Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Szacowanie wartości opałowej i ciepła spalania gazu syntezowego powstającego w procesie zgazowywania karbonizatu otrzymanego z osadów ściekowych

Stępień P., Pulka J., Białowiec A.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 1

45--50

PL

Jednym ze sposobów zagospodarowania osadów ściekowych może być ich zgazowywanie po wcześniejszej toryfikacji. W pracy przedstawiono wyniki symulacji procesu zgazowania karbonizatu uzyskanego podczas toryfikacji osadu ściekowego. Modelowanie procesu zgazowywania karbonizatu przeprowadzono w zakresie temperatury od 973 K do 1473 K, przy zastosowaniu powietrza jako czynnika zgazowującego. W każdej z temperatur przeprowadzono dziesięć symulacji, podczas których zmieniano wartość stosunku molowego tlenu do węgla (O/C). Uzyskane wyniki wykazały, że karbonizat otrzymany w procesie toryfikacji osadu ściekowego przez 60 min w temperaturze 533°K pozwolił na uzyskanie w temperaturze zgazowywania 973 K i przy stosunku molowym O/C=0,1 gazu syntezowego o największej wartości ciepła spalania (16,44 MJ/m3). Przeprowadzona analiza regresji wielokrotnej pozwoliła określić wpływ parametrów technologicznych (temperatura, stężenie czynnika zgazowującego) na uzyskane wartości ciepła spalania i wartości opałowej otrzymanego gazy syntezowego. Wykazano, że zmienną wpływającą w istotny sposób na proces zgazowania karbonizatu było stężenie czynnika zgazowującego, przy czym wraz z jego wzrostem następowało pogorszenie właściwości paliwowych gazu syntezowego. Parametrem technologicznym wpływającym nieistotnie na ten proces okazała się temperatura zgazowywania karbonizatu, ponieważ wraz z jej wzrostem nie odnotowano większych zmian w kaloryczności uzyskiwanego gazu syntezowego.

EN

One of the methods of sewage sludge management may be its gasification with prior torrefaction. Simulation results of gasification of the carbonized sewage sludge obtained in the process of torrefaction were presented. Modeling of the carbonized sludge gasification process was performed in temperatures ranging from 973 K to 1473 K with air applied as a gasifying agent. Ten simulations were performed at each temperature, during which the molar ratio of oxygen to carbon (O/C) was varied. The results showed that the carbonized sludge obtained by torrefaction for 60 min at 533 K allowed for production of syngas with the highest heating value (16.44 MJ/m3) at gasification temperature of 973 K and the molar ratio O/C=0.1. Multiple regression analysis allowed for determination of statistical significance of technological parameters (temperature, concentration of gasifying agent) on both the lower heating value (LHV) and the higher heating value (HHV) of syngas produced. The obtained results demonstrated that a variable that significantly influenced the gasification process was the gasification agent concentration. With its increase, the fuel properties of syngas deteriorated. There were no more significant changes in calorific value of the obtained syngas with the increase in temperature, therefore temperature was the technological parameter considered to affect the process in a less significant manner.

2

Wykorzystanie pomiaru aktywności oddechowej do wyznaczania zawartości łatwo biodegradowalnej materii organicznej w odpadach

Sobieraj K., Stegenta S., Białowiec A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 8

1726--1729

PL

Do testów biodegradowalności odpadów zastosowano metodę pomiaru aktywności oddechowej, standardowo stosowaną w testach pomiaru stopnia stabilizacji odpadów wyrażonej jako AT₄, przy uwzględnieniu stechiometrii rozkładu materii organicznej w warunkach tlenowych. Przeprowadzone testy sztucznie przygotowanych odpadów własnych oraz wydzielonej mechanicznie z odpadów komunalnych frakcji podsitowej (odpady surowe) wykazały, że w obu rodzajach odpadów zawartość biodegradowalnej materii organicznej była mała i nie przekraczała odpowiednio 24% i 15%. Zastosowana metoda wskazuje na zawartość materii organicznej biodegradowalnej w krótkim okresie, a więc charakteryzuje substancje łatwo degradowalne. Metoda może jednak wskazać również na potencjał odpadów do biologicznego przetwarzania w procesach biostabilizacji tlenowej i biosuszenia w pierwszych 2 tygodniach procesów.

EN

An artificial waste and undersize fraction mech. derived from municipal solid waste were mixed with a sewage sludge and studied for biodegrdn. of organic matter at 20°C for 7 days by using a std. detn. of O₂ consumption and its rate. The mixts. showed higher biodegradability than the sewage sludge alone.

3

Modelowanie matematyczne toryfikacji paliwa pochodzącego z odpadów

Stępień P., Białowiec A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

1162--1166

PL

Przeprowadzono numeryczne modelowanie wpływu parametrów technologicznych (temperatura i czas zatrzymania) toryfikacji RDF (refuse derived fuel) oraz jego właściwości paliwowych (wartość opałowa) na właściwości karbonizatu. Temperatura procesu i czas zatrzymania były czynnikami najmocniej wpływającymi na efektywność toryfikacji. Na uzyskaną wartość opałową karbonizatu miała również wpływ początkowa wartość opałowa RDF.

EN

Effects of technol. parameters of the RDF (refuse derived fuel) torrefaction (temp., and retention time) and RDF properties on properties of the carbonized fuel (lower calorific value) were numerically modeled. The process temp. and retention time were the most important factors influencing the torrefaction efficiency. The calorific value of RDF had also an effect on the calorific value of the carbonized fuel.

4

Aktywność biologiczna ustabilizowanej drobnej frakcji odpadów komunalnych podczas ich długotrwałej ekspozycji na warunki atmosferyczne

Stegenta S., Kałdun B., Sobieraj K., Białowiec A.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 4

31--40

EN

One of the accepted technological solutions used in mechanical-biological waste treatment is screening of stabilized undersize fraction (code 190599) through a sieve to separate two fractions with the grain size of 20–80 mm (code 190599) and < 20 mm (code 190503 – compost that fails to comply with requirements). Fraction < 20 mm may be used for landfill remediation as a landfill cover. However, its long-lasting exposure to atmospheric conditions may have an adverse effect on microbial respiration. This phenomenon was verified in the field study and lysimetric experiment aimed to simulate landfill conditions, which lasted 10 weeks (both in winter and summer season). The lysimeters contained stabilized fine fraction, while half of the containers were additionally filled with water to reflect adverse conditions at a landfill site resulting from stagnant pond formation. Both the direct measurements and model studies confirmed a significant increase of microbial activity in hydrated waste samples. During remediation works special care should be taken to avoid stagnant pond formation on the landfill top because of the unfavourable pond conditions that facilitate decomposition of organic matter in the stabilized fine fraction. Therefore, biological stabilization of municipal solid waste should be planned to effectively lower organic matter content and minimize moisture of the under-size fraction. It was demonstrated that activity at the level of AT4 < 2 mgO2/g allowed for safe use of the stabilized fine fraction in restoration process of closed landfills.

PL

Jednym z akceptowanych rozwiązań technologicznych mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych jest wielkościowa waloryzacja ustabilizowanej frakcji podsitowej o kodzie 190599, przez jej przesianie na sicie w celu wydzielenia dwóch frakcji – o uziarnieniu 20÷80 mm (o kodzie 190599) oraz <20 mm (o kodzie 190503 – kompost nieodpowiadający wymaganiom). Frakcja <20 mm może być wykorzystana do rekultywacji składowisk odpadów, jednakże podczas jej długotrwałej ekspozycji na warunki atmosferyczne możliwe są niekorzystne zmiany aktywności oddechowej mikroorganizmów obecnych w tej frakcji. Zjawisko to zweryfikowano w doświadczeniu polowym oraz eksperymencie lizymetrycznym, trwającym 10 tygodni (w sezonie zimowym i letnim), mającym symulować warunki panujące na składowisku. Lizymetry zawierały frakcję podsitową odpadów z procesu stabilizacji, przy czym połowę z nich wypełniono wodą, aby odzwierciedlić niekorzystne warunki w postaci zastoisk wody na powierzchni składowiska. Zarówno bezpośrednie pomiary aktywności oddechowej drobnoustrojów, jak i badania modelowe potwierdziły znacznie większą aktywność mikroorganizmów w nawodnionych próbkach odpadów. Podczas rekultywacji składowiska odpadów należy więc unikać powstawania zastoisk wody na wierzchowinie, ponieważ powstające w nich warunki wpływają na przyspieszenie rozkładu związków organicznych pozostałych w stabilizacie. Biologiczna stabilizacja odpadów komunalnych powinna zatem dążyć do skutecznego zmniejszenia zawartości związków organicznych oraz do ograniczenia wilgotności uzyskanego stabilizatu. Potwierdzono, że stosowanie materiału o aktywności AT4<2 mgO2/g pozwala na bezpiecznie użycie frakcji podsitowej do rekultywacji zamkniętych składowisk.

5

The influence of leachate recirculation on biogas production in a landfill bioreactor

Białowiec A., Siudak M., Jakubowski B., Wiśniewski D.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 1

113--120

EN

The technology of municipal solid waste treatment in a landfill bioreactor is based on a system of controlled, enhanced fermentation of organic waste, which occurs in a heap having status of bioreactor. The enhancement of biogas production is done by leachate recirculation. In a landfill bioreactor, located in Kosiny Bartosowe, Poland, with capacity of 70 000 Mg of municipal solid waste, the research aiming on the determination of the influence of leachate recirculation on biogas generation was done. Experiments were done in two periods: just one month after bioreactor sealing with hydraulic loading rate (HLR) of 2 mm/d, and one year after bioreactor sealing with HLR of 3 mm/d. Doubling of biogas production from about 100 to 200 m3/h and the increase of methane content from 60 to 65% has been determined when 2 mm/d of HLR of leachate recirculation was applied. The implementation of HLR on the level 3 mm/d increased biogas production from 148 to 270 m3/d, and methane content from 62 to 64%. Leachate recirculation improved thermal conditions in bioreactor to typical meso-philic values.

6

Mathematical modelling of wooden biomass torrefaction

Stepień P., Białowiec A.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2017

|

vol. 60, nr 200

51--65

EN

Torrefaction is used for initial biomass valorisation prior to energetic utilization. The produced biocarbon is characterized by high energy density, and high calorific value. Moreover, it contains less moisture, and has hydrophobic character. Due to that, this technology is being found perspective, but the relation between process parameters, and biomass, and biocarbon properties should be still optimized. The presented work shows the mathematical modelling of torrefaction of the wooden biomass particle. The dependence between technological parameters (process temperature, and retention time), and biomass properties (density, calorific value of the biomass), and calorific value of biocarbon has been examined. The parameters of IInd degree polynomial functions, allowing the estimation of the required retention time or required process temperature to achieve desired calorific value of biocarbon have been determined. The modelling showed, that the process temperature and retention time are the most significant factors influencing the torrefaction efficiency. Also, the calorific value of biocarbon may be an important parameter, but biomass properties are not significant, with recommendation to neglect the biomass density.

7

Potencjał produkcji biogazu z odpadów we wrocławskim Ogrodzie Zoologicznym

Dębska A., Koziołek S., Bieniek J., Białowiec A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 1

337--351

PL

W artykule przedstawiono uwarunkowania funkcjonalne wrocławskiego Ogrodu Zoologicznego. Został przedstawiony obecny sposób zagospodarowania wytwarzanych bioodpadów, który nastawiony jest na przekazanie odpadów zewnętrznym podmiotom, lub też zagospodarowanie części bioodpadów na miejscu, w najprostszy możliwy technicznie sposób – niekontrolowane kompostowanie w pryzmach. W artykule przedstawiono wyniki badań potencjału produkcji biogazu z odchodów wybranych zwierząt, pochodzących z Wrocławskiego Ogrodu Zoologicznego. Próbki pochodziły od trzech gatunków zwierząt roślinożernych: słonia, nosorożca i tapira, trzech gatunków zwierząt mięsożernych: lwa, tygrysa, wilka i jednego gatunku zwierząt wszystkożernych: niedźwiedzia. Badaniom poddano także odchody od ptaków egzotycznych. Próbki odchodów poddano analizom właściwości podstawowych: określenie suchej masy i suchej masy organicznej. Analizy wykonano zgodnie z PN-93/Z-5008/02. Biogaz wytwarzano metodą fermentacji metanowej, w warunkach mezofilnych w temperaturze 37,5°C, a czas zatrzymania odchodów w reaktorze HRT mieścił się w zakresie od 35 do 38 dni. Przeprowadzono modelowanie przebiegu produkcji biogazu. Wyznaczono potencjał produkcji biogazu. Zaobserwowano spadek suchej masy w odchodach zwierząt roślinożernych w porównaniu do mięsożernych. Jednakże, odchody tych zwierząt charakteryzowały się wyższą zawartością materii organicznej. Badania wykazały, iż w przeliczeniu na mokrą masę, najwyższym potencjałem produkcji biogazu charakteryzowały się odchody zwierząt roślinożernych, z których średni potencjał produkcji biogazu wyniósł 63,5 d3/kg m.m. Średnia ważona potencjału produkcji biogazu z odchodów zwierzęcych oszacowana została na poziomie 60,4 dm3/kg m.m. Na podstawie danych dostępnych w literaturze oszacowano również potencjał produkcji biogazu z opadów zielonych oraz odpadów gastronomicznych wytwarzanych na terenie WOZ. Przyjmując średnią produkcję biogazu z odchodów zwierzęcych na poziomie 60,4 3/Mg mokrej masy wsadu, z odpadów zielonych 99 3/Mg mokrej masy wsadu i odpadów spożywczych na poziomie 73 3/Mg mokrej masy wsadu wyliczono średnią ważoną produkcję biogazu 74,0 3/Mg mokrej masy wsadu. Roczna produkcja biogazu wyniesie 59940 3/rok. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że skonstruowanie mikrobiogazowni, zasilanej odpadami wytworzonymi na terenie Ogrodu Zoologicznego daje możliwość wyprodukowania 98,4 MWh energii elektrycznej i 590,4 GJ ciepła.

EN

The article presents the functional conditions of Wrocław Zoological Garden. The current way of biowaste utilisation, which is focused on transferring the waste towards outside parties or also managing them in the most simplest way possible (uncontrollable composting in prisms), has been shown. The article shows the results of the biogas production potential from the manure of chosen animals, that come from the Wrocław Zoological Garden. Samples were taken from three chosen herbivores species: An elephant, a rhino and a tapir and from three carnivores species: a lion a tiger and a wolf and on of omnivorous group: a bear. The research also included the manure of exotic birds. Manure samples were tested in terms of basic properties: dry mass and dry organic mass. The analysis was performed according to PN-93/ Z-15008/02. Biogas produced by the methane fermentation in the mesophilic conditions is at 37.5°C and the retention HRT time in the reactor is in the range of 35 to 38 days. The modelling of the biogas production was executed. The decrease in dry matter in the manure of herbivores in comparison to the carnivorous has been found. Excreta of these animals were characterized by higher organic matter content. The research showed that in terms of wet mass, the highest potential for biogas production by the manure of herbivores was characterized, with an average potential of biogas production amounted to 63.5 dm3/kg w.m. The weighted average biogas production potential was estimated at 60.4 dm3/kg w.m. On the basis of the data presented in the literature, the biogas production potential from the organic matter and organic waste was estimated on the area of Wrocław Zoological Garden. Average biogas production from animal manure was to 60.4 m3/Mg w.m., green waste was to 99 m3/Mg w.m. and organic waste was to 73m3/Mg w.m., calculated weighted average biogas production was 74 m3/Mg. w.m. Production biogas will be 59940 m3 for every year. The results of research show, we can receive 98,4 MWh electricity and 590,4 GJ heat, if we build a micro biogas plant.

8

Dobór modelu i wyznaczanie parametrów kinetycznych aktywności oddechowej odpadów w trakcie procesu tlenowej biostabilizacji frakcji podsitowej odpadów komunalnych

Stegenta S., Kałdun B., Białowiec A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 1

800--814

PL

Końcowym produktem procesu biostabizacji jest stabilizat, czyli odpad stały, który po biologicznym przetworzeniu, spełnia wymogi rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych (Dz.U. z 2012, poz. 1052). Aby określić stopień stabilizacji odpadu, (w praktyce stopień dekompozycji materii organicznej), stosuje się wskaźniki określające aktywność biologiczną. W polskim prawie przyjęto iż jednym z parametrów wskazującym na stopień stabilizacji odpadu jest aktywność respirometryczna AT4 (rozporządzenie Dz.U. z 2012, poz. 1052). Zużycie tlenu w trakcie procesu rozkładu materii organicznej zawartej w odpadach może mieć charakter równania 0-ego lub 1-ego rzędu. Odpowiednie dopasowanie modelu do reakcji jest kluczowe aby wyznaczyć poprawnie parametry kinetyczne reakcji. Z tego względu wykonano badania, których celem było sprawdzenie stopnia dopasowania 2 modeli matematycznych do krzywej zużycia tlenu dla próbek odpadów będących w różnych fazach procesu biostabilizacji oraz zaproponowanie modelu o najwyższej użyteczności. Eksperyment przeprowadzono w skali technicznej, w instalacji do biostabilizacji odpadów, gdzie stosowany jest biopreparat bakteryjny w celu obniżenia uciążliwości odorowej. Badania wykonano w dwóch wariantach z wykorzystaniem partii odpadów zaszczepionych biopreparatem i odpadów niezaszczepionych. W trakcie procesu biostabilizacji pobierano próbki odpadów w interwałach cotygodniowych. Po pobraniu, próbki odpadów transportowane były do laboratorium, gdzie tego samego dnia rozpoczynano pomiary aktywności oddechowej metodą OxiTop®. Przeprowadzone badania wykazały, iż niezależnie od czasu trwania procesu oraz zastosowania lub niezastosowania inokulacji biopreparatem modelem najlepiej opisującym kinetykę zużycia tlenu jest model I-ego rzędu. Wykazano także, iż dodatek biopreparatu spowodował podwyższenie aktywności oddechowej odpadów w pierwszych 3 tygodniach procesu biostabilizacji.

EN

Final product of waste biostabilization process is stabilized organic fraction. It is a solid waste, after biological process, which perform requirements of actual law regulation (Dz.U. z 2012, poz. 1052). To determine stabilization of waste degree (in practice decomposition of organic matter degree), used indicator which define biological activity. The Polish regulations adopted that one of the parameters indicating the degree of stabilization of waste, is the respiration activity index AT4. Oxygen consumption during organic matter decomposition process, could have 0-order or 1st-orderreaction character. Suitable fit of the model to react is crucial, to correctly determine the kinetic parameters of the reaction. For this reason, experiments, which purposes were to: examine the relevance of two mathematical models, to the oxygen consumption curves, for waste samples that are in various stages of the biostabilization process, and to propose a model of the highest utility, were performed. The study was conducted on an industrial scale, in operating conditions biostabilization plant, where biostimulator was used to reduce odors. Two variants, first using waste with biostimulator and second without biostimulator were tested. During the biostabilization process, samples were collected in weekly intervals. Samples of waste were transported to the laboratory, where respiratory activity was measured. Research has shown that independently of the duration of the process, and the inoculation or without -inoculation of biostimulator, the best fitting model which describes the kinetics of oxygen consumption is the first order reaction model. It was also shown that the addition of biostimulator increase respiration activity of waste during first 3 weeks of biostabilization process.

9

Ocena efektywności biosuszenia i biostabilizacji odpadów komunalnych w reaktorach z membranami półprzepuszczalnymi

Stegenta S., Wiśniewski D., Godzwa A., Jakubowski B., Białowiec A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 9

338--340

PL

Jednym z technicznych rozwiązań towarzyszących procesom biosuszenia i biostabilizacji odpadów komunalnych jest zastosowanie membran półprzepuszczalnych w celu ograniczenia emisji substancji odorotwórczych. Techniki wykorzystujące membrany półprzepuszczalne z jednej strony ograniczają oddziaływanie instalacji na środowisko, z drugiej jednak strony stanowią fizyczną barierę w transporcie pary wodnej z bioreaktora na zewnątrz. W pracy przedstawiono wyniki badań w skali technicznej z procesu biosuszenia i biostabilizacji prowadzonych z użyciem membran półprzepuszczalnych w okresie marzec-lipiec 2014 r. Wykazano celowość stosowania membran w przetwarzaniu odpadów. Średnie usunięcie masy w wyniku biosuszenia wyniosło 16,4%, natomiast stosując biostabilizację osiągnięto 12,9% usunięcia masy odpadów. Wykazano także, iż efektywność biosuszenia jest znacznie wyższa w miesiącach letnich od procesu biostabilizacji, jest związana z czasem zatrzymania.

EN

One of the technical solution, accompanying biostabilization and biodrying process of municipal solid waste is the use of semi-permeable membrane, for limiting odor emission. Techniques which use semi-permeable membrane, reduce the impact of installation on the environment, but from the other hand they are physical barrier for water transport from bioreactor to air. The paper describes the technical scale research on biodrying and biostabilization process, in reactors covered by semi-permeable membranes, in the period from March to July 2014. Average mass removal was 16.4% for biodrying, and 12.9% for biostabilization process. It has been shown, that efficiency of biodrying is considerably higher in summer month, than biostabilization process, and it is related to the residence time.

10

Is the biochar produced from sewage sludge a good quality solid fuel?

Pulka J., Wiśniewski D., Gołaszewski J., Białowiec A.

Archives of Environmental Protection

|

2016

|

Vol. 42, no. 4

125--134

EN

The influence of sewage sludge torrefaction temperature on fuel properties was investigated. Non-lignocellulosic waste thermal treatment experiment was conducted within 1 h residence time, under the following temperatures: 200, 220, 240, 260, 280 and 300°C. Sawdust was used as lignocellulosic reference material. The following parameters of biochar have been measured: moisture, higher heating value, ash content, volatile compounds and sulfur content. Sawdust biochar has been confirmed to be a good quality solid fuel. High ash and sulfur content may be an obstacle for biochar energy reuse. The best temperature profile for sawdust torrefaction and fuel production for 1 h residence time was 220°C. At this temperature the product contained 84% of initial energy while decreased the mass by 25%. The best temperature profile for sewage sludge was 240°C. The energy residue was 91% and the mass residue was 85%. Higher temperatures in both cases caused excessive mass and energy losses.

11

Wpływ obciążenia hydraulicznego Okresowego Bioreaktora Beztlenowego odciekami na warunki termiczne fermentacji oraz skład wytwarzanego biogazu

Białowiec A., Wiśniewski D., Pulka J., Wiśniewski A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1259--1273

EN

The technology of municipal solid waste biological treatment in Sequence-Anaerobic-Bioreactors consists an enhanced, and controlled fermentation occurring in waste heap having status of bioreactor. Comparing to traditional landfills, where also as an effect of biological processes biogas is generated, the organic waste stabilization is accomplished after 5 years. According to construction, and operation regime, the reactor is a sequence bioreactor having self-heating character. Waste, substrate, are delivered into bioreactor once time, bioreactor is closed, gas extraction and leachate recirculation system, and monitoring devices are installed. Finally mineral sealing is placed. From that moment optimization of conditions of fermentation process by gathering, treatment, and recirculation of leachate starts. Sequence-Anaerobic-Bioreactor has been implemented by USKOM Ltd. Enterprise in location of Kosiny Bartosowe near Mlawa. Bioreacto has total capacity of municipal solid waste 200000 Mg. The research on the influence of recirculation of leachate on Sequence-Anaerobic-Bioreactor, with hydraulic loading rate ranging from 0 to 4 mm/d, on fermentation conditions and biogas composition were done. The measurements of temperature inside the bioreactor, and gas composition in gas wells were executed. The implementation of leachate recirculation with hydraulic loading rate from 1 to 4 mm/d improved the fermentation conditions and quality of generated biogas. The hydraulic loading rate of leachate 1 mm/d has been proposed for application.

12

Biosuszenie pofermentu z biogazowni rolniczych

Białowiec A., Wiśniewski D., Pulka J., Siudak M., Jakubowski B., Myślak B.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1554--1568

EN

Anaerobic digestion residue represents a nutrient rich resource which, if applied back on land, can reduce the use of mineral fertilizers and improve soil fertility. However, dewatering of digestate may be recommended in certain situation. Limited applicability of digestate as fertilizer may appear, especially in winter, during the vegetation period or in areas where advanced eutrophication of arable land and water bodies is developing. The use of digestate may be also governed by different laws depending on whether it is treated as fertilizer, sewage sludge or waste. The solution for thus problem may by application of biodrying process. The aim of this paper is to present the possibilities of digestate from agricultural biogas plant drying in biodrying process, and analysis of its kinetic and efficiency. Dewatered digestate from agricultural biogas plant, with initial moisture of 78%, was mixed with wood chips in proportion 45:55, respectively. The mixture was placed in container reactor, and aerated during 4 weeks. During the experiment the temperature in the reactor, weight of the digestate, and energy demand was measured. Due to biodrying process, with mean air flow rate 0.025 m3/kg.h, 502 kg mass loss was achieved, what consists 76% of the initial weight of the digestate. Mean temperature in the bioreactor during first 10 days, fluctuated between 55 to 60°C. After that, gradual decrease of the temperature to 40°C in the end of 3rd week was observed. During last week the intense cooling of the bioreactor to final temperature below 20°C was observed. It was determined, that digestate mass loss had I-order reaction character. The k constant rate value was estimated, which was on the level of 0.00068 [1/h]. Total energy demand was 14.792 kWh, what relates to 0.0295 kWh of used energy per kg of mass removed.

13

Badania ruchowe prototypowego reaktora zgazowania biomasy

Wiśniewski D., Piechocki J., Białowiec A., Pulka J., Siudak M., Jakubowski B., Myślak B.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1094--1112

EN

Gasification reactors are devices for thermochemical biomass treatment. In such reactors, complex of mass, and heat exchange, interphase, and chemical processes occur. Designing a mathematical models of processes occurring in such devices requires expensive research, and leads not always to satisfying results. Moreover, some authors executed complex computational simulations of gasifying process aiming to approximate calculation of: composition of generated syngas, temperatures level in the reactor, and even simulations of two-phase flow of gas enriched in pollutants. In given article the initial research of prototype downward gasification reactor feed by model feedstock – wood pellets, has been presented. The construction of the reactor has been described. Particular parts of the reactor has been shown, and the concept of reactor controlling has been given. The gasification reactor tightness has been examined by testing the generated pressure in gasification chamber. Executed research aimed on testing the correctness of particular elements of the reactor work, and determination of motion characteristic for wide range of technological parameters. Static characteristics of bed temperature in the oxidation zone, and the converted biomass stream in function of gasifying agent have been determined. Additionally, the characteristics of removed carbonizate stream in function of grate rotation rate has been determined. In the further experiments the dynamic characteristics of gasification process in the prototype reactor will be tested. The composition of syngas generated from hardly treatable waste materials will be measured. Determined characteristics will be used for further experiments on designing of process control algorithms.

14

The pyrolysis and gasification of digestate from agricultural biogas plant

Wiśniewski D., Gołaszewski J., Białowiec A.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

70--75

EN

Anaerobic digestion residue represents a nutrient rich resource which, if applied back on land, can reduce the use of mineral fertilizers and improve soil fertility. However, dewatering and further thermal processing of digestate may be recommended in certain situations. Limited applicability of digestate as fertilizer may appear, especially in winter, during the vegetation period or in areas where advanced eutrophication of arable land and water bodies is developing. The use of digestate may be also governed by different laws depending on whether it is treated as fertilizer, sewage sludge or waste. The aim of this paper is to present the effects of thermal treatment of solid fraction of digestate by drying followed by pyrolysis and gasification. Pyrolysis was carried out at the temperature of about 500°C. During this process the composition of flammable gases was checked and their calorific value was assessed. Then, a comparative analysis of energy parameters of the digestate and the carbonizate was performed. Gasification of digestate was carried out at the temperature of about 850°C with use of CO2 as the gasification agent. Gasification produced gas with higher calorific value than pyrolysis, but carbonizate from pyrolysis had good properties to be used as a solid fuel.

PL

Pozostałości z biogazowni rolniczych stanowią bogaty w substancje nawozowe surowiec, w przypadku którego, jego rolnicze wykorzystanie, może zmniejszyć stosowanie nawozów mineralnych i poprawić właściwości gleby. Jednakże poferment powinien być wcześniej odwodniony i przetworzony termicznie. Ograniczona stosowalność w środowisku przyrodniczym pofermentu może szczególnie wystąpić w okresie zimowym oraz na terenach zagrożonych eutrofizacją. Wykorzystanie pofermentu podlega także ograniczeniom prawnym w zależności od tego czy jest traktowany jako nawóz, osad lub odpad. Celem artykułu jest przedstawienie efektów zastosowania termicznego przetwarzania odwodnionego pofermentu w procesach pirolizy i zgazowania. Proces pirolizy pofermentu prowadzono w temperaturze 500°C. Monitorowano skład i kaloryczność gazu pirolitycznego. Wykonano porównawcze analizy kaloryczności odwodnionego pofermentu i uzyskanego w wyniku pirolizy karbonizatu. Gazyfikację prowadzono w temperaturze 850°C w atmosferze CO2. Wykazano, iż uzyskany w procesie gazyfikacji gaz syntezowy posiadał wyższą kaloryczność, jednak dodatkowy produkt procesu pirolizy karbonizat posiadał dobre właściwości do wykorzystania jako paliwo stałe.

15

Recykling organiczny odpadów komunalnych

Białowiec A.

Przegląd Komunalny

|

2014

|

nr 8

27--28

PL

W przypadku zmieszanych odpadów komunalnych uzyskanie kompostu spełniającego normy ustawy o nawozach i nawożeniu jest bardzo trudne. Rozwiązaniem może być mechaniczno-cieplne przetwarzanie odpadów komunalnych (MCP).

16

Po co dublować kompetencje?

Białowiec A.

Przegląd Komunalny

|

2014

|

nr 4

18--21

PL

Od czasu do czasu podejmowane są próby usystematyzowania i uporządkowania danych o stanie gospodarki odpadami komunalnymi (i innymi również) w Polsce przez różne instytucje publiczne, których kompetencje dotyczą problematyki gospodarki odpadami. Próby takie podejmowane są pomimo faktu, iż – zgodnie z działem VI ustawy o odpadach – tworzona jest baza danych o produktach i opakowaniach oraz o gospodarce odpadami (BDO).

17

Ocena stopnia ustabilizowania odpadów

Białowiec A.

Przegląd Komunalny

|

2014

|

nr 1

35--38

PL

Rozwiązaniem problemu określenia zawartości biomasy w odpadach może być zastosowanie metody analitycznej, która w sposób bezpośredni wykaże rzeczywistą zawartość frakcji biodegradowalnej w odpadach. Metoda taka istnieje, jest znormalizowana, powtarzalna i odhumanizowana – tzn. czynnik ludzki odgrywa w niej niewielką rolę.

18

Jak zagospodarować odpady z ogrodów zoologicznych?

Białowiec A., Koziołek S.

Przegląd Komunalny

|

2014

|

nr 11

48--51

PL

Samo wykorzystanie biomasy do wytwarzania energii ze źródła odnawialnego jest znane od lat, niemniej jednak ze względu na bardzo niską eksplorację naukową i inżynieryjną problematyka zagospodarowania biomasy odpadowej z ogrodów zoologicznych otwiera nowe obszary dla innowacji i wdrożeń.

19

Badania szczelności reaktorów foliowych do biostabilizacji frakcji podsitowej

Białowiec A., Bukowski P., Dębowski M.

Przegląd Komunalny

|

2014

|

nr 9

36--39

PL

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu wykonał badania, które miały ustalić, czy z reaktorów wykonanych w systemie tuneli foliowych dochodzi do emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Co z nich wynika?

20

Odwadnianie pofermentu z biogazowni rolniczych

Wiśniewski D., Białowiec A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2014

|

Nr 11

449--451

PL

Pozostałości z biogazowni rolniczych stanowią bogaty w substancje nawozowe surowiec, w przypadku którego, jego rolnicze wykorzystanie, może zmniejszyć stosowanie nawozów mineralnych i poprawić właściwości gleby. Jednakże poferment powinien być wcześniej odwodniony. Do odwadniania pofermentu zaproponowano separator śrubowy z filtrem szczelinowym o wydajności 2,5 m3/h i szerokości szczeliny 0,5 mm. Przeprowadzone badania wykazały iż współczynnik rozdziału frakcji stałej i ciekłej pofermentu był na poziomie 0,166. Otrzymano efektywność odwaniania frakcji stałej na poziomie 24% s.m., przy energii zużytej na odseparowanie 1 kg frakcji stałej z pofermentu na poziomie 0,004 kWh i w przeliczeniu na odseparowanie 1 kg frakcji ciekłej 0,00066 kWh.

EN

Anaerobic digestion residue represents a nutrient rich resource which, if applied back on land, can reduce the use of mineral fertilizers and improve soil fertility. However, dewatering of digestate may be recommended in certain situation. The screw separator with slot filter has with treatment capacity 2.5 m3/h, and slot width been proposed. Executed research showed, that separation ratio between solids and liquid fractions was on the level 0.166. The separation effect was achieved with dry matter content 24% in solid fraction, with energy demand 0.004 kWh for separation of 1 kg of solid fraction, and 0,00066 kWh for separation of liquid fraction.