Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Systemy wspomagania dla gospodarki wodno-ściekowej

Ulańczyk R., Pecka T., Skotak K., Samborska K., Kliś Cz., Suschka J., Laspidou C., Kokkinos K., Froelich W., Brągiel T., Batóg A.

Wodociągi - Kanalizacja

|

2017

|

nr 1

30--33

2

Low intensity surplus activated sludge pretreatment before anaerobic digestion

Suschka J., Grübel K.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 4

50--57

EN

Sewage sludge (municipal, or industrial) treatment is still a problem in so far that it is not satisfactorily resolved in terms of cost and final disposal. Two common forms of sludge disposal are possible; the first being direct disposal on land (including agriculture) and the second being incineration (ash production), although neither of these methods are universally applied. Simplifying the issue, direct sludge disposal on land is seldom applied for sanitary and environmental reasons, while incineration is not popular for financial (high costs) reasons. Very often medium and large wastewater treatment plants apply anaerobic digestion for sludge hygiene principles, reducing the amount to be disposed and for biogas (energy) production. With the progress in sewage biological treatment aiming at nutrient removal, primary sludge has been omitted in the working processes and only surplus activated sludge requires handling. Anaerobic digestion of waste activated sludge (WAS) is more difficult due to the presence of microorganisms, the decomposition of which requires a relatively long time for hydrolysis. In order to upgrade the hydrolysis effects, several different pre-treatment processes have already been developed and introduced. The additional pre-treatment processes applied are aimed at residual sludge bulk mass minimization, shortening of the anaerobic digestion process or higher biogas production, and therefore require additional energy. The water-energy-waste Nexus (treads of) of the benefits and operational difficulties, including energy costs are discussed in this paper. The intensity of pre-treatment processes to upgrade the microorganism’s hydrolysis has crucial implications. Here a low intensity pre-treatment process, alkalisation and hydrodynamic disintegration - hybrid process - were presented in order to achieve sufficient effects of WAS anaerobic digestion. A sludge digestion efficiency increase expressed as 45% biogas additional production and 52% of the total or volatile solids reduction has been confirmed.

3

Alkaline solubilisation of waste activated sludge (WAS) for soluble organic substrate – (SCOD) production

Suschka J., Kowalski E., Mazierski J., Grübel K.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 1

29--38

EN

Improving the effects of hydrolysis on waste activated sludge (WAS) prior to anaerobic digestion is of primary importance. Several technologies have been developed and partially implemented in practice. In this paper, perhaps the simplest of these methods, alkaline solubilization, has been investigated and the results of hydrolysis are presented. An increase to only pH 8 can distinctively increase the soluble chemical oxygen demand (SCOD), and produce an anaerobic condition effect favorable to volatile fatty acids (VFA) production. Further increases of pH, up to pH 10, leads to further improvements in hydrolysis effects. It is suggested that an increase to pH 9 is sufficient and feasible for technical operations, given the use of moderate anti-corrosive construction material. This recommendation is also made having taken in consideration the option of using hydrodynamic disintegration after the initial WAS hydrolysis process. This paper presents the effects of following alkaline solubilization with hydrodynamic disintegration on SCOD.

PL

Zastosowanie wstępnej hydrolizy osadu czynnego wpływa w znaczący sposób na poprawę efektów fermentacji beztlenowej. W pracy przedstawiono wyniki wstępnej alkalizacji osadu. Stwierdzono, że w wyniku wzrostu pH do 8 nastąpiło wyraźne zwiększenie ChZT w cieczy nadosadowej i intensyfikacja produkcji LKT, a zmiana odczynu do pH 10 powoduje zwiększenie efektów hydrolizy. Wykazano, że wstępna hydroliza osadu do pH 9 jest możliwa do zastosowania w praktyce, z uwagi na wykorzystanie materiałów konstrukcyjnych o umiarkowanej odporności na korozję. Po wstępnej alkalizacji możliwe jest stosowanie innych metod dezintegracji osadu. W pracy przedstawiono wyniki kondycjonowania osadu poprzez alkalizacje w połączeniu z dezintegracją hydrodynamiczną.

4

Zastosowanie wstępnej hybrydowej hydrolizy osadu czynnego dla zwiększenia efektywności dwustopniowej fermentacji metanowej

Grubel K., Kuglarz M., Mrowiec B., Suschka J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 2

255--268

PL

Celem przeprowadzonych badań w skali laboratoryjnej było określenie wpływu wstępnej hydrolizy osadu czynnego - na drodze hybrydowego procesu dezintegracji - na zwiększenie produkcji biogazu. Zastosowany proces hybrydowy polegał na połączeniu alkalizacji osadu czynnego z procesem mechanicznym, wykorzystującym zjawisko kawitacji hydrodynamicznej. Proces alkalizacji osadu prowadzi do zniszczenia struktury kłaczków osadu czynnego, a następnie zachodzi destrukcja ściany komórkowej mikroorganizmów. Wstępne „zmiękczenie” osadu przed kolejnym mechanicznym procesem dezintegracji przyczynia się do uwolnienia materii organicznej z fazy stałej do fazy ciekłej. Wynikiem procesu hybrydowego jest synergistyczny wzrost wartości rozpuszczonego (uwolnionego) uChZT z 105 do 2330 mg O 2 /l. Uwolnienie tak dużej ilości uChZT jest znaczące w odniesieniu do efektywności zastosowania tych procesów dezintegracji oddzielnie. Zaprezentowana metoda synergistyczna jest łatwa w zastosowaniu, tania i cechująca się dużą elastycznością, pozwalającą uzyskać różny stopień dezintegracji. W pracy zaprezentowano ponadto znaczenie i potencjał prowadzenia dwuetapowej fermentacji metanowej osadu wraz z dodatkiem osadu dezintegrowanego. Pierwszy etap procesu fermentacji prowadzono w warunkach mezofilowych w czasie 12 dni, a drugi etap - po zmianie warunków termicznych - prowadzono w warunkach termofilowych w czasie 13 dni. Oceny wpływu dawki osadu dezintegrowanego hybrydowo na proces fermentacji dwustopniowej dokonano w aspekcie zwiększenia ilości produkowanego biogazu oraz minimalizacji ilości osadów pozostających do zagospodarowania. Na podstawie badań stwierdzono, że udział objętościowy osadu dezintegrowanego: 10, 20 i 30% objętościowych przyczynia się do intensyfikacji produkcji biogazu średnio o około 39, 48 i 57%.

EN

The aim of lab-scale investigation was combined effective process of waste activated sludge (WAS) pre-hydrolysis. It was based on soft alkaline sludge conditioning before partial hydrodynamic disintegration, as the pre-treatment procedure. The alkaline sludge pretreatment leads to the partial dissolution or destruction of flock structure, swelling, and subsequent solubilisation of cell walls. Alkalization and hydrodynamic disintegration of WAS result in organic matter release and polymer transfer from the solid phase to the liquid phase. These pre-treatments caused an increase of COD value from 105 to 2330 mg/l. This release of COD was significantly higher compared to the use of each method alone. Disruption of bacterial cells by the combination of alkaline and hydrodynamic cavitation pre-treatment has a positive effect and upgrades the effectiveness of anaerobic sludge digestion in terms of biogas production and sludge quantity minimization. Anaerobic digestion of WAS with addition of Waste Activated Sludge after Disintegration (WASD) by hybrid method - chemically and mechanically - was conducted under two stages - mesophilic/ thermophilic conditions. The mesophilic reactor was operated during solids retention time 12 days, while the thermophilic process was operated during 13 days. Evaluation of performance was in terms of biogas (methane) generation. Production of methane and the yield of biogas was observed after the addition of different volume of WASD. The addition of WASD (10, 20 and 30% of volume) to fermentation processes resulted in an improvement of biogas production about 39, 48 and 57%, respectively.

5

Nitrogen in the Process of Waste Activated Sludge Anaerobic Digestion

Suschka J., Grübel K.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 2

123--136

EN

Primary or secondary sewage sludge in medium and large WWTP are most often processed by anaerobic digestion, as a method of conditioning, sludge quantity minimization and biogas production. With the aim to achieve the best results of sludge processing several modifications of technologies were suggested, investigated and introduced in the full technical scale. Various sludge pretreatment technologies before anaerobic treatment have been widely investigated and partially introduced. Obviously, there are always some limitations and some negative side effects. Selected aspects have been presented and discussed. The problem of nitrogen has been highlighted on the basis of the carried out investigations. The single and two step - mesophilic and thermophilic - anaerobic waste activated sludge digestion processes, preceded by preliminary hydrolysis were investigated. The aim of lab-scale experiments was pre-treatment of the sludge by means of low intensive alkaline and hydrodynamic disintegration. Depending on the pretreatment technologies and the digestion temperature large ammonia concentrations, up to 1800 mg NH4/dm3 have been measured. Return of the sludge liquor to the main sewage treatment line means additional nitrogen removal costs. Possible solutions are discussed.

PL

Wstępne lub wtórne osady ściekowe powstające w średnich i dużych oczyszczalniach ścieków są najczęściej przetwarzane i kondycjonowane w procesie beztlenowej fermentacji, czego skutkiem jest zmniejszenie ilości osadów oraz produkcja biogazu. W celu osiągnięcia lepszych rezultatów beztlenowej fermentacji osadów wprowadza się metody wstępnej hydrolizy osadów przed właściwym procesem fermentacji. Niektóre z tych metod znalazły zastosowanie w pełnej skali technicznej, a inne są badane i wprowadzane w sposób częściowy. Oczywiście, zawsze są pewne ograniczenia stosowania określonych metod i mogą występować pewne negatywne skutki uboczne. W artykule przedstawiono wybrane aspekty związane ze stosowaniem wstępnych procesów hydrolizy przed jedno- i dwustopniowym procesem fermentacji w warunkach mezofi lowych i termofi lowych. Jako wstępny proces hydrolizy zastosowano proces chemicznej i hydrodynamicznej dezintegracji. W zależności od zastosowanego procesu wstępnego oraz temperatury prowadzenia procesu fermentacji beztlenowej odnotowano znaczne stężenia amoniaku w cieczy osadowej dochodzące do 1800 mg NH4/dm3. Zawracanie cieczy osadowej do głównego strumienia oczyszczanych ścieków oznacza istotne zwiększenie kosztów oczyszczania ścieków. Recyrkulacja odcieków wymagałaby poniesienia dodatkowych kosztów związanych z usuwaniem azotu. W pracy, wskazano na możliwe do zastosowania procesy minimalizacji azotu amonowego w odciekach z procesu fermentacji osadów.

6

The Successful Results of Pławniowice Reservoir (Upper Silesia Region - South of Poland) Restoration by Hypolimnetic Withdrawal

Kostecki M., Suschka J.

Archives of Environmental Protection

|

2013

|

Vol. 39, no. 1

17-25

EN

The inter-reservoir enrichment phenomenon was exploited to curtail the reservoir eutrophication process. The Plawnowice reservoir (South Poland - Upper Silesia Region) has an area of 225 ha, volume of 29 mln m3, and a depth of 15 meters. According to the monitoring results in the years 1993-1998 the reservoir was qualified as hypereutrophic. Beginning in December 2003 a bottom pipe for hypolimnetic withdrawal was installed. In the period 2004-2010 a negative phosphorous balance was achieved. The discharge load of total phosphorous was in the beginning twice as high as the inflowing. During the first eight years with an inflow of 75 Mg P, the removed load of total phosphorus was 103 Mg P. In effect the net balance was 28 Mg P. The load, in respect to the surface area, of 2.2 to 3.3 gP/m2 per year, was reduced to a negative load of - 0.48 to - 3.3 gP/m2. The hypolimnetic maximum concentration of orthophosphates equal to 1.254 mg P-PO4/dm3 in 2004, was reduced to 0.236 mg P-PO4/dm3 in 2011. The respective factors and rate of eutrophication curtailing, including changes of phosphorus compounds have been discussed. Also changes of pH and visibility of the Secchi disc are presented. It was concluded that the presented method of hypolimnetic withdrawal is a lasting and effective process.

PL

W grudniu 2003 roku rozpoczęto rekultywację antropogenicznego zbiornika wodnego w Pławniowicach (A-225 ha, V-29 mln m3, głęb. maks. 15 m, woj. śląskie) metodą usuwania hypolimnionu („rura Olszewskiego”). W okresie 2004–2010 uzyskano ujemny bilans fosforu. Całkowity ładunek fosforu odprowadzany ze zbiornika był co rok ponad dwukrotnie większy od ładunku doprowadzanego. Odprowadzany ze zbiornika ładunek ortofosforanów był ponad trzykrotnie większy od ładunku doprowadzanego. W ciągu pierwszych ośmiu lat rekultywacji zmniejszono zasobność zbiornika w fosfor o 28 Mg P. Po uwzględnieniu ładunków fosforu odprowadzonych ze zbiornika obciążenie hydrauliczne przed rozpoczęciem rekultywacji wynosiło od 2,2 do 3,3 g P/m2/rok. W latach 2004–2010 występowało ujemne obciążenie hydrauliczne fosforem, wynoszące od -0,48 do -3,3 g P/m2/rok. Oligotrofi zacja zbiornika spowodowała stopniowe słabnięcie procesu uwalniania ortofosforanów z osadów dennych. Maksymalne stężenie ortofosforanów w hypolimnionie zbiornika zmniejszyło się z 1,254 mg P-PO4/dm3 w roku 2004 do 0,236 mgP-PO4/dm3 w roku 2011. Stała szybkości procesu wzbogacania wewnętrznego w okresie 1993–1998 wzrosła z 0,0034 mgP-PO4/d do 0,0112 mg P-PO4/d. W okresie rekultywacji stała szybkości zmniejszyła się z 0,0069 mg P/d w roku 2004 do 0,0025 mgP-PO4/d w roku 2011. W okresie od 1993 do 1998 roku średnie pH wody w okresie stagnacji letniej wzrosło z 8,8 do 9,88. W okresie ośmiu lat rekultywacji średnie pH wody obniżało się z 9,3 w roku 2004 do 8,22 w roku 2011. W wyniku rekultywacji wzrosła przezroczystość wody. Przed rekultywacją – w roku 1998 – średnia widzialność krążka Secchiego w czasie stagnacji letniej wynosiła 0,9m. W czasie rekultywacji wartość tego wskaźnika wynosiła od 3,0 m do 3,85 m. Zastosowanie metody usuwania hypolimnionu ("rura Olszewskiego", metoda kortowska) dało pozytywne wyniki. Ciągłe funkcjonowanie urządzenia upustowego do odprowadzania wód hypolimnionu stanowi dla zbiornika trwały mechanizm obronny przed niekorzystnymi skutkami eutrofizacji.

7

The effect of a support material on the nitrification rate in biofilm reactors

Kowalski E., Mazierski J., Suschka J.

Environment Protection Engineering

|

2010

|

Vol. 36, nr 2

45-61

EN

The nitrification process in a Packed Bed Biofilm Reactor (PBBR) was investigated. The inert and carbonaceous materials were tested as the support materials. The results proved the feasibility of nitrification at pH value below 5.0. On the inert support material the bicarbonates and ammonia concentrations decreased simultaneously, but when the bicarbonates present in the bulk liquid were exhausted, the nitrification ceased. For the alkaline support media, the alkalinity in bulk liquid decreased to almost zero, but the carbonaceous support materials (marble, dolomite and Dofiltr™) react with the protons and buffer the system inside biofilm. If the marble or other carbonaceous support materials are used, the packed bed material due to dissolution controls the pH inside the fixed biofilm. In reactors, the mean residence time and the Peclet number were measured. On the basis of two models (dispersion model and reactors in series model) the nitrification constant rates in reactors were estimated.

8

Scum hydrodynamic disintegration for waste water treatment efficiency upgrading

Grübel K., Machnicka A., Suschka J.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2009

|

Vol. 16, nr 3

359-367

EN

The aim of wastewater treatment is mineralization of organic matter and release nutrients removal. Hydrodynamic disintegration process facility biodegradation of organic matter included in scum biomass of activated sludge. Hydrodynamic disintegration results in destruction and disruption of the scum microorganisms as well as increase concentration of organie matter (including proteins and carbohydrates) - in liquid. In order to have a quantitative measure of the effects of disintegration a coefficient defined as a Degree of Disintegration (DDm) was introduced. The degree of cell disruption can be measured using biochemical parameters like the COD or proteins release. Hydrodynamic disintegration can activate the biological hydrolysis process and therefore, significantly increase the biogas production in anaerobic stabilization. The additional positive effect improving efficiency of wastewater treatment and capability to developing of undesirable foam is the disintegration and then inputs to systems in internal or external recirculation with a part of surplus activated sludge from secondary setting tank.

PL

Podstawowym celem oczyszczania ścieków jest mineralizacja związków organicznych i usuwanie substancji biogennych. Jedną z możliwości ułatwienia biodegradacji substratów organicznych obecnych w biomasie piany osadu czynnego jest proces hydrodynamicznej kawitacji. Hydrodynamiczna dezintegracja piany powstającej w komorach osadu czynnego skutkuje rozdrobnieniem i destrukcją struktury mikroorganizmów, a tym samym wzrostem stężenia materii organicznej - w tym białek i polisacharydów - w cieczy. Określenie skuteczności i ilości uwolnionej substancji organicznej w procesie dezintegracji można wyrazić za pomocą tzw. stopnia dezintegracji określanego na podstawie zmian wartości ChZT (DDM) lub stężenia uwolnionych białek (DDP). Hydrodynamiczna dezintegracja mikroorganizmów umożliwia proces biologicznej hydrolizy, przez co znacząco wpływa na wzrost produkcji biogazu w procesie fermentacji. Dodatkowym pozytywnym efektem poprawiającym skuteczność oczyszczania ścieków i możliwość podarowania niepożądanej piany jest jej dezintegracja, a następnie wprowadzenia do systemy oczyszczania ścieków w procesie recyrkulacji wewnętrznej lub zewnętrznej wraz z częścią osadu z osadnika górnego.

9

Comparison of phosphorus accumulation by Filamentous bacteria and Acinetobacter calcoaceticus

Machnicka A., Grübel K., Suschka J.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2009

|

Vol. 16, nr 1

29-39

EN

Many microorganisms have the ability to stare phosphorus as polyphosphates in volutine granules. The aim of the research was to compare the phosphorus uptake by filamentous microorganisms present in the foam (scum) and that of activated sludge bacteria, which play an important role in enhanced biological phosphorous removal processes. The results obtained have indicated that filamentous microorganisms dominantly present in the scum have the ability of phosphorus uptake and accumulation at a rate similar to that of Acinetobacter calcoaceticus.

PL

Wiele drobnoustrojów ma zdolność do gromadzenia fosforu w postaci polifosforanów w ziarnach wolutyny. Celem badań było porównanie akumulacji fosforu przez bakterie nitkowate (fi1amentacyjne) obecne w pianie z bakteriami osadu czynnego, które odgrywają bardzo ważną rolę w poprawie procesów biologicznego usuwania fosforu. Uzyskane wyniki dowodzą, że bakterie nitkowate dominujące w pianie mają zdolność poboru fosforu i jego akumulacji w tempie podobnym do tempa akumulacji przez Acinetobacter calcoaceticus.

10

The use of disintegrated foam to accelerate anaerobic digestion of activated sludge

Machnicka A., Grübel K., Suschka J.

Archives of Environmental Protection

|

2009

|

Vol. 35, no. 3

11-19

EN

Hydrodynamic disintegration of the activated sludge and foam results in organic matter transfer from the solid phase to the liquid phase. Hydrodynamic disintegration caused an increase of COD value in activated sludge and foam of 220 mgdm^-3 and 609 mgdm^-3- respectively, besides the degree of disintegration increases to 38% and 47% - respectively - after 30 minutes of disintegration. Hydrodynamic cavitation affects positively the degree of disintegration and rate of biogas production. Also addition of a part of digested sludge containing adapted microorganisms resulted in acceleration of the anaerobic process. Addition of disintegrated foam (20% and 40% of volume) to the fermentation processes resulted in an improvement in biogas production by about 173% and 195% respectively - in comparison to activated sludge without disintegration (raw sludge) and 142% and 161% respectively - in comparison to activated sludge with a part of digested sludge (80% raw sludge + 20% digested sludge).

PL

Dezintegracja hydrodynamiczna osadu czynnego oraz piany powoduje uwolnienie materii organicznej z fazy stałej do fazy ciekłej. Dezintegracja 30 minutowa osadu czynnego i piany skutkuje wzrostem wartości ChZT w cieczy odpowiednio o 220 mgdm^-3 i 609 mgdm^-3, a tym samym wzrostem stopnia dezintegracji do 38% i 47% w przypadku osadu czynnego i piany. Kawitacja hydrodynamiczna skutkuje wzrostem stopnia dezintegracji i tempa produkcji biogazu. Ponadto dodanie przefermentowanego osadu z zaadoptowanymi mikroorganizmami przyczynia się do przyspieszenia procesu beztlenowego. Dodatek dezintegrowanej piany (20% i 40% objętościowych) do procesu fermentacji powoduje wzrost wydajności produkcji biogazu odpowiednio o 173% i 195% w porównaniu do produkcji biogazu z. osadu czynnego niepoddanego dezintegracji (osad surowy) i o 142% i 161% w porównaniu do próby osadu czynnego z udziałem objętościowym osadu przefermentowanego (80% osadu surowego + 20%> osadu przefermentowanego.

11

Sewage sludge and foam management in enhanced biological nutrients removal plant (EBNRP)

Suschka J., Kowalski E.

Archives of Environmental Protection

|

2009

|

Vol. 35, no. 4

105-117

EN

Most often sewage treatment and sludge disposal are handled as two separate technological parts of treatment plants. Attempts are made to change the practice. Keeping the standards of treated sewage is the primary objective, and sewage sludge is a by-product which has to be get rid of. The environmental consequences of various procedures of sludge disposal are rarely considered. On the other hand, incorporation of sludge handling procedures in the processes of sewage treatment can result in cost savings and be environmentally friendly. In the presented paper, suggestions are given on possibilities of closer integration of sewage and sludge treatment, based on experiments. Research aimed at sewage sludge quantity minimization and quality upgrading, recovery of phosphorous and efficient nitrogen removal. Appearing occasionally scum floating over biological sewage treatment units was shown to be considered as an integrated part of sewage treatment and sludge handling at EBNRP's.

PL

Procesy oczyszczania ścieków i przeróbki osadów są bardzo często prowadzone jako dwa oddzielne procesy technologiczne. Podejmując wysiłki zmierzające do zmiany tej praktyki trzeba pamiętać, że dotrzymanie standardów oczyszczania ścieków jest celem nadrzędnym a osady ściekowe są produktem ubocznym, który należy usunąć z oczyszczalni. Konsekwencje środowiskowe różnych sposobów postępowania z osadami ściekowymi są rzadko rozważane, z drugiej strony włączenie procesów przeróbki osadów w ciąg technologiczny oczyszczania ścieków może przynieść oszczędności i być przyjazne środowisku naturalnemu. W pracy, w oparciu o eksperymenty, sugeruje się możliwość ściślejszej integracji procesów oczyszczania ścieków i przeróbki osadów. Celem badań było zminimalizowanie ilości osadów, poprawienie ich jakości oraz odzysk fosforu i poprawa efektów usuwania azotu. Pojawiająca się na powierzchni bioreaktorów piana może być eliminowana w procesach przeróbki osadów.

12

Mikroorganizmy nitkowate w poprawie biologicznego usuwania i odzysku fosforu ze ścieków

Machnicka A., Grubel K., Suschka J.

Przemysł Chemiczny

|

2008

|

T. 87, nr 5

509-511

13

Możliwość intensyfikacji procesu fermentacji beztlenowej osadów ściekowych poprzez dezintegrację osadu czynnego w procesie kawitacji mechanicznej

Suschka J., Grübel K., Machnicka A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2007

|

Nr 3

26-28

EN

Presentation of the possibility of applying the process of active sludge disintegration and its effectiveness for the intensification of biogas production in the process of oxygen-free fermentation. Biogas production increase has a direct economic result in the form of heat or electric energy production growth. The sludge disintegration process was performed with the use of the own construction cavitation nozzles, characterised by simplicity, effectiveness and low energy consumption indicators.

14

Surplus activated sludge disintegration for additional nutrients removal

Suschka J., Machnicka A., Grübel K.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2007

|

Vol. 33, no. 2

55-65

EN

Activated sludge systems designed for enhanced nutrients removal are based on the principle of altering anaerobic and aerobic conditions for growth of microorganisms with a high capacity of phosphorous accumulation. To avoid return of large parts of accumulated phosphorous in the processes of sludge conditioning chemical precipitation is often applied. This can be not be the case, at least for a part, if prior to other processes of sludge handling, the sludge will be disintegrated. It was demonstrated that disintegration of surplus activated sludge permits removal of a substantial part of nutrients in the form of struvite. The effects of sludge disintegration on metals ions release and poly-P destruction were elucidated. Appropriated handling of disintegrated sludge allows for removal of at least 25% of the inflowing phosphorous load without addition of chemicals.

PL

Systemy osadu czynnego projektowane z myślą poprawy usuwania związków pożywkowych oparte są na zasadzie wzrostu, w beztlenowych i tlenowych warunkach, mikroorganizmów posiadających wysokie zdolności akumulacji fosforu. Aby uniknąć powrotu dużych ilości zakumulowanego fosforu w procesach kondycjonowania osadów stosowana często jest chemiczna precypitacja. To jednak nie musi przebiegać w ten sposób, ponieważ co najmniej dla części osadu, przed innymi procesami stabilizacji osadów, można przeprowadzić proces jego dezintegracji. Przedstawiona dezintegracja osadu nadmiernego przyczyniała się do usunięcia pokaźnej części związków pożywkowych w formie struwitu. Efektem dezintegracji osadu było uwolnienie jonów metali i destrukcja mikroorganizmów poli-P. Przeprowadzony proces dezintegracji osadu pozwolił na usunięcie przynajmniej 25% fosforu wpływającego z ładunkiem ścieków, bez dodawania związków chemicznych.

15

Wapń, magnez i potas w wodach i ściekach

Kuszmider G., Suschka J.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2005

|

Nr 9

13-16

EN

Presentation of data on Ca, Mg and K contents in precipitation waters, superficial waters and communal sewage - example of southern Poland. Influence of area urbanization on the increase of the amount of analysed elements in precipitation has been proved.

16

Various structures of struvite crystals

Suschka J., Kowalski E., Popławski S.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2005

|

Vol. 31, no. 2

27--42

EN

There is currently a considerable interest in the precipitation of struvite (magnesium ammonium phosphate) in waste waters, both because it can cause nuisance deposits in treatment works, and as a potential route to recover phosphates for recycling in the form of fertiliser. The literature shows that struvite crystals precipitated out from sewage can have either an orthorhombic or a needle-like shape. Our own experimental work on struvite precipitation, both in pure solutions and in waste water treatment plant liquors, suggested that the shape of the crystals formed was dependent on the presence or not in the reactor vessel of significant levels of free ammonia. Ammonium (NH4+ ion) concentrations are generally present in waste waters in relatively high concentrations (about 1.000 mg N-NH4+/dm3>in sewage sludge liquors). Free ammonia, however, will only occur under certain reaction conditions: that is, if a rapid pH-increase occurs (e.g. if NaOH or other chemical addition is used to induce phosphate precipitation), but not if intensive aeration only is used for mixing or for CO2 stripping (as this will drive off any free ammonia generated into the air). The published struvite crystallisation works on appear to confirm the hypothesis that the resulting crystal shape depends on free ammonia presence. This could have important implications for controlling and improving the processes for phosphorous recover for recycling by struvite precipitation.

PL

Wytrącanie struwitu (fosforanu amonowo-magnezowego) ze ścieków cieszy się obecnie dużym zainteresowaniem, ponieważ stanowić może znaczną uciążliwość w wyniku wytrącania się w armaturze oraz ze względu na potencjalną możliwość odzysku fosforu wykorzystywanego jako cenny nawóz. Z doniesień literaturowych wynika, że struwit może ulec wytrąceniu w formie kryształów ortorombowych lub igłowych. Wyniki naszych badań sugerują, zarówno w odniesieniu do roztworów mianowanych jak i rzeczywistych ścieków, zależność formy krystalizacji od obecności w znacznych ilościach wolnego amoniaku w roztworze. Azot amonowy (jony NH4+) występuje zwykle w odciekach z odwadniania przefermentowanych osadów w bardzo dużych stężeniach (rzędu 1000 mg N-NH4+/dm3). Wolny amoniak występuje jednak tylko w szczególnych warunkach procesu wytrącania struwitu. Te szczególne warunki to szybka zmiana pH roztworu przez dodatek np. NaOH. W przypadku zastosowania sprężonego powietrza celem mieszania lub uwolnienia dwutlenku węgla z roztworu zmiany pH są powolne i wolny amoniak ulatnia się do atmosfery. Opublikowane prace w pewnym stopniu potwierdzają postawioną hipotezę zależności formy krystalizacji od obecności wolnego amoniaku. Potwierdzenie tej hipotezy posiada istotne znaczenie przy realizacji procesu wytrącania struwitu celem odzysku fosforu.

17

Struwite precipitation and simultaneous ammonia removal

Suschka J., Popławski S.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2005

|

Vol. 31, no. 2

43--52

EN

Anaerobic digested sludge supernatant is rich in phosphates and ammonia nitrogen. Phosphates can be almost completely removed in the process of struvite precipitation. Simultaneously, if only magnesium is supplied, usually only a minor part of ammonia equivalent to phosphates will be removed. Increase in pH to about 8.5 or above leads to the presence of free ammonia which affects the struvite crystals form. The possibility of additional ammonia removal with an external or internal source of phosphates was also accounted for. The final product (precipitate) could be considered as a "biofertilizer" or "biosoil" in connection to the technology applied.

PL

Ciecz nadosoadowa przefermentowanych osadów ściekowych zawiera znaczne ilości fosforanów i azotu amonowego. Fosforany można praktycznie całkowicie usunąć w procesie strącania struwitu. Jednocześnie, jeżeli dodaje się tylko sole magnezu także niewielka część azotu amonowego ulega usunięciu. Podniesienie odczynu cieczy do wartości powyżej 8,5 prowadzi do występowania wolnego amoniaku wpływającego na kształt wytrącanych kryształów struwitu. Istotne usunięcie azotu amonowego możliwe jest przez dodatek nawozu - superfosfatu. W zależności od ilości dodanego superfosfatu otrzymany produkt stanowić może "bio-glebę" lub "bio-nawóz".

18

Odzysk fosforu ze ścieków

Suschka J., Popławski S.

Ekotechnika

|

2001

|

nr 3

18-19

19

Wapń i magenz w wodach powierzchniowych i ściekach komunalnych

Suschka J.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2001

|

Vol. 8, nr 5

493-502

PL

Przedstawiono elementy obiegu wapnia i magnezu w obszarze podgórskim. Wykonane analizy zawartości analizowanych jonów w wodach deszczowych i spływach terenowych wykazały wypłukiwanie ich z gleby. Ładunek wypłukiwanego wapnia i magnezu jest znaczny i łącznie z wpływem erozji stanowić może poważne zagrożenie dla środowiska. Pewna część wapnia i magnezu jest wprowadzana do wód powierzchniowych ściekami komunalnymi oraz szczególnie w przypadku magnezu wodami dołowymi kopalń węgla kamiennego.

EN

The calcium and magnesium cycles in a submountainous area were described. Comparison of calcium : magnesium concentration in rain and surface run off waters has given an evidence of leaching the soil. The amount of leached calcium and magnesium is substantial and together with high soil erosion poses a serious threat to the environment. A certain amount of the investigated ions is discharged to surface waters by municipal sewage and in the case of magnesium especially by the coal mine drainage waters.

20

Biodegradacja benzenu, toluenu, ksylenów (BTX-ów) w warunkach tlenowych

Machnicka A., Suschka J.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2001

|

Vol. 27, no. 1

55-65

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań dotyczące możliwości biodegradacji BTX-ów w środowisku wodnym, w warunkach tlenowych. Przedstawiono rezultaty przemian - benzenu, toluenu, o-xylenu i p-ksylenu - dokonywanych przez bakterie kultur niezdefiniowanych, gatunki wyizolowane i populację składającą się z mieszaniny wyizolowanych gatunków Aeromonas sobria, Bacillus steareothermophilus, Enterobacter sakazaki, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus lentus. Przedyskutowano wyliczone wartości stałych szybkości reakcji rozkładu aromatów i porównano z wynikami innych autorów. Wysokie tempo biodegradacji charakterystyczne było dla mikroorganizmów występujących w ściekach komunalnych.

EN

Investigations showing the possibility of BTX biodegradation present in the water environment under aerobic conditions have been presented. The effects of transformation of benzene, toluene, o-xylene and p-xylene by indigenous to sewage microorganisms as well as by isolated species of bacteria like Aeromonas sobria, Bacillus steareothermophilus, Enterobacter sakazaki, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus lentus and the mixture of these species varied distinctively. The results and calculated degradation rates have been compared to some results given by other authors. In aerobic conditions all investigated aromates have shown to be biodegradable. The highest rate of degradation was found for indigenous to municipal sewage microorganisms.