Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Magnetic Field on Electroless Metallization of 3D Prints by Copper and Nickel

Kołczyk-Siedlecka K., Skibińska K., Kutyła D., Kwiecińska A., Kowalik R., Żabiński P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 1

17--22

EN

3D printing is a technology with possibilities related to the production of elements of any geometry, directly from a digital project. Elements made of plastic are metalized to give new properties such as conductivity or corrosion resistance. In this work, experimental work related to the electroless deposition of metallic coatings on plastics was carried out. For this purpose, the copper and nickel coatings were catalytically deposited on elements printed using hard-lightened resin. The effect of the metallization time on the properties of copper and nickel coatings was determined. In addition, the process of deposition metals in the magnetic field was analyzed with different direction of magnetic field to the surface of the samples. The coatings were analyzed by XRF, XRD method and morphology of surface was observed by scanning electron microscopy (SEM).

2

Investigation of Two-Step Metallization Process of Plastic 3D Prints Fabricated by SLA Method

Kołczyk K., Zborowski W., Kutyła D., Kwiecińska A., Kowalik R., Żabiński P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

1031--1036

EN

This paper presents the results of experiments on metallization of plastic elements produced using 3D printing technology from the light-hardened resins. The obtained coatings were bimetallic (Cu/Ni). The first step of metallization was the electroless deposition of copper. The second one was electrodeposition of nickel on the previously prepared copper substrate. The parameters of 3D prints preparation and metallization processes were deeply investigated. The etching of plastics substrates and duration of electroless metallization of 3D prints by copper were analyzed. In the next step the influence of nickel electrodeposition time was investigated. The coating were analyzed by XRD method and morphology of surface was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). The thickness of coatings was calculated based on mass differences and measured by using optical microscopy method. The optimal parameters for both processes were specified.

3

Electrocatalytical Properties of Palladium-Decorated Cobalt Coatings Obtained by Electrodeposition and Galvanic Displacment

Skibińska K., Kutyła D., Kołczyk K., Kwiecińska A., Kowalik R., Żabiński P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1517--1521

EN

This work presents the studies on the electrochemical process of thin palladium layers formation onto electrodeposited cobalt coatings. The suggested methodology consists of the preparation of thick and smooth cobalt substrate via galvanostatic electrodeposition. Cobalt coatings were prepared under different cathodic current density conditions from acidic bath containing cobalt sulphate and addition of boric acid. Obtained cobalt layers were analyzed by x-ray diffraction to determine their phase composition. Freshly prepared cobalt coatings were modificated by the galvanic displacement method in PdCl2 solution, to obtain smooth and compact Pd layer. The comparison of electrocatalytic properties of Co coatings with Co/Pd ones enabled to determine the influence of Palladium presence in cathodic deposits on the hydrogen evolution process.

4

Bezpieczeństwo żeglugi a maksymalna odległość wykrycia obiektu przez radar nawigacyjny

Kwiecińska A.

Rocznik Bezpieczeństwa Morskiego

|

2017

|

R. XI

11--22

PL

Rozwój cywilizacyjny sprawił, że po oceanach świata pływają tysiące zróżnicowanych jednostek. Niektóre regiony stały się newralgicznymi akwenami, ograniczonymi pod względem nawigacyjnych, inne z kolei są mało uczęszczane. Jednakże na każdym z tych akwenów konieczne jest prowadzenie właściwej obserwacji. Początkowo stanowili ją wyłącznie marynarze, z czasem wyposażeni w lornetki. Z biegiem lat i rozwojem techniki podstawowym urządzeniem służącym do obserwacji na morzu stał się radar nawigacyjny, którego właściwe użycie ma istotny wpływ na kształtowanie bezpieczeństwa żeglugi na morzach i oceanach świata. W chwili obecnej stały się one powszechnym wyposażeniem. Z punktu widzenia użytkownika radaru najistotniejszą rolę odgrywa odległość wykrycia danego obiektu, co pozwala na uzyskanie czasu niezbędnego do analizy i podjęcia właściwego działania w celu uniknięcia zderzenia.

EN

The distance of detection is one of the most important parameters significantly affecting the safety of navigation. The device enabling the determination of this factor is a navigation radar. The aim of this article is to discuss the possibility of predicting the maximum detection distance of surface objects such as buoys. As a result, the possibility of predicting the maximum detection distance was confirmed which in further order gives an officer on the watch more time to make a right decision.

5

Coke oven wastewater - formation, treatment and utilization methods - a review

Kwiecińska A., Lajnert R., Bigda R.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

19--28

EN

Coke making process is strictly connected with formation of coke oven wastewater, highly loaded and contaminated stream, proper treatment and utilization of which requires sophisticated methods and technologies. This wastewater is defined as a mixture of technological streams, which are formed during coke oven gas cleaning and coal-derivatives production, and sanitary wastewater formed at coke oven plant. Due to the composition and specificity of contaminants present in coke oven wastewater, its proper treatment requires the involvement of physical, chemical and biological methods, which are often proceeded with additional polishing. In dependence on its further use (deposition to environment or wet quenching of coke) different types of contaminants are found to be priority substances, removal of which during the stream treatment is especially important. In the article, a literature review on coke production, coke oven wastewater formation, its parameters, applied technologies of treatment and utilization methods is presented. The special attention was given to the applied treatment techniques, which were found to be the key factor in further stream utilization. Additionally, issues related with nowadays used systems were pointed out.

PL

Proces koksowania jest nieodłącznie połączony z powstawaniem silnie zanieczyszczonych ścieków, które wymagają odpowiednich metod oczyszczania i utylizacji. Ścieki te definiuje się jako mieszaninę wód technologicznych powstających w procesie oczyszczania i produkcji produktów węglopochodnych z gazu koksowniczego oraz ścieków sanitarnych powstających na koksowni. Ze względu na skład i specyfikę zanieczyszczeń występujących w ściekach koksowniczych ich oczyszczanie wymaga zastosowania fizycznych, chemicznych oraz biologicznych procesów, po których często stosuje się dodatkowe procesy doczyszczania. W zależności od dalszego wykorzystania (odprowadzenie do środowiska lub uzupełnianie obiegu mokrego gaszenia koksu) różne rodzaje zanieczyszczeń uznaje się jako priorytetowe dla zastosowanego systemu oczyszczania. W niniejszym artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczącej formowania, właściwości, oczyszczania i zagospodarowania ścieków koksowniczych ze szczególnym uwzględnieniem stosowanych metod usuwania poszczególnych zanieczyszczeń oraz wskazaniem zagadnień problematycznych obserwowanych w obecnie pracujących oczyszczalniach.

6

Review on formation, treatment and utilization methods of coke oven wastewater

Kwiecińska A., Lajnert R., Bigda R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2017

|

Vol. 24, nr 2

255--267

EN

Coke making process results in generation of highly loaded and contaminated stream called coke oven wastewater. Its proper management, treatment and utilization is found to require sophisticated methods and technologies. This wastewater comprises of a mixture of technological aqueous waste streams, which are formed during coke oven gas cleaning and coal-derivatives production, and sanitary wastewater generated at coke oven plant. Due to the composition and specificity of contaminants present in coke oven wastewater (PAHs, phenols, cyanides, thiocyanates, ammonia, etc.), its proper treatment requires the involvement of physical, chemical and biological methods, which may also be proceeded with additional polishing. In dependence on its further use (deposition to environment or sewage system, coke wet quenching loop supply) different types of contaminants are regarded as priority ones and various technological cycles are applied. In the article, a review on worldwide, European and domestic coke production, coke oven wastewater formation, its parameters, applied technologies of treatment and utilization methods is presented. The special focus on the applied treatment techniques, which were found to be the key factor in further stream utilization, was given. Additionally, issues related with nowadays used systems were pointed out.

PL

Proces koksowania wiąże się z powstawaniem silnie zanieczyszczonych strumieni technologicznych, tzw. ścieków koksowniczych. Odpowiednie zagospodarowanie i oczyszczenie strumienia wymaga złożonych metod i technologii. Ścieki koksownicze można zdefiniować jako mieszaninę strumieni wodnych powstających w procesie produkcji koksu i produktów węglopochodnych w trakcie oczyszczania gazu koksowniczego oraz ścieków sanitarnych generowanych na koksowni. Ze względu na skład i specyfikę zanieczyszczeń występujących w ściekach koksowniczych (WWA, fenole, cyjanki, rodanki, amoniak itp.) proces ich oczyszczania stanowi zwykle połączenie metod fizycznych, chemicznych i biologicznych, po których stosuje się dodatkowe doczyszczanie. W zależności od dalszego wykorzystania bądź utylizacji strumienia (odprowadzenie do środowiska lub kanalizacji, zasilanie obiegu mokrego gaszenia koksu) stosowane są zróżnicowane systemy oczyszczania. W niniejszym artykule przedstawiono przegląd informacji związanych ze światową, europejską i krajową produkcją koksu, powstawaniem ścieków koksowniczych, ich parametrami i sposobami oczyszczania i zagospodarowania. Szczególną uwagę poświęcono oczyszczaniu ścieków, jako że stanowi ono o możliwościach dalszego zagospodarowania strumienia. Dodatkowo przedyskutowano problemy występujące na obecnie pracuj ących oczyszczalniach ścieków koksowniczych.

7

Application of membrane processes in utilization of wastewater generated in biomass gasification

Kwiecińska A., Iluk T., Stelmach S.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

439--446

EN

Gasification of biomass is always accompanied with the generation of highly loaded wastewater. Those streams are formed during cooling and cleaning of process gas and comprise of tars, condensed water vapor and a range of organic and inorganic compounds. Nowadays, there are no treatment systems of those wastewater, especially dedicated to small and medium size gasification plants, what is the main limitation in the technology popularization and industrial commercialization. On the other hand, conventional methods proposed for the treatment characterize with the narrow spectrum of action dedicated, mainly to the removal of tar substances. In the presented paper the possibility of utilization of biomass gasification wastewater by means of membrane processes is proposed. The technology was based on the two stage treatment system enabling the separation of tars by spontaneous sedimentation/floatation and low pressure drive aqueous phase filtration. Polymeric, ultrafiltration membranes of various cut off were investigated due to the contaminants removal effectiveness and capacity. It was shown, that the use of membrane processes assures the concentration of soluble organic contaminants to the rate enabling their recycle to the gasifier. The filtrate obtained during the process characterized with much decreased load of contaminants and after the proper polishing could be directly deposited to the environment.

PL

Proces zgazowania biomasy wiąże się z powstawanie wysoko obciążonych ciekłych strumieni odpadowych. Wody te formowane są podczas chłodzenia i oczyszczania gazu procesowego i stanowią mieszaninę smół, skroplonej pary wodnej oraz szeregu związków organicznych i nieorganicznych. Brak odpowiednich rozwiązań systemowych, przede wszystkim w przypadku małych i średnich instalacji, powoduje, że ich popularyzacja i komercjalizacja na skalę przemysłową są znacznie ograniczone. Obecnie proponowane metody utylizacji ciekłych strumieni odpadowych charakteryzują się zawężonym spektrum działania, skupiając się na jednym z aspektów problemu, jakim jest obecność substancji smolistych. W niniejszej pracy zaproponowano możliwość zagospodarowania ciekłych strumieni odpadowych z procesu zgazowania biomasy z wykorzystaniem technik membranowych. Rozwiązanie oparto o dwustopniowy system oczyszczania umożliwiający separację smół poprzez samoistnie zachodzące procesy sedymentacji i flotacji oraz niskociśnieniową filtrację membranową. W badaniach wykorzystano polimerowe membrany ultrafiltracyjne o różnych granicznych masach molowych. Wykazano, że zastosowanie procesów membranowych umożliwia zatężenie rozpuszczonych związków organicznych w stopniu pozwalającym na ich zawrócenie do reaktora oraz powstawanie filtratu o znacznie obniżonym ładunku zanieczyszczeń, który po odpowiednim podczyszczeniu może zostać odprowadzony bezpośrednio do środowiska.

8

Utilization of aqueous-tar condensates formed during gasification

Kwiecińska A., Iluk T., Kochel M.

Journal of Ecological Engineering

|

2016

|

Vol. 17, nr 5

132--137

EN

Gasification of solid fuels is an alternative process for energy production using conventional and renewable fuels. Apart from desired compounds, i.e. carbon oxide, hydrogen and methane, the produced gas contains complex organic (tars) and inorganic (carbonizate, ammonia) contaminants. Those substances, together with water vapor, condensate during cooling of the process gas, what results in the formation of aqueous-tar condensate, which requires proper methods of utilization. The management of this stream is crucial for commercialization and application of the gasification technology. In the paper the treatment of aqueous-tar condensates formed during biomass gasification process is discussed. The removal of tars from the stream was based on their spontaneous separation. The aqueous stream was subjected to ultrafiltration operated at different pressures. Such a treatment configuration enabled to obtain highly concentrated retentate, which could be recycled to the gasifier, and filtrate, which could be subjected to further treatment.

9

Membrane processes in the utilization of wastewater generated during waste gasification

Kwiecińska A., Iluk T., Stelmach S.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

313--320

EN

Gasification, regardless of the fuel type, is always accompanied with the generation of highly loaded wastewater. Those streams are formed during cooling and cleaning of process gas and comprise of tars, condensed water vapor and a range of organic and inorganic compounds. Nowadays, there are no treatment systems of those wastewater, especially dedicated to small and medium size gasification plants, operated with alternative fuels, ie biomass and wastes, what is the main limitation in the technology popularization and industrial commercialization. On the other hand, conventional methods proposed for the treatment characterize with the narrow spectrum of action dedicated, mainly to the removal of tar substances. In the presented paper the possibility of utilization of waste gasification wastewater by means of membrane processes is proposed. The technology was based on the two stage treatment system enabling the separation of tars by spontaneous sedimentation/floatation and low pressure drive aqueous phase filtration. Polymeric, ultrafiltration membranes of various cut off were investigated due to the contaminants removal effectiveness and capacity. It was shown, that the use of membrane processes assures the concentration of soluble organic contaminants to the rate enabling their recycle to the gasifier. The filtrate obtained during the process characterized with much decreased load of contaminants and after the proper polishing could be directly deposited to the environment.

PL

Proces zgazowania, niezależnie od typu zastosowanego paliwa, wiąże się z powstawanie wysoko obciążonych ciekłych strumieni odpadowych. Wody te formowane są podczas chłodzenia i oczyszczania gazu procesowego i stanowią mieszaninę smół, skroplonej pary wodnej oraz szeregu związków organicznych i nieorganicznych. Brak odpowiednich rozwiązań systemowych, przede wszystkim w przypadku małych i średnich instalacji powoduje, że ich popularyzacja i komercjalizacja na skalę przemysłową są znacznie ograniczone. Obecnie proponowane metody utylizacji ciekłych strumieni odpadowych charakteryzują się zawężonym spektrum działania, skupiając się na jednym z aspektów problemów jakim jest obecność substancji smolistych. W niniejszej pracy zaproponowano możliwość zagospodarowania ciekłych strumieni odpadowych z procesu zgazowania SRF z wykorzystaniem technik membranowych. Rozwiązanie oparto o dwustopniowy system oczyszczania umożliwiający separację smół poprzez samoistnie zachodzące procesu sedymentacji i flotacji oraz niskociśnieniową filtrację membranową. W badaniach wykorzystano polimerowe membrany mikro i ultrafiltracyjnej o różnych granicznych masach molowych. Wykazano, że zastosowanie procesów membranowych umożliwia zatężenie rozpuszczonych związków organicznych w stopniu umożliwiającym ich zawrócenie do reaktora oraz powstawanie filtratu o obniżonym ładunku zanieczyszczeń, który, po odpowiednim podczyszczeniu, może zostać odprowadzony do kanalizacji lub do środowiska.

10

Application of Membrane Processes in Treatment of Slurry from High-Density Pig Farming

Kwiecińska A., Konieczny K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 2

239--249

EN

The aim of the study was to determine the effectiveness of integrated system: ultrafiltration and two-step reverse osmosis to recover water from pig slurry. The natural separation ie sedimentation and floatation were used to prepare feed for membrane treatment. Obtained supernatant was introduced to pilot scale installation for membrane filtration equipped with ceramic tubular UF membrane of pore size 5 nm. The cleaned stream was polished on polyamide RO membranes. The capacity of the process and the quality of cleaned streams were used to evaluate the effectiveness of the treatment. Washing of the ceramic membrane via back flushing with water and chemicals ie 0.5 % solutions of sodium hydroxide and nitric acid was also performed. The study revealed that proposed system is suitable to recover water from pig slurry. The final product quality is suitable to reuse it on farms eg for washing animals, farmhouses or in heating/cooling systems. The advantage is also the concentration of organic compounds and nutrients in the form of retentate, which can be still used for fertilization or agricultural biogas production.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności zintegrowanego system złożonego z ultrafiltracji i dwustopniowej odwróconej osmozy do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. W przygotowaniu nadawy do filtracji membranowej wykorzystano naturalnie zachodzące procesy separacji, tj. sedymentację i flotację. Otrzymaną w ten sposób ciecz nadosadową wprowadzono na instalację pilotową wyposażoną w ceramiczne rurowe membrany ultrafiltracyjne o średnicy porów 5 nm. Otrzymany strumień permeatu doczyszczano na poliamidowych membranach osmotycznych. Do oceny efektywności zastosowanego systemu wykorzystano wydajność procesów filtracji membranowej oraz jakość oczyszczanych strumieni. Dodatkowo, w przypadku membran ceramicznych zbadano wpływ mycia wstecznego wodą oraz środkami chemicznymi, tj. 0,5 % roztworami wodorotlenku sodu oraz kwasu azotowego na przywrócenie początkowej wydajności membran. Badania wykazały, że proponowany system oczyszczania może zostać wykorzystany do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. Jakość końcowego produktu pozwala na jego ponowne wykorzystanie na farmie do np. mycia zwierząt i obiektów hodowlanych czy też w systemach chłodząco/grzewczych. Dodatkową zaletą procesu jest zatężenie związków nawozowych i organicznych w postaci retentate, który może zostać wykorzystany do celów nawozowych lub w produkcji biogazu rolniczego.

11

Application of membrane processes in treatment of slurry from high-density pig farming

Kwiecińska A., Konieczny K.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

51--56

EN

The aim of the study was to determine the effectiveness of integrated system: ultrafiltration and two-step reverse osmosis to recover water from pig slurry. The natural separation ie sedimentation and floatation were used to prepare feed for membrane treatment. Obtained supernatant was introduced to pilot scale installation for membrane filtration equipped with ceramic UF membrane of pore size 5 nm. The cleaned stream was polished on polyamide RO membranes. The capacity of the process and the quality of cleaned streams were used to evaluate the effectiveness of the treatment. Washing of the ceramic membrane via back flushing with water and chemicals ie 0.5% solutions of sodium hydroxide and nitric acid was also performed. The study revealed that proposed system was suitable to recover water from pig slurry. The final product is of good quality and can be reused on farms eg for washing of animals, farmhouses or in heating/cooling systems. The additional advantage is the concentration of organic compounds and nutrients in the form of retentate, which can be still used for fertilization or agricultural biogas production.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności zintegrowanego systemu ultrafiltracja/dwustopniowa odwrócona osmoza do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. W celu przygotowania nadawy do procesu oczyszczania wykorzystano procesy naturalnej separacji, tj. sedymentację i flotację. Otrzymaną ciecz nadosadową wprowadzono na pilotową instalację do filtracji membranowej wyposażoną w ceramiczne membrany ultrafiltracyjne firmy Pall o rozmiarze porów 5 nm. Strumień oczyszczony był następnie doczyszczany na poliamidowych membranach osmotycznych firmy Koch. Efektywność procesu oceniano na podstawie wydajności oraz jakości oczyszczonych strumieni. Zbadano także wpływ mycia membran ceramicznych za pomocą płukania wstecznego wodą oraz środkami chemicznymi (0,5% roztwory wodorotlenku sodu i kwasu azotowego) na przywrócenie początkowej wydajności membran. Badania wykazały, iż proponowany system może zostać zastosowany do odzysku wody z gnojowicy. Jakość końcowego produktu pozwala na jego ponowne wykorzystanie np. do mycia zwierząt i obiektów hodowlanych czy w systemach grzewczo-chłodzących. Dodatkową zaletą jest zatężenie składników odżywczych w formie retentatu, który wciąż może zostać użyty do celów nawozowych lub też w produkcji biogazu rolniczego.

12

Recovery of industrial water from pig manure by means of membrane techniques

Kwiecińska A., Konieczny K.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

61--65

EN

Slurry that is produced during high density livestock farming requires proper utilization methods. Nowadays, it is mainly used as a fertilizer or as a substrate for biogas or compost production. However, these methods are often very limited and do not allow to utilize the total amount of produced slurry, thus it is still treated as a problematic waste. High water content in slurry leads to the assumption that it can be treated as a water source. This assumption is quite realistic if application of low and high pressure membrane techniques is considered. Such a solution would allow not only to recover water that could be further reused on farms, but also to obtain valuable concentrated nutrients solution which can be used as a fertilizer and easily transported to agricultural areas. The aim of the study was to determine the effectiveness of water recovery from pig slurry using integrated system: centrifugation/two step ultrafiltration/nanofiltration. The first step ultrafiltration was performed using PVDF membrane of cut off 100 kDa while the second step using PES membrane of cut off 10 kDa. During the polishing process i.e. nanofiltration, hydrophilic composite membrane of cut off 200 Da was used. The effectiveness of the process was determined basing on the change of values of such parameters like: BOD5, COD, contents of TOC, IC, TC, Ntot, concentrations of + 4 NH , Cl–, 2− 4 SO , 3− 4 PO , Mg2+, Ca2+, K+, while the capacity of the treatment was determined using volumetric permeate streams. Obtained results allow to conclude that the proposed system can be used to recover water of an industrial quality.

PL

Gnojowica powstająca podczas wielkoprzemysłowej hodowli zwierząt wymaga stosowania odpowiednich metod utylizacji. Obecnie jest ona wykorzystywana jako nawóz bądź też substrat do produkcji biogazu oraz kompostu. Jednakże metody te są często ograniczone i nie pozwalają na zagospodarowanie całkowitej ilości powstającej gnojowicy, stąd też wciąż jest ona traktowana jako uciążliwy odpad. Wysoka zawartość wody w gnojowicy pozwala założyć, iż może być ona traktowana jako źródło wody. To założenie jest całkiem realne w przypadku zastosowania nisko- i wysokociśnieniowych procesów membranowych. Takie rozwiązanie pozwoliłoby nie tylko na odzysk wody, która mogłaby zostać ponownie wykorzystana na farmie, ale także na otrzymanie wartościowych, stężonych roztworów substancji odżywczych, które mogłyby zostać wykorzystane jako nawóz i łatwo transportowane na tereny rolnicze. Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej, wykorzystując zintegrowany system: wirowanie/dwustopniowa ultrafiltracja/nanofiltracja. Pierwszy stopień ultrafiltracji prowadzono z użyciem membrany z PVDF o cut off 100 kDa, drugi zaś stopień z wykorzystaniem membrany z PES o cut off 10 kDa. Podczas etapu doczyszczania, tj. nanofiltracji, zastosowano kompozytową membranę hydrofilową o cut off 200 Da. Efektywność procesu określono, bazując na zmianie wartości parametrów, jak: BZT5, ChZT, zawartości OWO, WN, OW, Ncał, stężenia jonów + 4 NH , Cl–, 2− 4 SO , 3− 4 PO , Mg2+, Ca2+, K+, wydajność zaś wyznaczono na podstawie objętościowych strumieni permeatów. Przeprowadzane badania pokazują, że zaproponowany system może zostać wykorzystany do odzysku wody o jakości przemysłowej.

13

Odzysk wody z gnojowicy trzody chlewnej - wyniki badań laboratoryjnych

Konieczny K., Kwiecińska A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2011

|

Nr 24

81-88

PL

Intensyfikacja hodowli trzody chlewnej powoduje powstawanie dużych ilości odpadów w postaci gnojowicy. Obecnie jest ona po stabilizacji beztlenowej wykorzystywana jako nawóz rolniczy oraz, w nieznacznym stopniu, jako substrat w produkcji biogazu i kompostu. Metody te są jednak niewystarczające, a także posiadają znaczne ograniczenia.Celem przeprowadzonych badań było zastosowanie zintegrowanego procesu filtracji tkaninowej/ dwustopniowej ultrafiltracji/nanofiltracji do odzysku wody z gnojowicy świńskiej. Zastosowano membrany ultrafiltracyjne z polifluorku winylidenu (PVDF) oraz polieterosulfonu (PES) o granicznej rozdzielczości (ang. cut-off) odpowiednio 100 kDa oraz 10 kDa. Etap doczyszczania prowadzono na membranie nanofiltracyjnej z poliamidu (PA) o współczynniku zatrzymania chlorków na poziomie 30-50%. Dzięki zaproponowanej technologii uzyskano wodę o jakości odpowiedniej do ponownego wykorzystania technologicznego (np. nawadnianie pól, mycie obór). Stosunek objętości oczyszczonego strumienia do objętości surowej gnojowicy wyniósł 30%.

EN

The intensification of pig farming results in the production of huge amount of wastes in the form of slurry. Nowadays, it is applied as a fertilizer and, in much lower extent, as a substrate for biogas and compost production. However, these methods are not enough sufficient to utilize to total amount of the slurry, and also very often limited. The aim of the presented study was to apply the integrated system of cloth filtration/two-step ultra-filtration/nanofiltration for recovery of water from pig slurry. Ultrafiltration PVDF and PES membranes of cut-off 100 kDa and 10 kDa, respectively, were used. The polishing step was performed with the use of PA nanofiltration membrane of chlorides retention 30-50%. The proposed system allowed to recover water of useable quality (field irrigation, farmhouses washing). The ratio of the finally treated stream volume to the crude slurry volume was equal to 30%

14

Zastosowanie procesów membranowych do zagospodarowania gnojowicy trzody chlewnej

Konieczny K., Kwiecińska A.

Forum Eksploatatora

|

2011

|

Nr 5 (56)

60-62

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności zintegrowanego systemu ultrafiltracja/dwustopniowa odwrócona osmoza do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. W badaniach wykorzystano ceramiczną membranę ultrafiltracyjną oraz poliamidowe membrany osmotyczne. Efektywność procesu oceniano na podstawie wydajności procesów oraz jakości oczyszczonego strumienia. Określono także stopień foulingu membran, wpływ płukania wstecznego oraz mycia chemicznego na przywrócenie ich początkowej wydajności.

15

Recovery of Industrial Water from Pig Liquid Manure by Means of Membrane Techniques

Kwiecińska A., Konieczny K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 12

1743-1750

EN

Liquid manure that is produced during high density livestock farming requires proper utilization methods. Nowadays, it is mainly used as a fertilizer or as a substrate for biogas or compost production. However, these methods are often very limited and do not allow to utilize the total amount of produced liquid manure, thus it is still treated as problematic waste. High water content in liquid manure leads to the assumption that it can be treated as a water source. This assumption is quite realistic if application of low and high pressure membrane techniques is considered. Such a solution would allow not only to recover water that could be further reused on farms, but also to obtain valuable concentrated nutrients solution which can be used as a fertilizer and easily transported to agricultural areas. The aim of the study was to determine the effectiveness of water recovery from pig liquid manure using integrated system: centrifugation/two step ultrafiltration/nanofiltration. The first step ultrafiltration was performed using PVDF membrane of cut off 100 kDa while the second step using PES membrane of cut off 10 kDa. During the polishing process ie nanofiltration hydrophilic composite membrane of cut off 200 Da was used. The effectiveness of the process was determined basing on the change of values of parameters like: BOD5 and COD, contents of TOC, IC, TC and Ntot, concentrations of NH4 +, Cl–, SO4 2–, PO43–, Mg2+, Ca2+ and K+, while the capacity of the treatment was determined using volumetric permeate streams. Obtained results allow to conclude that the proposed system can be used to recover water of an industrial quality.

PL

Gnojowica powstająca podczas wielkoprzemysłowej hodowli zwierząt wymaga stosowania odpowiednich metod utylizacji. Obecnie jest ona wykorzystywana jako nawóz bądź też substrat do produkcji biogazu oraz kompostu. Jednakże metody te są często ograniczone i nie pozwalają na zagospodarowanie całkowitej ilości powstającej gnojowicy, stąd też wciąż jest ona traktowana jako uciążliwy odpad. Duża zawartość wody w gnojowicy pozwala założyć, iż może być ona traktowana jako źródło wody. To założenie jest całkiem realne w przypadku zastosowania nisko i wysokociśnieniowych procesów membranowych. Takie rozwiązanie pozwoliłoby nie tylko na odzysk wody, który mogłaby zostać ponownie wykorzystana na farmie, ae także na otrzymanie wartościowych, stężonych roztworów substancji odżywczych, które mogłyby zostać wykorzystane jako nawóz i łatwo transportowane na tereny rolnicze. Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej, wykorzystując zintegrowany system: wirowanie/dwustopniowa ultrafiltracja/nanofiltracja. Pierwszy stopień ultrafiltracji prowadzono z użyciem membrany z PVDF o cut off 100 kDa, drugi zaś stopień wykorzystaniem membrany z PES o cut off 10 kDa. Podczas etapu doczyszczania, tj. nanofiltracji zastosowano kompozytową membranę hydrofilową o cut off 200 Da. Efektywność procesu określono, korzystając ze zmiany wartości parametrów procesu: BZT5, ChZT, zawartości OWO, WN, OW, Ncał stężenia jonów NH4+, Cl-, SO42-, PO43-, Mg2+, Ca2+ i K+, wydajność zaś wyznaczono na podstawie objętościowych strumieni permeatów. Przeprowadzane badania pokazują, że zaproponowany system może zostać wykorzystany do odzysku wody o jakości przemysłowej.

16

Usuwanie trichloroetylenu z wody przy użyciu perwaporacji

Kwiecińska A., Konieczny K.

Instal

|

2010

|

nr 1

37-40

PL

Przeprowadzone badania miały charakter wstępny, a ich celem było określenie stopnia usunięcia trichloroetylenu (TRI) z wody metodą perwaporacji z zastosowaniem membran hydrofobowych PDMS+cb. Oczyszczana woda została przygotowana w warunkach laboratoryjnych i zawierała 730 mg TRI/dm3. Temperatura nadawy w zbiorniku była utrzymywana na poziomie 32-33C, zaś ciśnienie po stronie permeatu wynosiło 3 hPa. Stężenie trichloroetylenu w nadawie oraz w permeacie zostało zbadane przy użyciu chromatografii gazowej z detektorem płomieniowo – jonizacyjnym. Badania wykazały, iż usuwanie trichloroetylenu z wody w procesie perwaporacji z wykorzystaniem membran PDMS+cb jest możliwe. Otrzymany permeat zawierał wyższe stężenie trichloroetylenu niż roztwór zasilający. Wstępnie wykazano, iż proces perwaporacji z użyciem membran PDMS+cb może stać się efektywnym narzędziem do usuwania trichloroetylenu z wody. W dalszym etapie zbadany zostanie wpływ poszczególnych warunków procesu, jak: stężenie trichloroetylenu w nadawie, grubość membrany, właściwości sorpcyjne membrany, temperatura, ciśnienie po stronie permeatu oraz prędkość przepływu nad powierzchnią membrany, na efektywność usuwania trichloroetylenu z wody.

EN

The aim of the preliminaries investigations was to determine the effectiveness of trichloroethylene removal from water by means of pervaporation with application of hydrophobic PDMS+cb membranes. The treated water was prepared in laboratory conditions and contained 730 mgTRI/dm3. The feed temperature was hold at 32C level, and the pressure on the permeate site was equal to 3 hPa. The concentrations of trichloroethylene in the feed, the permeate and the retentate were determined using gas chromatography with flame-ionized detector. Investigations showed that there is a possibility of trichloroethylene removal from water by means of pervaporation with PDMS+cb membranes. The obtained permeate obtained twice as high concentration of trichloroethylene as the feed. Preliminary it was displayed that pervaporation with PDMS+cb membranes can become an effective tool for removal of trichloroethylene from water. In further stage of the researches the influence of particular process parameters like: the concentration of trichloroethylene in feed, the thickness of the membrane, the sorption properties of the membrane, temperature, the pressure on the permeate site and the volumetric flow rate of feed, on process effectiveness will be checked.

17

The treatment of manure with the use of pressure-driven membrane techniques

Konieczny K., Kwiecińska A.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2010

|

Vol. 3, no. 2

93-96

EN

High-density livestock farming causes many difficulties connected with proper management of produced manure. The application of membrane technologies seems to be an attractive solution to this problem. It enables to obtain concentrated nutrients solutions and also recovery of proper quality water which can be further reuse on a farm, what would be a great advantage in areas, where water deficiency takes place. The aim of the study was to determine the effectiveness of integrated centrifugation and two-step-ultrafiltration processes used as manure pretreatment before reverse osmosis. The final permeate obtained during the process was characterized by significantly lower values of parameters like: ChZT, BZT5, OWO, WN, OW, N-NH4+, PO43- . However, it still required further treatment via reverse osmosis.

PL

Wielkoprzemysłowa hodowla zwierząt stwarza wiele trudności z odpowiednim zagospodarowaniem produkowanej gnojowicy. Zastosowanie technologii membranowych wydaje się atrakcyjnym rozwiązaniem tych problemów. Z jednej strony stwarza możliwości otrzymywania wysoce skoncentrowanych produktów nawozowych, z drugiej zaś pozwala na odzysk odpowiedniej jakości wody, która mogłaby być ponownie wykorzystana w miejscu hodowli. Odzysk wody byłby szczególnie korzystny w obszarach, które borykają się z jej niedoborem. Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności zintegrowanych procesów wirowania i dwustopniowej ultrafiltracji jako etapu wstępnego przygotowania gnojowicy przed procesem odwróconej osmozy. Otrzymany w końcowym etapie permeat charakteryzował się znacznie niższymi wartościami parametrów jak: ChZT, BZT5, OWO, WN, OW, N-NH4+, PO43- w odniesieniu do surowej gnojowicy.

18

Water treatment using hybrid method of coagulation and low-pressure membrane filtration

Konieczny K., Rajca M., Bodzek M., Kwiecińska A.

Environment Protection Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 1

5-22

EN

The paper presents the results of water treatment investigation, using UF/MF and a hybrid process coagulation-UF/MF. The experiments were conducted using capillary modules made of polyethersulfone (PES) for ultrafiltration and of polypropylene (PP) for microfiltration. Two coagulants, i.e. iron chloride (FeCl3ź6H2O) and aluminum sulfate (Al2(SO4)3ź18H2O), were used during the coagulation. The hybrid water treatment process was carried out in coagulation-sedimentation-MF/UF and "in-line" coagulation (without sedimentation)-MF/UF systems. Unlike a direct UF/MF, the hybrid processes allow an improvement in water quality and reduction in fouling intensity. UF efficiency can be predicted employing relaxation and resistance models. The mechanism of fouling based on Hermia's equation was determined.

PL

Przedstawiono wyniki uzdatniania wody metodami bezpośredniej UF/MF oraz metodą hybrydową koagulacja-UF/MF. Badania prowadzono z wykorzystaniem kapilarnych modułów ultrafiltracyjnych z polieterosulfonu (PES) oraz modułów mikrofiltracyjnych z polipropylenu (PP). Zastosowano dwa rodzaje koagulantów: chlorek żelaza (FeCl3*6H2O) oraz siarczan glinu (Al2(SO4)3*18H2O). Proces hybrydowy prowadzono w układach koagulacja klasyczna-UF/MF oraz w układzie koagulacja in-line (bez sedymentacji)-UF/MF. Stwierdzono poprawę jakości wody oraz mniejszą intensywność foulingu w procesach hybrydowych w porównaniu z bezpośrednią UF i MF. Wydajność UF modelowano, opierając się na modelu relaksacyjnym oraz na modelu oporów filtracji. Wykorzystując model Hermii, określono mechanizm foulingu.