ca (OH)2 and oxidizing reagents i.e. H2O2. The modification was carried out at ambient temperature for 6 and 12 h. During sludge disintegration it was noticed the growth of total organic carbon values, chemical oxygen demand as well as concentration of volatile fatty acids that confirmed the susceptibility of prepared sludge to biodegradation. It has been found that in the case of the tested indicators, the time of a preparation 24 h did not affect significant the effectiveness of disintegration by KOH. The highest COD value of 8354 mg O2/dm3 obtained in case of chemical disintegration of sodium hydroxide at a dose of 6 g/dm3 and preparation time 6 h. For given conditions of preparing a value of total organic carbon was 1450 mg C/dm3.

3

Efektywność generowania lotnych kwasów tłuszczowych podczas mezofilowej i termofilowej fermentacji metanowej osadów nadmiernych

Zawieja I., Wolny L., Próba M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 48

226--232

PL

Aktywność mikroorganizmów warunkujących szybkość przemian zachodzących podczas procesu fermentacji metanowej zależy od warunków środowiskowych procesu. Czynnikiem intensyfikującym przebieg fermentacji metanowej jest wzrost temperatury procesu. Prowadzenie procesu fermentacji metanowej w warunkach termofilowych wpływa na szybkości reakcji zachodzących podczas fazy hydrolizy, przyczyniając się do zwiększenia stężenia lotnych kwasów tłuszczowych generowanych z osadów, a w efekcie zwiększenia produkcji biogazu. Należy jednak podkreślić, iż bakterie termofilne wykazują dużą wrażliwość na zmiany temperatury już rzędu ± 0,5°C/d, przy optimum ich wzrostu w zakresie 52–55°C. W związku z tym, aby proces przebiegał optymalnie, bez zakłóceń, konieczne jest zapewnienie stabilnych warunków środowiskowych prowadzących do maksymalnej redukcji substancji organicznych. Podstawowym substratem badań, charakteryzującym się wysoką zawartością związków organicznych i związków azotowych, były osady nadmierne. W celu określenia wpływu fermentacji termofilowej na generowanie lotnych kwasów tłuszczowych osady ściekowe poddano 8-dobowej stabilizacji beztlenowej. Wykonano następujące oznaczenia fizyczno-chemiczne: sucha masa, pH, zasadowość, lotne kwasy tłuszczowe, chemiczne zapotrzebowanie na tlen. W kolejnych dobach procesu, w odniesieniu do fermentacji prowadzonej w warunkach mezofilowych, odnotowano wzrost generowania lotnych kwasów tłuszczowych oraz korelujący z nim wzrost wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen. W 8 dobie procesu prowadzonego w warunkach termofilowych stężenie lotnych kwasów tłuszczowych wynosiło 1749 mgCH3COOH/dm3, natomiast wartość chemicznego zapotrzebowania na tlen 3279 mgO2/dm3, przy zasadowości rzędu 3800 mgCaCO3/dm3.

EN

Microbial activity determining the speed of the changes occurring during the process of anaerobic digestion depends on the environmental conditions of the process. The factor intensifying the process of methane fermentation is an increase of temperature. The conducting of the methane fermentation in thermophilic conditions affect the rate of the reactions taking place during the phase of hydrolysis, thus contributing to increase the concentration of volatile fatty acids generated from the sludge, resulting in increasing the production of biogas. It should be noted, however, that thermophilic bacteria have a high sensitivity to temperature changes already the order of ± 0.5 °C/d at their optimum growth in the range of 52–55 °C. Therefore, for the process would run optimally smoothly unnecessary to ensure stable environmental conditions leading to maximum reduction of organic substances. The basic test substrate, characterized by a high content of organic and nitrogen compounds, is excess sludge. To determine the effect of generating the volatile fatty acids during the thermophilic fermentation the sludge was submitted 8-daily anaerobic stabilization. The following designations of physico-chemical characteristics were made: dry matter, pH, alkalinity, volatile fatty acids, the chemical oxygen demand. In the following days of the process operation with regard to fermentation carried out under mesophilic conditions the increase of volatile fatty acids generation was observed, which also correlated with the increase of the chemical oxygen demand. In the 8th day of thermophilic conditions the concentration of volatile fatty acids was 1749 mgCH3COOH/dm3, while the chemical oxygen demand 3279 mgO2/ dm3 and the alkalinity row of 3800 mgCaCO3/dm3.

4

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.

5

Susceptibility of conditioned excess sewage sludge to biodegradation and dewatering

Wolski P, Zawieja I.

Environment Protection Engineering

|

2015

|

Vol. 41, nr 3

5--17

EN

A direct effect of chemical disintegration of excess sludge is an increase in concentration of organic compounds in the sludge liquor, expressed with the levels of soluble chemical oxygen demand (SCOD) and volatile fatty acids (VFAs). The substrate used in the study was activated sludge. The aim of the study was to determine susceptibility of disintegrated excess sludge to biodegradation and dewatering. A SONICS VCX-1500 ultrasonic disintegrator with automated tune-up was used. Thermal disintegration of excess sludge was carried out in water bath with a shaker. Disintegration of excess sludge by the hybrid method was carried out as a combination of the ultrasonic and thermal methods.

6

Biological nutrient removal using a novel five-step continuous flow activated sludge process technology

Abualhai S., Naseer R., Xiwu L.

Environment Protection Engineering

|

2013

|

Vol. 39, nr 3

165--184

EN

An anaerobic-anoxic/oxic (AA/O) five-tank biological process called five-step continuous flow activated sludge process (FSCFASP) was developed to force the oscillation of organic matter and nutrient concentrations in process reactors. The run scheme and schematic diagram of FSCFASP was described. The run cycle was divided into two symmetrical half cycles with eight periods during each cycle. The duration of each period was established according to biological process requirements. The optimal running times of the periods were 90, 60, 60, 30, 90, 60,6 0 and 30 min at the HRT of 16 h, air/water ratio of 35% and SRT of 21 day at the temperature range of 19-23 °C. The optimized system achieved 88.09±1.43%, 90.33±2.9%, 68.83±5.34% and 87.67±2.9% of the chemical oxygen demand, NH4+-N, TN, and TP removal efficiencies, respectively, during a 11-month operation with the effluent meeting the Chinese sewage discharge standard GB18918-2002 (level A). Simultaneous nitrification and denitrification phenomena were observed in the tank one which is important to reduce the quantity of aeration and the duration of a next anoxic state. Compared with other existing technologies, this system achieved high nitrogen and phosphorus removal without equipment of sludge and mixed liquor return. Thus, it is effective for reducing energy consumption.

7

Wpływ wstępnej koagulacji na skuteczność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych w procesie odwróconej osmozy

Karaś J., Winiarski A., Molenda J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 1

33-40

PL

Przedstawiono wyniki badań usuwania zanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych w układzie hybrydowym koagulacja-odwrócona osmoza. Obiektem badań była przepracowana wodno-olejowa ciecz chłodząco-smarująca stosowana w ubytkowej obróbce detali. Celem wykonanych badań była ocena wpływu wstępnej koagulacji przepracowanej cieczy chłodząco-smarującej na skuteczność usuwania pozostałości organicznych i jonowych z wód poemulsyjnych w procesie odwróconej osmozy. Proces koagulacji przeprowadzono za pomocą koagulantów o jednakowej reszcie anionowej, tj.: siarczanu glinu(III) oraz siarczanu żelaza(II) z nadtlenkiem wodoru. Z uzyskanej wody poemulsyjnej usuwano zanieczyszczenia organiczne i jonowe za pomocą odwróconej osmozy. Zastosowano komercyjną membranę poliamidową o symbolu technicznym RO 75GPD wyprodukowaną przez GE Osmonics. Proces filtracji membranowej prowadzono przy stałym ciśnieniu, wynoszącym 9 bar. Zmiany właściwości fizykochemicznych permeatu rejestrowano w ciągu pięciogodzinnych badań. Przeprowadzony monitoring pozwolił na określenie optymalnego czasu trwania procesu, umożliwiającego skuteczne usunięcie zanieczyszczeń z wody. Proces filtracji membranowej prowadzono w układzie półotwartym, tzn. uzyskany permeat odprowadzano na zewnątrz, bez uzupełniania nadawy. Przeprowadzone badania wykazały, że skuteczność usuwania zanieczyszczeń z wody poemulsyjnej w procesie odwróconej osmozy zależy od rodzaju zastosowanego koagulantu w etapie deemulgacji przepracowanej wodno-olejowej cieczy chłodząco-smarującej. Większą skuteczność, a także wydajność procesu uzyskano w przypadku zastosowania podczas koagulacji siarczanu żelaza(II), wspomaganego nadtlenkiem wodoru.

EN

This paper presents test results of contaminants removal from industrial wastewater in a hybrid system involving coagulation and reversed osmosis. Used oil-in-water cutting fluid operated in detailed machining was the object of this study. The purpose of conducted research was to assess the influence of preliminary coagulation of waste cutting fluids on the effectiveness of organic and ionic residues removal from post demulsification water in the process of reversed osmosis. The coagulation process was conducted by means of coagulants with equal anion radicals such as: aluminum sulfate and iron sulfate with hydrogen peroxide. Organic and ionic residues were removed from obtained post demulsification water by means of reversed osmosis. The tests were performed using a commercial polyamide membrane (RO 75GPD - GEOsmonics). Membrane filtration process was carried out at constant pressure of 9 bar. Physicochemical changes in the permeate were recorded during multiple five hour tests. Conducted monitoring enabled to determine the optimal duration of the process for contaminants removal. The process of membrane filtration was performed in a semi-opened system. Obtained permeate was drained out without feed refill. Conducted research showed that the effectiveness of contaminants removal from post demulsification water in the process of reversed osmosis depends on the kind of used coagulant during demulsification stage of waste cutting fluid. Greater effectiveness and efficiency of the process was possible when using iron sulfate with hydrogen peroxide for coagulation.

8

Effect of acetic acid on pollutant decomposition in textile wastewater treated by the Fenton method

Kos L., Michalska K., Żyłła R., Perkowski J.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 2

29--39

EN

The aim of the study was to determine the effect of acetic acid on pollutant decomposition in textile wastewater subjected to the Fenton process. To clearly assess the effect of acetic acid on treatment efficiency for subsequent types of textile wastewater, COD reduction was calculated for mixtures of a given wastewater type with acetic acid. The calculated COD values were compared to COD obtained in experiments with the oxidation of wastewater-acetic acid mixtures in the Fenton process. The presence of acetic acid seriously deteriorated conditions of wastewater treatment which affected the efficiency of treatment processes.

9

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.

10

Wpływ czasu przetrzymania próbek ścieków na chemiczne zapotrzebowanie tlenu

Masiuk S., Rakoczy R., Kordas M., Grądzik P.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2011

|

Nr 5

70-71

PL

W pracy przedstawiono analizę wpływu czasu przetrzymywania próbek ścieku surowego na chemiczne zapotrzebowanie tlenu (wskaźnik ChZT. Zaproponowano zależność analityczną pozwalająca na wyznaczenie błędu indeksu ChZT w zależności od opóźnienia analizy próbki. Słowa kluczowe: ścieki, chemiczne zapotrzebowanie tlenu, czas przetrzymywania próbki.

EN

This paper presents the influence of the lag time of raw sewage probes on the index COD. The obtained analytical relationship may be applied to determine the error of COD index for the sewage probes.

11

Tannery wastewater treatment by anodic electrooxidation coupled with electro-Fenton process

Naumczyk J., Kucharska M.

Environment Protection Engineering

|

2011

|

Vol. 37, nr 3

47-54

EN

Investigations were performed on tannery wastewater, previously coagulated with FeCl3. An electrolyzer was equipped with two graphite cathodes and Ti/SnO2/PdO2/RuO2 anode, divided by the diaphragm made of asbestos fibre. The current density was: cathodic 2.0 A/dm2 and anodic 2.1 A/dm2. After 55 min of the process the catholyte was transferred into the anodic space and the process was continued. After 55 min of electro-Fenton process, the COD was reduced by 52.0% (current efficiency of COD removal was 10.6%). Electrooxidation continued by the anodic process resulted in elimination of ammonia in 55 min and a total reduction of COD by 72.9%. The coupled process d could be considered a simulation of the combined process under flow conditions. The effect of this process was compared to that of a two-steps process: Fenton process followed by indirect anodic oxidation.

12

Wpływ termicznej hydrolizy na zmiany struktury osadów nadmiernych poddanych stabilizacji beztlenowej

Barański M., Zawieja I.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2010

|

T. 13, nr 2

85-91

PL

Zastosowanie termicznej obróbki osadów przed procesem mezofilowej stabilizacji beztlenowej wpływa na zwiększenie podatności osadów na proces biochemicznego rozkładu w warunkach beztlenowych. W wyniku kondycjonowania osadów uzyskano wyższy stopień dezintegracji osadów poddanych działaniu podwyższonej temperatury w odniesieniu do stopnia dyspersji surowych osadów nadmiernych. W wodzie nadosadowej modyfikowanych termicznie osadów zaobserwowano wzrost wartości stężenia substancji organicznych w formie rozpuszczonej wyrażony przyrostem wartości chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) oraz lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Celem przeprowadzonych badań, mających charakter obserwacji mikroskopowych, było zobrazowanie oraz ocena zmian zachodzących w strukturze osadów nadmiernych podczas termicznej modyfikacji osadów oraz w kolejnych 10 dobach procesu stabilizacji beztlenowej. Substratem badań był nadmierny osad czynny pochodzący z Centralnej Oczyszczalni Ścieków P.S.W. "WARTA" w Częstochowie. W celu zainicjowania procesu stabilizacji osad nadmierny zaszczepiono osadem przefermentowanym, stanowiącym 10% mieszaniny badawczej. Badania przeprowadzono dla Mieszaniny I (osad nadmierny + osad przefermentowany) oraz Mieszaniny II (osad nadmierny kondycjonowany termicznie w temp. 70°C przez 1,5 h + osad przefermentowany).

EN

Application of sludge thermal treatment before the mesophilic anaerobic stabilization process influenced on the increase of sludge susceptibility to biochemical decomposition in anaerobic conditions. In the result of thermal pretreatment the higher disintegration degree of sludge submitted to temperature action, in comparison to dispersion degree of raw excess sludge was observed. In the liquid phase of the sludge pretreated by the mentioned method, the increasing of concentration value of organic substances in soluble form was noticed. It was expressed by the increase of chemical oxygen demand (COD) value. The purpose of the microscope observation study was the estimation of the sludge structure changes during thermal modification as well as during successive days of 10 days' anaerobic stabilization process. The subject of the tests was excess active sludge coming from the waste water treatment plant P.S.W. "WARTA" in Czestochowa. The tests were conducted on a mixture of excessive and digested sewage that was subjected to mesophilic methane fermentation. The Mixture I (raw excess sludge + digested sludge) and the Mixture II (thermal pretreatment excess sludge at the temp 70°C through the period of 1.5 h + digested sludge) were submitted to the research.

13

Oczyszczanie ścieków z produkcji płyt pilśniowych w reaktorze UASB

Neczaj E., Krzemińska D.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2010

|

T. 13, nr 2

111-120

PL

Najważniejszym wyzwaniem w ramach procesu oczyszczania ścieków z produkcji płyt pilśniowych jest zmniejszenie zawartości w nich związków organicznych, zawiesin oraz intensywności barwy. W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie technologiami beztlenowymi w oczyszczaniu tego rodzaju ścieków. Za stosowaniem systemów anaerobowych przemawia: mniejsza produkcja osadów ściekowych, możliwość oczyszczania ścieków wysokoobciążonych ładunkiem zanieczyszczeń, wytwarzanie energii w postaci metanu. W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwością zastosowania reaktora UASB w oczyszczaniu ścieków z produkcji płyt pilśniowych. Badania prowadzone były w skali laboratoryjnej w warunkach mezofilowych przy stałym hydraulicznym czasie zatrzymania, wynoszącym 3 doby, i obciążeniu substratowym w przedziale 1,3 ÷ 2,5 kgChZT/m³d. Efektywność procesu oczyszczania oceniono na podstawie stopnia usunięcia ChZT oraz produkcji biogazu. Najlepsze wyniki uzyskano przy obciążeniu substratowym reaktora wynoszącym 2 kgChZT/m³d. Dla podanych warunków prowadzenia procesu odnotowano 66% usunięcie ChZT oraz produkcję biogazu na poziomie 0,38 dm³/gChZTus d.

EN

The effluent from fiberboard manufacturing (FBM) is a specific kind of wastewater with the COD value of over 20 000 mg/l and a suspended solids content of more than 1500 mg/l. The organic components of the effluent include cellulose, lignin and resin acids. The high COD content present in this wastewater makes it suitable for anaerobic treatment however the presence of toxic or recalcitrant substances implies an additional challenge for developing a reliable biological process. Increased gas production and reduced excess sludge generation significantly improve the economics of anaerobic digestion. The concept of the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor is very simple. The reactor consists of a chamber in which the wastewater flows upward through an anaerobic sludge bed and passes in contact with the micro-organisms. In result and anaerobic degradation of the wastewater organic matter occurs. The produced biogas causes hydraulic turbulence as it moves upward through the reactor, providing adequate mixing within the system and eliminating the need for mechanical mixing. The presence of a three-phase separator at the top of the reactor, allows separation of the water phase from sludge solids and gas. In this study the treatment of fiberboard manufacturing (FBM) wastewater was carried out in a laboratory scale UASB rector. Bioreactor performance was evaluated by COD removal efficiency and biogas yield. The aim of the work was to determine the optimal organic loading rate (ORL) for a hydraulic retention time (HRT) of 3 days. The ORL range from 1.3 to 2.5 kgCOD/m³d was studied. 66% of COD removal efficiency and biogas yield of 0.38 m³biogas/kgCODremovedd were obtained in the anaerobic reactor operating at 37°C when OLR was equal to 2 kgCOD/m³d.

14

Water treatment including surfactant using a pulsed discharge

Yamabe C., Nakazaki S., Ihara S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 5

105-108

EN

An industrial wasted water including surfactant such as the Nonylphenol ethoxylate (NPEO) was treated by a pulsed discharge. The effect of treatment was estimated by the COD measurements. The generation of active radicals such as atomic oxygen whose emission wavelength was 777 nm and OH radicals whose emission wavelength was 306.7 nm and 308.9 nm were confirmed at the different repetition rate of discharge (100 - 300 Hz) by the measurements of optical emission spectroscopy. The COD removal rate of about 19 % was obtained and the efficiency of wasted water treatment was 0.74 mg/kWh.

PL

Poddawano obróbce ścieki przemysłowe za pomocą wyładowania impulsowego z nonylofenonem (NFD). Skuteczność obróbki określono za pomocą współczynnika chemicznego zapotrzebowania tlenu(COD). Za pomoca optycznej spektrometrii emisyjnej zaobserwowano powstawanie aktywnych rodników, takich jak: tlen atomowy (długość fali 777 nm) oraz OH (o długościach fali emisji 308,9 i 306,7 mm), dla czestotliwosci wyładowania z zakresu od 100 do 300 Hz. Uzyskano ok. 19% obniżenie COD oraz sprawnośc energetyczną obróbki ścieków 0,74 mg/kWh

15

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.

16

PH effect on decolorization of raw textile wastewater polluted with reactive dyes by advanced oxidation with U/VH2O2

Racyte J., Rimeika M., Bruning H.

Environment Protection Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 3

167-178

EN

The effectiveness of the advanced oxidation process (UV/H2O2) in decolorizing real textile wastewater polluted with commercial reactive dyes - Reactive Yellow 84 and Reactive Red 141 - was investigated. All the experiments were performed in a lab-scale reactor with the original high pH of the wastewater. The dyeing wastewater was decolorized in 5 hours. After its acidification to pH 3 the decolorization process was more efficient. Full decolorization was then achieved in 2 hours and the decrease in COD exceeded 70%. The reaction rate constants obtained were as follows: at pH 11.4, 0.0065 min(-1); at pH 7, 0.0044 min(-1), and at pH 3, 0.019 min(-1), which testified to pH importance for UV/H2O2 oxidation process.

17

Stabilizacja beztlenowa osadów ściekowych pochodzących z przemysłu celulozowo-papierniczego

Worwąg M., Brzeska K., Zawieja I., Bień J.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 2

493--497

PL

Zanieczyszczenia pochodzące z przemysłu celulozowo-papierniczego są różnorodne i w głównej mierze zależą od zastosowanej technologii i oczyszczania ścieków. Zdecydowana większość ścieków celulozowo-papierniczychprzed wprowadzeniem do środowiska jest oczyszczana w urządzeniach biologicznych. W celu zbadania przebiegu procesu stabilizacji beztlenowej osadów ściekowych pochodzących z przemysłu celulozowo-papierniczegonadmierny osad czynny zaszczepiono osadem przefermentowanym, pochodzącym z komunalnej oczyszczalni ścieków i poddano 10-dniowej mezofilowej fermentacji metanowej. Badania prowadzono w kolbach laboratoryjnych w temperaturze 37°C. Zawartość badanych kolb mieszano ręcznie co kilka godzin. Wykonano następujące oznaczenia fizyczno-chemiczne: lotne kwasy tłuszczowe (LKT), sucha masa, sucha masa mineralna, sucha masa organiczna, pH, zasadowość, kwasowość, azot ogólny Kjeldahla, azot amonowy, ChZT, węgiel ogólny, fosfor ogólny. Ponadto przeprowadzono badania mikrobiologiczne na obecność mikroorganizmów, takich jak: mezofile, psychrofile, oraz obecność gatunków patogennych: Escherichia coli, Salomnella spp. oraz grzybów. Stwierdzono, iż proces przebiegał prawidłowo. W kolejnych dniach procesu zaobserwowano między innymi wzrost zawartości lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Wartość tego parametru przed fermentacją wynosiła 274 mg CH3COOH/dm3 natomiast w czwartym dniu procesu osiągnęła wartość 514 mg CH3COOH/dm3. Zawartość substancji organicznych przed oraz w czwartym dniu fermentacji wynosiła odpowiednio 9,876 g/dm3 oraz 7,903 g/dm3.

EN

The impurities coming from pulp and paper industry are varied and they depend mainly on the way of treating the sewage and the technology of their treatment. The greater amount of the pulp and paper sewage is treated in the biological devices before entering them into the natural environment. The great amounts of pulp and paper sewage arise during the process of their pre-sedimentation and during the biological treating of sewage by means of activated sludge method and they also arise as the result of the chemical flocculation process. The excessive pulp and paper sludge, coming from the biological and chemical treatment of sewage, characterizes of high part of organic substances and of weak drainage property. What is more, the literature shows that oxygen-free(anaerobic) treatment causes the generation of much smaller amounts of sludge than oxygen treatment (1/7). As the result of the anaerobic stabilization process there is also obtained biogas, which is the energy carrier. The substrate of the research was the excessive activated sludge which comes from Koniecpol Fibreboard Factory arising from biological processes of treating sewage consisting in 23% of technological sewage and in 77% of domestic sewage. The part of technological sewage within the total amount of load flowing into the treatment plant, together with the sewage, constituted the greatest amount of it and it was: 74%. In order to examine the course of the oxygen-free stabilization process of sewage sludge coming from the pulp and paper industry, the excessive activated sludge was inoculated by fermented sludge, coming from the municipal sewage treatment plant and then it was put to the 10-day mesophile methane fermentation. The research was made within the flasks in the temperature of 37°C. The content of the examined flasks was mixed every few hours by hand. There was made the following physical-chemical determinations: volatile fatty acids (VFA), dry matter, mineral dry matter, organic dry matter, hydration, pH, alkalinity, acidity, Klejdahl general nitrogen, ammonium nitrogen, COD (chemical oxygen demand), general carbon, general phosphorus. What is more, there was made the research on the microbiological presence of microorganisms such as: mesophiles, psychophiles and on the presenceof pathogenic species such as: Escherichia coli, Salomnella spp. and fungi. There was concluded that the process proceeded correctly. There was observed, during the next days of the process, among others: the increase in volatile fatty acids (VFA). The value of this parameter, before the fermentation was: 274 mg CH3COOH/dm3, and on the fourth day of the process it was: 514 mg CH3COOH/dm3. The amount of organic substances before the process and on the fourth day amounted respectively: 9.876 and 7.903 g/dm3.

18

Application of fuzzy neural network for supporting measurements and control in a wastewater treatment plant

Skowroński Z. G., Skowrońska K. T., Biziuk M. K.

Chemia Analityczna

|

2006

|

Vol. 51, No. 3

351-363

EN

Wastewater treatment has become a very important aspect of environmental protection. The main goal of a wastewater treatment plant (WWTP) is to reduce the level of waste-water pollution. The application of AT (artificial intelligence) techniques in wastewater treatment provides an alternative way of operating complex process, helps to reduce energy consumption and to improve the efficiency of the equipment. Modern control systems developed in the recent years are often based on complex mathematical models of the processes, which allow one to develop an optimized treatment strategy. However, they require the knowledge of several parameters that are not commonly measured in a WWTP or they are not measured with often enough for control purposes. One of them is COD (chemical oxygen demand). The procedure of its measurement is long and thus problematic. !n this work we have proposed a new approach to the COD control system and its further improvement applying FNN (fuzzy neural network). The main goal was to shorten and simplify determination of COD based on the on-line parameter. The developed approach is expected to be successfully applicable in the real time system control.

PL

Oczyszczanie ścieków jest jednym z ważniejszych aspektów ochrony środowiska. Nowoczesne systemy kontroli w oczyszczalniach ścieków pozwalają na poprawę jakości procesu oczyszczania redukując jednocześnie koszty. Systemy kontroli i optymalizacji, jakie od kilku lat opracowuje się dla oczyszczalni ścieków, bazujązazwyczaj na skomplikowanych modelach matematycznych. Kluczowym problemem w zastosowaniu tych systemów jest duża liczba parametrów, które nie są zazwyczaj mierzone lub częstotliwość pomiarówjest nicwystarczającaz punktu widzenia systemów kontroli. ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen) jest jednym z takich parametrów. Odgrywa on kluczową rolę w modelowaniu procesów osadu czynnego, jednakże, ze względu na długi czas analizy, jego zastosowanie w układzie kontroli jest utrudnione. W tej pracy określono sposoby s/ybkiego wyznaczania przybliżonej wartości ChZT na podstawie innych parametrów z zastosowaniem rozmytych sieci neuronowych.

19

Korelacja pomiędzy wartościami parametru ChZT i ekstraktu eterowego w ściekach przemysłowych : notatka laboratoryjna

Bojanowska I., Januszewska A., Bielicka A.

Przemysł Chemiczny

|

2004

|

T. 83, nr 3

141-144

PL

Przedmiotem pracy było poszukiwanie korelacji pomiędzy wartościami parametru ChZT i ekstraktu eterowego (£e) w ściekach przemysłu mleczarskiego. Przeprowadzone badania dowiodły istnienia wspomnianej korelacji i pozwoliły na wyznaczenie funkcji ChZT = f(Ee). Możliwe więc jest oszacowanie wartości jednego z wymienionych parametrów bez konieczności oznaczania drugiego.

EN

Model wastewaters were prepd. by dilg. 3.2% fat milk with distd. H2O to yield 0.006%, 0.013%, and 0.019% fat liquors and 9 morę liquors contg. 0.0032-0.029% fat (in 0.0032% steps). COD (mg O2IL) was detd. by spectrophotometry and fat content (Ec, mg/L) was detd. in a Soxhlet app. by extn. with petr. ether, Ec(±10%) = (COD - 78.517)14.9463 (r = 0.9569).

20

Wpływ dezintegracji ultradźwiękowej osadów ściekowych na przebieg procesu stabilizacji beztlenowej

Bień J. B., Szparkowska I.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2004

|

T. 7, nr 3/4

341-352

PL

W układach technologicznych realizujących proces oczyszczania ścieków powstają znaczne ilości osadów nadmiernych charakteryzujących się słabą podatnością na biochemiczny rozkład w warunkach beztlenowych. Podatność substancji organicznej zawartej w osadzie na biodegradację zwiększa się ze wzrostem stopnia upłynnienia osadu oraz wzrostem rozdrobnienia cząstek fazy stałej. Kondycjonowanie osadów ściekowych polem ultradźwiękowym przed procesem stabilizacji beztlenowej może być istotnym czynnikiem dezintegrującym. Efektem skutecznej dezintegracji jest intensyfikacja procesu fazy kwaśnej fermentacji, wyrażająca się zwiększeniem stężenia i szybkości przyrostu lotnych kwasów tłuszczowych (LKT), powodując w rezultacie wzrost wydajności produkcji biogazu. Przeprowadzono proces mezofilowej fermentacji metanowej osadu nadmiernego niekondycjonowanego oraz poddanego czynnemu działaniu pola ultradźwiękowego. Jako kryterium oceny zmian wywołanych czynnym działaniem pola ultradźwiękowego przyjęto intensywność wydzielającego się biogazu. Podczas procesu wykonywano następujące oznaczenia fizyczno-chemiczne osadów: lotne kwasy tłuszczowe, sucha masa, sucha masa mineralna, sucha masa organiczna, pH oraz zasadowość.

EN

The aim of the study was the analysis of the influence of the ultrasonic disintegration on the efficiency of the anaerobic stabilization process. The process was conducted in the closed sludge digester, made in a form of glass cylinder of the active capacity of 5 dm3, equipped with the installation maintaining constant temperature of the process (35°C), the device providing appropriate rate of mixing (120 r.p.m.) and the installation serving to diminish the biogas. The process of periodical digestion lasted for 28 days. The organic matter present in the excessive sludge is difficult to biodegradation. The basic part of it are living microorganisms, which are not substrate, they can alone participate in the process of conversion of the matter but not going under the biodegradation. During the 28-days period of digestion they leave the digester in an active state. Therefore in order to intensificate the hydrolysis phase, the excessive sludge was ultrasonic pretreated before the anaerobic digestion process. The ultrasound amplitude was varied within the range from 8 to 16 µm. The impact of different amplitude and time of pretreatment on the extent of the disintegration was examined. The efficiency of the pretreatment, the direct result of which is disintegration of the sludge, was evaluated on the basis of the chemical oxygen demand (COD). The anaerobic digestion of excessive sludge following ultrasonic pretreatment was significantly intensified. Volatile fatty acids, dry mass, organic mass and mineral mass, pH, alkalinity were the main parameters studied during the anaerobic stabilization process. There was noticed the increase in the volatile solids reduction as well as the increase in the biogas production. The intensity of the biogas release plays in this connexion an important role in the control of conversion undergoing during the process.