Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of calcium peroxide as an environmentally friendly oxidant to reduce pathogens in organic fertilizers and its impact on phosphorus bioavailability

Więckol-Ryk Angelika, Białecka Barbara, Thomas Maciej

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 4

42--53

EN

The article presents the research into hygienizing process of chicken manure using calcium peroxide (CaO2) as an environmentally friendly biological deactivation agent. The influence of the addition of CaO2 to chicken manure on the bioavailability of phosphorus was also analyzed. The process of biological deactivation using CaO2, CaO and Ca(OH) 2 agents was analyzed applying the disk diffusion method. To optimize the effect of the hygienizing parameters, (CaO2 concentration, pH, temperature and time) on the reduction of Enterobacteriaceae count the Taguchi method was applied. The content of bioavailable phosphorus was measured with the Egner-Riehm method and determined with spectrophotometry. The reduction in bacterial count followed an increase in the concentration of CaO2 in a sample. The optimal experimental conditions (CaO2=10.5 wt.%, pH=9.5, T=40°C, t=180 h) enabled a significant decrease in the Enterobacteriaceae count, from 107 cfu/g to 102 cfu/g. Analysis of the samples with Egner-Riehm method showed that the phosphorus content decreased with the addition of biocide CaO2: from 26.6 mg/l (for 3.5 wt.%) to 3.5 mg/l (for 10.5 wt.%). These values were slightly higher than the content of phosphorus deactivated with Ca(OH) 2 i.e., from 11.25 mg/l (for 3.5 wt.%) to 4.49 mg/l (for 10.5 wt.%). The application of CaO2 for hygienizing chicken manure enables effective reduction of Enterobacteriaceae count to an acceptable level (below 1000 cfu/g). In comparison with the traditional techniques of hygienization, the application of CaO2 has a positive effect on the recovery of bioavailable phosphorus.

PL

W artykule przedstawiono badania procesu higienizacji pomiotu kurzego przy użyciu nadtlenku wapnia (CaO2) jako przyjaznego dla środowiska biologicznego środka dezaktywującego. Przeanalizowano również wpływ dodatku CaO2 do obornika kurzego na biodostępność fosforu. Proces biologicznej dezaktywacji z użyciem CaO2, CaO and Ca(OH) 2 zbadano metodą dyfuzyjno-krążkową. Dla optymalizacji wpływu parametrów procesu higienizacji (stężenie CaO2, pH, temperatura i czas) na zmniejszenie liczby bakterii Enterobacteriaceae zastosowano metodę Taguchi. Zawartość fosforu biodostępnego zmierzono metodą Egnera-Riehma i oznaczono spektrofotometrycznie. Obniżenie liczby bakterii następowało ze wzrostem stężenia CaO2 w próbce. Najbardziej optymalne parametry procesu higienizacji, tj.: CaO2=10.5 wt.%, pH=9.5, T=40°C, t=180 h pozwoliły na zmniejszenie liczby bakterii Enterobacteriaceae z 107 cfu/g do 102 cfu/g. Analiza próbek metodą Egnera-Riehma wykazała, że zawartość fosforu biodostępnego w ekstraktach obornika kurzego (mg/l) malała wraz ze wzrostem ilości dodanego CaO2, tj.: od 26,6 mg/l przy 3,5% wag. do 3,5 mg/l przy 10 %wag. Wartości te były nieznacznie wyższe w porównaniu próbkami dezaktywowanymi Ca(OH) 2, tj: od 11,25 mg/l przy 3,5 %wag; do 4,49 mg/l przy 10 %wag. Zastosowanie CaO2 do celów higienizacji pomiotu kurzego pozwoliło na efektywną redukcję bakterii Enterobacteriaceae do poziomu dopuszczalnego (poniżej 1000 jtk/g). W porównaniu do tradycyjnie stosowanych technik higienizacji wapnem, użycie CaO2 wpływa korzystnie na odzysk fosforu biodostępnego.

2

Application of potassium ferrate(VI) in the treatment of selected water and wastewater pollutants - short review

Kliś Simona, Barbusiński Krzysztof, Thomas Maciej, Mochnacka Anna

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 1

129--138

EN

The paper presents the application of potassium ferrate(VI) (K2FeO4) for the removal of selected pollutants from water and wastewater. The research results on the degradation of endocrine disrupting compounds (EDCs), decomposition of surfactants (SPCs), personal care products (PCPs), pharmaceuticals and their metabolites have been reviewed. Due to K2FeO4 strong oxidizing and coagulating properties, high stability, non-toxic by-products and non-selectivity it is sometimes called “environmentally friendly oxidant”. Due to this reasons K2FeO4 can be a multi-purpose water and wastewater treatment chemical and an alternative to advanced oxidation processes (AOPs).

3

Contents of Rare Earth Elements in Acidic Waters Linked to Mining of Coal and Lignite (Upper Silesia and Muskau Bend, Southern Poland)

Bauerek Arkadiusz, Bebek Małgorzata, Białecka Barbara, Mitko Krzysztof, Thomas Maciej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1040--1060

EN

The aim of the research was comparison rare earth elements contents in acidic waters related to coal mining in the eastern part of the Upper Silesian Coal Basin (USCB), southern Poland, and the former lignite mining in the Polish part of the Muskau Bend. Acidic runoff waters flowing down from mine waste piles in the USCB are enriched with REEs (ΣREEs 478.5 and 1831.9 µg/l) compared to waters filling old lignite mining excavations (ΣREEs 19.7-145.3 µg/l). High concentrations of REEs in acidic waters from the USCB result from their high aggressiveness (acidity 1020 mg/l CaCO3 and 3820 mg/l CaCO3, pH 2.4 and 3.0) to loamy sediments being a source of REEs, and increase as the time of their contact increases. Concentrations of NASC-normalized REEs show that waters from the USCB are enriched in MREEs (Sm, Eu, Gd and Tb), while the waters from the Muskau Bend are characterized by a positive anomaly of LREEs (La and Ce) and a less marked anomaly of MREEs (Gd, Tb and Dy).

PL

Celem badań było porównanie zawartości pierwiastków ziem rzadkich w kwaśnych wodach związanych z wydobyciem węgla kamiennego, we wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) oraz związanych z dawnym wydobyciem węgla brunatnego w polskiej części Łuku Mużakowa. Kwaśne wody spływu powierzchniowego z hałd odpadów górniczych GZW są wzbogacone w pierwiastki ziem rzadkich (REE) (ΣREE 478,5 i 1831,9 μg/l) w porównaniu do wód wypełniających stare wyrobiska górnicze węgla brunatnego (ΣREE 19,7-145,3 μg/l). Wysokie stężenia REE w kwaśnych wodach z GZW wynikają z ich wysokiej agresywności (kwasowość 1020 mg/l CaCO3 i 3820 mg/l CaCO3, pH 2,4 i 3,0) względem ilastych osadów będących źródłem REE i rosną wraz z upływem czasu ich kontaktu z osadami. Stężenia pierwiastków ziem rzadkich znormalizowane do północnoamerykańskiego łupku złożonego (NASC) pokazują, że kwaśne wody z GZW są wzbogacone w pośrednie pierwiastki ziem rzadkich (MREE) (Sm, Eu, Gd i Tb), podczas gdy wody z Łuku Mużakowa charakteryzują się dodatnią anomalią stężeń lekkich pierwiastków ziem rzadkich LREE (La i Ce) i mniej wyraźnymi anomaliami pierwiastków pośrednich MREE (Gd, Tb i Dy).

4

Treatment of Real Textile Wastewater by Using Potassium Ferrate(VI) and Fe(III)/H2O2. Application of Aliivibrio Fischeri and Brachionus plicatilis Tests for Toxicity Assessment

Thomas Maciej, Zdebik Dariusz

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 3 (135)

78--84

EN

The paper presents the possibility of applying combined chemical oxidation processes using potassium ferrate(VI) (K2FeO4) and Fe(III)/H2O2 for the treatment of real wastewater from the textile industry characterised by an increased content of organic substances (COD = 1920 mg O2/l). The use of both processes under optimal conditions included the use of the RSM method (Response Surface Methodology) in order to make it possible to decrease the COD of the wastewater by 75.4% (final COD = 472 mg O2/l). The toxicity of wastewater treated under the most favourable conditions, determined using two test organisms (Aliivibrio fischeri and Brachionus plicatilis), decreased by 33 and 45%, respectively. In some cases the method described can be used on a larger scale.

PL

W artykule przedstawiono możliwość aplikacji połączonych procesów utleniania chemicznego z zastosowaniem żelazianu(VI) potasu (K2FeO4 i procesu Fe(III)/ H2O2 do oczyszczania rzeczywistych ścieków pochodzących z przemysłu włókienniczego, charakteryzujących się zwiększoną zawartością substancji organicznych (COD = 1920 mg O2/L). Zastosowanie obu procesów w optymalnych warunkach wyznaczonych przy zastosowaniu metody RSM (Response Surface Methodology) umożliwiło zmniejszenie COD ścieków o 75,4% (472 mg O2/L). Toksyczności ścieków, oczyszczonych w najkorzystniejszych warunkach oznaczona przy zastosowaniu dwóch organizmów testowych (Aliivibrio fischeri i Brachionus plicatilis) zmniejszyła się odpowiednio o 33 i 45%.

5

Removal of Azo Dye Acid Red 27 from Aqueous Solutions Using Classical and Modified Fenton Reagent with Zero-Valent Iron

Kliś Simona, Thomas Maciej, Barbusiński Krzysztof, Gołombek Klaudiusz, Krzemiński Łukasz, Chyc Marek

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 5 (137)

100--106

EN

The article compares the classic Fenton reagent (Fe2+/H2O2) with its modification with zero-valent iron (ZVI/ H2O2) to remove azo dye Acid Red 27 from aqueous solutions at a concentration of 100 mg/L. For both methods, the most favorable parameter values were determined at which visual discoloration of the solutions tested was obtained (for Fe2+/ H2O2:pH 3.5, H2O2=60 mg/L, Fe2+/ H2O2=0.3, t=15 min, and for ZVI/ H2O2pH = 3, H2O2=40 mg/L, ZVI=80 mg/L, t=15 min). Under these conditions, the COD value was reduced by 71.5% and 69.2% for the classic Fenton and its modification, respectively. A reduction in toxicity was also obtained for Vibrio fischeri bacteria to below 25% by using the Microtox test. ZVI digestion at acidic pH for 10 minutes allowed to shorten the reaction time by about four times - from 15 to 4 minutes. BET analysis showed that the specific surface area increases with the digestion time, which significantly accelerates the reaction. The visual discoloration of aqueous solutions was obtained, and the final COD values were very small, ranging from 49-53 mg O2/L. According to the Aliivibrio fischeri toxicity classification test for water samples, all solutions of dyes tested can be considered as non-toxic (toxicity value <25%). In the study presented, results of decreasing the COD value and concentration of the dye in the ZVI/ H2O2 method obtained are slightly worse compared to the Fe2+/ H2O2method. However, taking the decolorisation time as a criterion, a four times faster decolorisation time was obtained in the ZVI/ H2O2 method, compared to the Fe2+/ H2O2 method.

PL

W artykule porównano klasyczny odczynnik Fentona (Fe2+/H2O2) z jego modyfikacją żelazem o zerowej wartościowości (ZVI/ H2O2), w celu usunięcia barwnika azowego czerwień kwasowa 27 z wodnych roztworów, o stężeniu 100 mg/L. Dla obu metod wyznaczono najkorzystniejsze wartości parametrów, przy których uzyskano wizualne odbarwienie badanych roztworów (dla (Fe2+/H2O2): pH 3,5, H2O2=60 mg/L, Fe2+/ H2O2=0,3, t=15 min. i dla ZVI/H2O2: pH 3, H2O2=40 mg/L, ZVI=80 mg/L, t=15 min. W tych warunkach wartość ChZT spadła o 71,5% i 69,2% dla klasycznego Fentona i jego modyfikacji. Zmniejszenie toksyczności uzyskano również dla bakterii Aliivibrio fischeri (poniżej 25%) przy zastosowaniu testu Microtox. Trawienie ZVI w kwasowym pH przez 10 minut pozwoliło skrócić czas reakcji około cztery razy z 15 do 4 minut. Analiza BET wykazała, że powierzchnia właściwa wzrasta wraz z czasem trawienia, co znacznie przyspiesza reakcję. Uzyskano wizualne odbarwienie roztworów wodnych, a końcowe wartości ChZT były bardzo małe i mieściły się w zakresie 49-53 mg O2/L. Zgodnie z testem klasyfikacji toksyczności wobec Vibrio fischeri dla próbek wodnych, wszystkie testowane roztwory barwników można uznać za nietoksyczne (wartość toksyczności <25%).

6

Removal of Acid Red 27, Reactive Black 5 and Acid Green 16 from Aqueous Solutions using Potassium Ferrate(VI)

Thomas Maciej, Kliś Simona, Barbusiński Krzysztof, Chyc Marek

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 4 (136)

71--75

EN

The article presents the possibility of using potassium ferrate(VI) (K2FeO4) to remove dyes (Acid Red 27, Reactive Black 5, Acid Green 16) belonging to the single azo, double azo and triarylmethane classes from aqueous solutions with an initial concentration of 100 mg/l (Chemical Oxygen Demand (COD) values for AR27, RB5 and AG16 sulutions were 172, 156 and 198 mg O2/l, respectively). For the most favorable values of oxidation parameters of AR27 and RB5 (pH 7, K2FeO4 concentration, 180 and 240 mg/l, respectively, reaction time 10 min), visual discolouration of the aqueous solutions investigated and a decrease in COD values of 83.7% and 81.4%, respectively, were achieved. In the case of AG 16 dye, in the most favorable conditions of the oxidation process (pH 3, K2FeO4, concentration 300 mg/l, 15 min), visual discolouration and a decrease in the COD value of 83.8% were also obtained. The probable reasons for the higher resistance of AG16 to oxidation using K2FeO4 compared to AR27 and RB5 were also explained, based on the analysis of the structure and type of bonds present in the molecule AG 16.

PL

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania żelazianu(VI) potasu (K2FeO4) do usuwania barwników (Acid Red 27, Reactive Black 5, Acid Green 16), należących do barwników azowych i triarylometanowych z roztworów wodnych o stężeniu początkowym 100 mg/dm3 (wartości ChZT(Cr) dla roztworów Acid Red 27, Reactive Black 5 i Acid Green 16 wynosiły odpowiednio 172, 156 i 198 mg O2/dm3). Dla najkorzystniejszych wartości parametrów procesu utleniania Acid Red 27, Reactive Black 5 (pH 7, stężenie K2FeO4 odpowiednio 180 i 240 mg/dm3, czas reakcji 10 min.), uzyskano wizualne odbarwienie badanych roztworów wodnych oraz zmniejszenie wartości ChZT(Cr), odpowiednio o 83,7% i 81,4%. W przypadku barwnika Acid Green 16, w najkorzystniejszych warunkach przebiegu procesu utleniania (pH 3, stężenie K2FeO4 300 mg/dm3, czas reakcji 15 min.), uzyskano także wizualne odbarwienie oraz zmniejszenie wartości ChZT(Cr) o 83,8%. Wyjaśniono też prawdopodobne przyczyny większej odporności Acid Green 16 w stosunku do Acid Red 27 i Reactive Black 5 na utlenianie z zastosowaniem K2FeO4, na podstawie analizy budowy i rodzaju wiązań obecnych w cząsteczce barwnika Acid Green 16.

7

Application of potassium ferrate(VI) for oxidation of selected pollutants in aquatic environment - short review

Kliś Simona, Barbusiński Krzysztof, Thomas Maciej, Mochnacka Anna

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 1

129--137

EN

The paper provides comprehensive information on the recent progress of the use of potassium ferrate(VI) (K2FeO4) for the removal of selected pollutants from water and wastewater. K2FeO4 provides great potential for diverse environmental applications without harm to the natural environment. Therefore K2FeO4 was used in removal of cyanides from gold ore purification processes, degradation of dyes and organic compounds in wastewater and algae removal in the water treatment process. The quoted research results indicate that K2FeO4 due to its strong oxidizing and coagulating properties, could be an alternative to the use of Advanced Oxidation Processes (AOPs) or be an additional option to conventional methods of water and wastewater treatment. As a result of using K2FeO4, the emerge intermediates of the impurities decomposition are nontoxic or show less toxicity than the initial substrates. The use of K2FeO4 is also associated with certain limitations of technical and technological nature, which requires further research in order to use its high efficiency in the degradation of various types of contamination on a technical scale.