Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

ADM1-based modeling of anaerobic codigestion of maize silage and cattle manure : calibration of parameters and model verification. Part 2

Bułkowska K., Białobrzewski I., Gusiatin Z. M., Klimiuk E., Pokój T.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

20--27

EN

The aim of this study was to implement ADM1xp model to simulate behavior of anaerobic co-digestion of maize silage and cattle manure. The accuracy of ADM1xp has been assessed against experimental data of anaerobic digestion, performed at OLR = 2.1 gVS dm-3·d-1 and HRT = 45d. Due to the high number of parameters in ADM1xp, it was necessary to develop a customized procedure limiting the range of parameters to be estimated. The best fitting of experimental to simulated data was obtained after verification of 9 among 105 stoichiometric and kinetic parameters. The values of objective function (Jc) ranged between 0.003 (for valerate) and 211 (for biogas production).

PL

Celem pracy było wykorzystanie modelu ADM1xp do symulacji procesu kofermentacji kiszonki kukurydzy i obornika bydlęcego. Przydatność modelu oceniano wykorzystując dane z eksperymentu w skali laboratoryjnej. Badania prowadzono przy obciążeniu komory ładunkiem organicznym OLR = 2,1 gVS dm-3·d-1 oraz hydraulicznym czasie zatrzymania wsadu w fermentorze, HRT = 45d. Z powodu dużej liczby parametrów w modelu ADM1xp, zastosowano procedurę, która umożliwia zmniejszenie liczby weryfikowanych parametrów podczas kalibracji. Najlepsze dopasowanie danych eksperymentalnych do modelowych uzyskano po weryfikacji 9 spośród 105 stechiometrycznych i kinetycznych parametrów. Wartości współczynnika dopasowania (Jc) zmieniały się w zakresie od 0,003 (kwas walerianowy) do 211 (produkcja biogazu).

2

ADM1-based modeling of anaerobic codigestion of maize silage and cattle manure : a feedstock characterisation for model implementation. Part 1

Klimiuk E., Gusiatin Z. M., Bułkowska K., Pokój T., Rynkowska S.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

11--19

EN

This paper presents the results of fractionation of particulate and soluble organic matter in a mixture of maize silage and cattle manure (49:51% volatile solids) that was used as a feedstock for anaerobic digestion. The extended Weender’s analysis was adapted to measure raw protein, raw lipids, fraction of carbohydrates (including starch, cellulose, hemicelluloses) and lignin. The content of individual fractions in composite, Xc (as kg COD kg-1 COD) was: 0.111 proteins, 0.048 lipids, 0.500 carbohydrates and 0.341 inerts. The biodegradability of Xc was 68%. Based on material balance, the carbon concentration in Xc was 0.0326 kmol C kg-1 COD, whereas nitrogen concentration 0.0018 kmol N kg-1 COD. The estimated pH of the feedstock based on acid-base equilibrium corresponded to the actual value (pH 7.14).

PL

W pracy przedstawiono wyniki stężenia substancji chemicznych rozpuszczonych i nierozpuszczonych w mieszaninie kiszonki kukurydzy zwyczajnej i obornika bydlęcego (49:51% suchej masy organicznej), który wykorzystano jako substrat do wytwarzania biogazu. Do frakcjonowania nierozpuszczalnych związków organicznych, stanowiących kompozyt (Xc), wykorzystano metodę Weender’a. Udział poszczególnych frakcji (jako ChZT) w kompozycie wyniósł: białka - 0,111, tłuszcze - 0,048, węglowodany - 0,500 oraz związki inertne - 0,341. Stężenie związków biodegradowalnych w kompozycie wyniosło 68%. Na podstawie bilansu materiałowego węgla i azotu obliczono, że stężenie węgla w kompozycie wynosi 0,0326 kmol C kg-1 ChZT, zaś azotu 0,0018 kmol N kg-1 ChZT. Odczyn (pH) wsadu surowcowego wyznaczony z równowagi kwasowo-zasadowej odpowiadał rzeczywistemu, tj. 7,14.

3

Tannic acid as a cost-effective substitute for saponin in soil remediation

Gusiatin Z. M., Bułkowska K., Pokój T.

Environmental Biotechnology

|

2014

|

Vol. 10, No. 2

66--72

EN

The efficiency of soil washing with tannic acid (TA) and saponin (SAP) was compared. In the contaminated soil, Cu and Zn were more mobile than Pb. At 3% concentration, both biosurfactants removed similar amounts of Zn (48 and 54%, respectively), SAP removed somewhat more Cu (81%), and TA removed considerably more Pb (63%). SAP removed more Cu due to its higher number of carboxylic groups. TA dissolved the more stable forms of metals because of its higher acidity resulting from the content of phenolic groups. Based on the potential ecological Risk Index (RI), both biosurfactants reduced the risk posed by the contaminated soil from "considerable" (RI=364 ) to "low" (RI=118, on average). These results, and the fact that TA is more than three times less expensive than SAP, make TA an attractive substitute for SAP in soil washing.

4

Production of Biogas Using Maize Silage Supplemented with Residual Glycerine from Biodiesel Manufacturing

Pokój T., Gusiatin Z. M., Bułkowska K., Dubis B.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 4

17--29

EN

The aim of this study was to investigate the influence of residual glycerine (5 and 10% w/w) from the biodiesel industry, used as a co-substrate, on biogas production from maize silage. The experiments were conducted in a laboratory-scale, single-stage anaerobic digester at 39ºC and hydraulic retention time (HRT) of 60 d. Addition of 5% residual glycerine caused organic load rate (OLR) to increase to 1.82 compared with 1.31 g organic dry matter (ODM) L-1d-1 for maize silage alone. The specific biogas production rate and biogas yield were 1.34 L L-1d-1 and 0.71 L g ODM-1 respectively, i.e. 86% and 30% higher than for maize alone. Increasing the residual glycerine content to 10% increased OLR (2.01 g ODM L-1d-1), but clearly decreased the specific biogas production rate and biogas yield to 0.50 L L-1d-1 and 0.13 L g ODM-1 respectively. This suggested that 10% glycerine content inhibited methanogenic bacteria and organics conversion into biogas. As a result, there was accumulation of propionic and valeric acids throughout the experiment.

PL

W pracy badano wpływ frakcji glicerynowej w stężeniu 5 i 10% wag. na produkcję biogazu z kiszonki kukurydzy zwyczajnej. Doświadczenie prowadzono w skali laboratoryjnej, w układzie jednostopniowym. Hydrauliczny czas zatrzymania (HRT) i temperatura fermentacji wynosiły odpowiednio 60d i 39ºC. Udział frakcji glicerynowej substracie w stężeniu 5% wag. spowodował wzrost obciążenia ładunkiem organicznym (OLR) do 1,82 g s.m.o./dm3·d w porównaniu do OLR podczas fermentacji samej kiszonki (1,31 g s.m.o./dm3·d). Jednostkowa szybkość produkcji biogazu oraz współczynnik wydajności biogazu wyniosły odpowiednio 1,34 dm3/dm3·d oraz 0,71 dm3/g s.m.o. i były o 86% oraz 30% wyższe w porównaniu do wartości uzyskanych dla samej kiszonki. Gdy stężenie frakcji glicerynowej w substracie wzrosło do 10% wag. (OLR = 2,01 g s.m.o./dm3·d) jednostkowa szybkość produkcji biogazu oraz współczynnik wydajności biogazu wyraźnie zmalały do 0,50 dm3/dm3·d i 0,13 dm3/g s.m.o, co oznacza, że w stężeniu 10% wag. frakcja glicerynowa miała inhibicyjny wpływ na wzrost metanogenów i konwersję substancji organicznych do biogazu. W rezultacie następowała kumulacja kwasów propionowego i walerianowego w wodzie osadowej.