Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Toxicity analysis of sewage sludge treated with polyelectrolytes using luminescent bacteria

Włodarczyk E., Wolny L., Próba M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2017

|

T. 20, nr 4

447--455

PL

Celem niniejszej pracy była ocena ekotoksyczności komunalnych osadów ściekowych, kondycjonowanych polielektrolitami, pochodzących z wybranych oczyszczalni ścieków. Do oceny toksyczności zastosowano analizator Microtox M500 i bakterie Aliivibrio fischeri (bakterie luminescencyjne). W celu prezentacji stopnia inhibicji wybranego testu stosuje się wartość EC50, która jest równa stężeniu powodującemu 50% zmniejszenie światła. Badania ekotoksyczności zostały wykonane z wykorzystaniem ekstraktów wodnych z próbek osadów ściekowych kondycjonowanych polielektrolitami. Badane próbki pochodziły z dwóch wybranych komunalnych oczyszczalni ścieków zlokalizowanych na terenie województwa śląskiego, których technologia oparta jest na mechanicznym i biologicznym oczyszczaniu ścieków (określanych dalej jako oczyszczalnie A i B). W oczyszczalni ścieków A wszystkie badane próbki zostały sklasyfikowane jako toksyczne. Osady po odwodnieniu na prasie miały największy efekt toksyczny 64,32 TU po 15 minutach ekspozycji. Dla osadów ściekowych pobranych z tunelu suszarniczego efekt toksyczny wynosił 12,12 TU (po 15 min). W oczyszczalni ścieków B próbki osadów pobranych przed komorą fermentacyjną wykazywały toksyczność 14,03 TU (po 15 min), surowe osady i osady po prasie nie zostały sklasyfikowane jako toksyczne. Badania te ujawniły nowy aspekt problemu związanego z zanieczyszczeniem środowiska osadami deponowanymi na składowiskach odpadów. Ponadto wykazano, iż z powodzeniem można wykorzystać test Microtox do pomiaru toksyczności osadów ściekowych.

EN

The aim of this work was to evaluate the ecotoxicity of municipal sewage sludge, after conditioning with polyelectrolytes, coming from a selected wastewater treatment plants (WWTPs). Microtox M500 and Aliivibrio fischeri (luminescent bacteria) were used for the assessment of toxicity. The most common presentation of inhibition result of chosen test is EC50 value, which is equal to concentration causing 50% reduction in light. Ecotoxicity studies were made for water extract of municipal sewage sludge conditioned with polyelectrolytes (polyacrylamide). Samples came from two selected municipal wastewater treatment plants located in the Silesian region, where technology is based on mechanical and biological treatment of sewage (referred to as A and B). At WWTP - A all sample solutions were classified as toxic. Sludge after dewatering on the press had a highest toxic effect 64.32 TU after 15 min of exposition. For sewage sludge taken from drying tunnel toxic effect 12.12 TU (after 15 min). In WWTP - B sample of sludge before fermentation chamber were toxic: 14.03 TU (after 15 min), raw sludge and sludge after the press weren’t classified as toxic. This study revealed new insights into the acrylamide problem. Furthermore, it showed successful use of Microtox assay to measure acrylamide toxicity in the sewage sludge.

2

Przepis na czystą wodę. Dyrektywa ściekowa - etapy implementacji i podsumowanie

Próba M., Wolny L.

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2017

|

Nr 1

64--67

PL

Ekosystemy i zlewiska w całej Europie są ze sobą powiązane, dlatego plany oczyszczania ścieków i ochrony środowiska wodnego na poziomie krajowym są niewystarczające. UE i organizacje międzynarodowe podjęły próbę stworzenia wspólnego wieloletniego planu zmiany prawodawstwa i modernizacji sieci. Jakie są doświadczenia państw członkowskich z wdrażania dyrektywy ściekowej? Co sprawia największy problem?

3

Determination of ketoprofen and diclofenac ultrasonic removal from aqueous solutions

Wolny L., Próba M., Zawieja I., Włodarczyk E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 4

553--560

EN

In the paper the problem of water pollution risks with nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) was discussed. The aim of the study was to determine the reduction degree of ketoprofen and diclofenac in solutions exposed to ultrasound. The samples were exposed to ultrasonic field with parameters: power of 750 W and low frequency of 20 kHz (for 240 seconds). In all samples treated with the ultrasounds, a decrease of concentration of the studied drugs was observed. For example reduction of ketoprofen concentration from 40.5 to 10.5 mg/L was noticed. In the sludge water extracts the presence of both drug was proved.

PL

W artykule przedstawiono problem zanieczyszczenia wód niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi (NLPZ). Celem badania było wyznaczenie stopnia redukcji ketoprofenu i diklofenaku w roztworach wystawionych na działanie pola ultradźwiękowego. Próbki poddano działaniu pola ultradźwiękowego o następujących parametrach: moc 750 W i niska częstotliwość 20 kHz (dla czasu sonikacji równego 240 sekund). We wszystkich próbkach poddanych działaniu ultradźwięków zaobserwowano spadek stężenia badanych leków. Na przykład zaobserwowano zmniejszenie stężenia ketoprofenu z 40,5 do 10,5 mg/L. Potwierdzono obecność obu farmaceutyków w ekstraktach wodnych osadów ściekowych.

4

Efektywność generowania lotnych kwasów tłuszczowych podczas mezofilowej i termofilowej fermentacji metanowej osadów nadmiernych

Zawieja I., Wolny L., Próba M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 48

226--232

PL

Aktywność mikroorganizmów warunkujących szybkość przemian zachodzących podczas procesu fermentacji metanowej zależy od warunków środowiskowych procesu. Czynnikiem intensyfikującym przebieg fermentacji metanowej jest wzrost temperatury procesu. Prowadzenie procesu fermentacji metanowej w warunkach termofilowych wpływa na szybkości reakcji zachodzących podczas fazy hydrolizy, przyczyniając się do zwiększenia stężenia lotnych kwasów tłuszczowych generowanych z osadów, a w efekcie zwiększenia produkcji biogazu. Należy jednak podkreślić, iż bakterie termofilne wykazują dużą wrażliwość na zmiany temperatury już rzędu ± 0,5°C/d, przy optimum ich wzrostu w zakresie 52–55°C. W związku z tym, aby proces przebiegał optymalnie, bez zakłóceń, konieczne jest zapewnienie stabilnych warunków środowiskowych prowadzących do maksymalnej redukcji substancji organicznych. Podstawowym substratem badań, charakteryzującym się wysoką zawartością związków organicznych i związków azotowych, były osady nadmierne. W celu określenia wpływu fermentacji termofilowej na generowanie lotnych kwasów tłuszczowych osady ściekowe poddano 8-dobowej stabilizacji beztlenowej. Wykonano następujące oznaczenia fizyczno-chemiczne: sucha masa, pH, zasadowość, lotne kwasy tłuszczowe, chemiczne zapotrzebowanie na tlen. W kolejnych dobach procesu, w odniesieniu do fermentacji prowadzonej w warunkach mezofilowych, odnotowano wzrost generowania lotnych kwasów tłuszczowych oraz korelujący z nim wzrost wartości chemicznego zapotrzebowania na tlen. W 8 dobie procesu prowadzonego w warunkach termofilowych stężenie lotnych kwasów tłuszczowych wynosiło 1749 mgCH3COOH/dm3, natomiast wartość chemicznego zapotrzebowania na tlen 3279 mgO2/dm3, przy zasadowości rzędu 3800 mgCaCO3/dm3.

EN

Microbial activity determining the speed of the changes occurring during the process of anaerobic digestion depends on the environmental conditions of the process. The factor intensifying the process of methane fermentation is an increase of temperature. The conducting of the methane fermentation in thermophilic conditions affect the rate of the reactions taking place during the phase of hydrolysis, thus contributing to increase the concentration of volatile fatty acids generated from the sludge, resulting in increasing the production of biogas. It should be noted, however, that thermophilic bacteria have a high sensitivity to temperature changes already the order of ± 0.5 °C/d at their optimum growth in the range of 52–55 °C. Therefore, for the process would run optimally smoothly unnecessary to ensure stable environmental conditions leading to maximum reduction of organic substances. The basic test substrate, characterized by a high content of organic and nitrogen compounds, is excess sludge. To determine the effect of generating the volatile fatty acids during the thermophilic fermentation the sludge was submitted 8-daily anaerobic stabilization. The following designations of physico-chemical characteristics were made: dry matter, pH, alkalinity, volatile fatty acids, the chemical oxygen demand. In the following days of the process operation with regard to fermentation carried out under mesophilic conditions the increase of volatile fatty acids generation was observed, which also correlated with the increase of the chemical oxygen demand. In the 8th day of thermophilic conditions the concentration of volatile fatty acids was 1749 mgCH3COOH/dm3, while the chemical oxygen demand 3279 mgO2/ dm3 and the alkalinity row of 3800 mgCaCO3/dm3.

5

Ultradźwiękowa degradacja diklofenaku i ketoprofenu - analiza zjawiska

Próba M., Wolny L.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 9

353--355

PL

W pracy omówiono problematykę zagrożeń zanieczyszczenia wód środkami farmaceutycznymi. Szczególny nacisk położono na zanieczyszczenie wód niesteroidowymi środkami przeciwbólowymi oraz ich wpływ na organizmy wodne. Celem badań było określenie parametrów degradacji w polu ultradźwiękowym w tym: spadku stężenia, redukcji rozmiarów cząstek, zmniejszenie efektu toksycznego ketoprofenu i diklofenaku dla organizmów Daphnia magna. Wyniki badań potwierdziły, iż działanie pola ultradźwiękowego i związanych z nim procesów może przyspieszać i ułatwiać degradację zanieczyszczeń pochodzenia chemicznego w środowisku wodno-ściekowym.

EN

In the paper the problem of water pollution risks with pharmaceuticals was discussed. Particular emphasis was placed on the water pollution with non-steroidal anti-inflammatory and its influence on aquatic animal. The aim of the study was to determine parameters of degradation in the ultrasonic field including: concentration decrease, particle size reduction, reduction of toxic effects of ketoprofen and diclofenac for aquatic organisms Daphnia magna. The results confirmed that the effect of ultrasonic field and related processes may accelerate and facilitate the degradation of chemical origination contaminants in sewage and aqueous environment.

6

Ecotoxicity assessment of stabilized sew sludge from municipal sewage treatment plant

Włodarczyk E., Próba M., Wolny L.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2016

|

No. 22(3)

157--165

EN

Aim of this study was to evaluate the ecotoxicity of municipal sewage sludge conditioned with polyelectrolytes, taken from selected sewage treatment plant. Using the bioindication analysis overall toxicity was assessed, which allows to know the total toxicity of all the harmful substances contained in sewage sludge, in many cases acting synergistically. To prepare a sample of sludge for the basic test, all analyses were performed with a ratio of liquid to solid of 10:l (water extract), Daphnia pulex biological screening test was used. A dilution series of an water extract of sludge were prepared to include within its scope the lowest concentration that causes 100% effect and the highest producing less than 10% of the effect within a specified range of the assay. The results of the test were read after 24 and 48 hours. Based on the research and analysis of test results it proved that the sewage sludge conditioned with polyelectrolytes exhibit the characteristics of eco-toxic.

PL

Celem pracy była ocena ekotoksyczności komunalnych osadów ściekowych kondycjonowanych polielektrolitami, pochodzących z wybranej oczyszczalni ścieków. Za pomocą analizy bioindykacyjnej ocenia się ogólną toksyczność, co pozwala na poznanie sumarycznej toksyczności wszystkich szkodliwych substancji zawartych w osadach ściekowych, w wielu przypadkach działających synergistycznie. W celu przygotowania próbki osadów do analizy wykonano test podstawowy przy stosunku cieczy do fazy stałej równej 10:l (wyciąg wodny), użyto do tego przesiewowego biologicznego testu oceny toksyczności na rozwielitkach Daphnia pulex. Serię rozcieńczeń z wyciągu wodnego z osadów przygotowano tak, aby obejmowała swoim zakresem najniższą koncentrację wywołującą 100% efektu i najwyższą wywołującą mniej niż 10% efektu w określonym zakresie testu. Wyniki badań testu odczytano po 24 i 48 godzinach. Na podstawie przeprowadzonych badań oraz ocenę wyników badań wykazano, iż osady ściekowe kondycjonowane polielektrolitami wykazują właściwości ekotoksyczne.

7

Ultrasonic Processors and Drainage of Sewage Sludge

Wolski P., Wolny L., Zawieja I.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

450--460

PL

W Polsce najczęstszym sposobem końcowego zagospodarowania osadów ściekowych jest ich składowanie. Ze względu na skład i właściwości osadów często są one traktowane jako odpad, a nie surowiec. Osady ściekowe poddawane unieszkodliwianiu poddawane są różnym procesom technologicznym, gdzie jednym z nich jest zmniejszenie objętości. Odwadnianie to podstawowy proces zmniejszania objętości osadów. W celu zwiększenia zdolności osadów do oddawania wody stosuję się różne procesy wspomagające. Jedną z metod jest wykorzystanie działania pola ultradźwiękowego. Sonifikacja osadów ściekowych zmienia strukturę oraz właściwości osadów, powodując zakłócenia równowagi układu oraz wywołuję dyspersję cząstek, co sprzyja zwiększeniu zdolności do zagęszczania i odwadniania. W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące zastosowania dezintegratorów ultradźwiękowych o różnej mocy (1500W, 750W, 180W) na zmianę stopnia zagęszczania i odwadniania osadów ściekowych. W badaniach wykorzystano różne długości fal dezintegratorów UD (60, 80%), czasy ekspozycji z przedziału od 2 do 10 sekund oraz różne objętości prób poddane działaniu pola ultradźwiękowego. Przy założonych parametrach prowadzenia badań dezintegrujące działanie pola UD spowodowało znaczną poprawę zagęszczania osadów ściekowych w odniesieniu do osadów niekondycjonowanych. Duża moc procesorów ultradźwiękowych powodowała rozdrobnienie kłaczków osadowych zatykając przegrodę filtracyjną, co odnotowano w wartościach czasu ssania kapilarnego (CSK) oraz oporu właściwego osadów.

8

Influence of Ultrasonic Pretreatment on Anaerobic Digestion of Excess Sludge from the Food Industry

Zawieja I., Wolny L., Wolski P.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

351--366

PL

Przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych stanowi niezwykle aktualny problem technologiczny, co wiąże się z powstawaniem w ostatnich latach nowych obiektów oczyszczalni, modernizacją już istniejących, jak również z rozwojem wysokoefektywnych metod oczyszczania ścieków. Przez lata wiodącym trendem w zagospodarowaniu osadów ściekowych w Polsce było ich składowanie, jednak obowiązujące w Unii Europejskiej uwarunkowania prawne uniemożliwiają zastosowanie takiego rozwiązania w przyszłości. Modernizacja ciągu technologicznego oczyszczalni ścieków poprzez poprzedzenie wybranych procesów oczyszczania ścieków oraz utylizacji osadów procesem dezintegracji o odpowiednio dobranych parametrach wiąże się ze wzrostem efektywności działania obiektu, nie tylko pod względem technologicznym ale również ekonomicznym. Dezintegracja osadów nadmiernych przed procesem stabilizacji beztlenowej wpływa na zwiększenie podatności osadów na biochemiczny rozkład w warunkach beztlenowych, czego efektem jest przyspieszenie fazy hydrolitycznej procesu, warunkującej powstawanie w kolejnych etapach procesu lotnych kwasów tłuszczowych. Wartość oraz tempo generowania LKT znajduje bezpośrednie odbicie w efektywności produkcji biogazu oraz uzyskanym stopniu mineralizacji osadów. Celem prowadzonych badań była ocena wpływu dezintegracji ultradźwiękowej osadów nadmiernych pochodzących z przemysłu spożywczego na proces hydrolizy będący pierwszym etapem fermentacji metanowej. W badaniach użyto dezintegrator ultradźwiękowy typu VC-750. Osady poddano modyfikacji polem ultradźwiękowym (UD) o amplitudzie drgań pola UD 15, 21, 31, 37, 46 mm i czasie sonifikacji ts = 60–360 s. Następnie przeprowadzono procesy 10-dobowej fermentacji metanowej osadów, poprzedzone modyfikacją osadów nadmiernych polem UD o wybranych, najkorzystniejszych parametrach dezintegracji. Największą skuteczność nadźwiękawiania osadów odnotowano dla czasu ekspozycji równego 360 s oraz amplitudy drgań pola UD 46 mm, uzyskując ok. 5-kotny wzrost wartości ChZT oraz ok. 3-krotny LKT w odniesieniu do wartości początkowych wskaźników.

9

Ekotoksykologiczna ocena wpływu wybranych farmaceutyków na rozwielitkę wielką (Daphnia magna) przed procesem sonikacji i po nim

Próba M., Wolny L.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2015

|

Nr 9

334--336

EN

In the paper the problem of water pollution risks with pharmaceuticals was discussed. Particular emphasis was placed on the water pollution with non-steroidal anti-inflammatory and its influence on aquatic animal. The aim of research was to determine the toxicity reduction level of ketoprofen and diclofenac for Daphnia magna in solutions treated with ultrasound; and cognition effective concentration of immobilization (EC50) of the substance in relation to Daphnia. The need for additional disinfection of drinking water was highlighted.

PL

W pracy omówiono problematykę zagrożeń zanieczyszczenia wód środkami farmaceutycznymi. Szczególny nacisk położono na zanieczyszczenie niesteroidowymi środkami przeciwbólowymi oraz ich wpływ na organizmy wodne. Celem badań było określenie stopnia zmniejszenia efektu toksycznego ketoprofenu i diklofenaku dla organizmów Daphnia magna w roztworach poddanych działaniu ultradźwięków; oraz poznanie skutecznego stężenia immobilizacji (unieruchomienia, EC50) substancji w odniesieniu do rozwielitek. Zwrócono uwagę na konieczność dodatkowej dezynfekcji wody pitnej.

10

Dewatering of conditioned sludge in small wastewater treatment plants

Wolny L.

Environment Protection Engineering

|

2015

|

Vol. 41, nr 2

99--105

EN

Parameters characterizing the dewatering process of sewage sludge in small wastewater treatment plants (WWTPs) have been analyzed. Two municipal wastewater treatment plants of comparable capacity and similar technology of sewage treatment were selected to the analysis. Comparison of dewaterability of unprepared and conditioned sludge was made. During preliminary tests, the capillary suction time (CST) of sludge conditioned with cationic polyelectrolyte was determined. Next, for the optimal doses of selected polyelectrolyte, more detailed technological experiments were conducted such as vacuum filtration and susceptibility to the gravitational thickening. Tested sludge had very low susceptibility to thickening. The final volume of unprepared tested samples after 2 hour thickening was 977.0 cm3, while the initial volume of thickened sludge was 1000 cm3.The lowest value of final hydration for conditioned sludge was 64.0%.

11

Kontrowersyjna ekologia

Wolny L., Próba M.

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2015

|

Nr 3

78--85

PL

Termiczna utylizacja odpadów jest efektywną, ale budzącą sprzeczne emocje metodą unieszkodliwiania odpadów. W krajach europejskich w latach 80. i 90. XX wieku powstawało wiele protestów i ruchów ekologicznych przeciwnych budowie spalarni. W Polsce podobne fale krytyki zaczęły się dekadę później i trwają do dzisiaj.

12

Parametry pracy odrzwi stalowej obudowy podatnej z kształtowników V ze stali ulepszanej cieplnie

Wizner L., Wolny L., Duży S.

Wiadomości Górnicze

|

2014

|

R. 65, nr 7-8

396--409

PL

W artykule na tle głównych kierunków działań utrzymania stateczności wyrobisk korytarzowych zabezpieczonych stalową obudową odrzwiową podatną omówiono wpływ gatunku stali na parametry pracy obudowy. Porównano wartości wskaźników nośności obudowy ŁP w zakresie rozmiarów odrzwi od ŁP-7 do ŁP-19 z kształtowników V29, V32 i V36 oraz ze stali 34GJ, 31 Mn4+U(+AR), S480W, 31Mn4+QT i 31Mn4+630QT. Wskazano na konieczność utrzymania podatności odrzwi przy maksymalnym wykorzystaniu nośności kształtownika. Dotrzymanie takiego warunku jest możliwe, gdy parametry złącza będą dobierane każdorazowo z uwzględnieniem rozmiaru odrzwi, wielkości kształtownika oraz gatunku stali.

EN

Against the background of the main trends in maintenance of the stability of roadways, protected by steel yielding sets, the article discusses the impact of steel grades upon the parameters of the support’s operation. The article compares the values of the bearing capacity indices of yielding arch support ŁP) within the dimension range of the sets from ŁP-7 to ŁP-19 made of V29, V32 and V36 profiles and steel grade 34GJ, 31 Mn4+U(+AR), S480W, 31 Mn4+QT i 31 Mn4+630QT. The article indicates to the necessity of maintaining the yielding capacity of the support sets at maximum capacity utilization of a shape section. Adherence to such a condition is possible when the parameters of the connector will be selected in each case while taking into account the size of the support set and the grade of steel.

13

Wpływ stopnia dezintegracji osadów ściekowych poddanych alkalicznej modyfikacji na wartość jednostkowej produkcji biogazu

Zawieja I., Wolny L.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 3

503--512

PL

Osady nadmierne wykazują niską podatność na proces biochemicznego rozkładu w warunkach beztlenowych. Jedną z metod modyfikacji osadów, prowadzącą do zwiększenia stopnia ich mineralizacji, jest alkaliczna dezintegracja, warunkująca intensyfikację fazy hydrolitycznej stabilizacji beztlenowej oraz efektywność kolejnych faz procesu. Celem przeprowadzonych badań było określenie zależności pomiędzy uzyskaną wartością stopnia dezintegracji osadów a otrzymaną jednostkową produkcją biogazu odnotowaną podczas stabilizacji beztlenowej osadów nadmiernych poddanych alkalicznej modyfikacji. Proces fermentacji metanowej prowadzony był w skali laboratoryjnej w warunkach mezofilowych w komorze fermentacyjnej amerykańskiej firmy Applicon o objętości czynnej wynoszącej 5 l. 28-dobowemu procesowi biochemicznego rozkładu w warunkach beztlenowych poddano niekondycjonowane osady nadmierne oraz osady poddane procesowi alkalicznej modyfikacji. Dezintegracja osadów metodą chemiczną prowadzona była w kolbach laboratoryjnych zabezpieczonych przed dostępem powietrza rurką manometryczną o objętości czynnej 0,5 dm3 . W badaniach zastosowano jako reagent wodorotlenek sodu, występujący w formie granulowanej, w zakresie dawek 0,1÷1,0 g NaOH/g s.m.org. Ze względu na uwarunkowania procesowe stabilizacji beztlenowej, jak również wartość otrzymanego stopnia dezintegracji, do dalszych badań wybrano dawki 0,1 oraz 0,6 g NaOH/g s.m.org. W wyniku poddania osadów alkalicznej dezintegracji odnotowano, w odniesieniu do stabilizacji beztlenowej osadów niepreparowanych, znaczny wzrost efektywności procesu korelujący z odnotowanym zwiększeniem stopnia dezintegracji osadów preparowanych badaną metodą.

EN

Excess sludge has low susceptibility to biochemical decomposition in the anaerobic conditions. One of the sludge structure modification methods, leading to increase of mineralization degree is alkaline disintegration. Intervention in the structure of sludge through initial conditioning affects not only intensification of fermentation process but also its hydraulic parameters. The aim of investigation was determination of dependences between obtained value of sludge disintegration degree and elementary value of biogas output, which was noted during anaerobic stabilization of excess sludge after alkaline modification. Process of methane fermentation was conducted in the laboratory scale in mesophilic conditions in the fermentation chamber Applicon of active volume 5 l. 25 days of biochemical disintegration process in the anaerobic conditions was applied to unconditioned excess sludge and sludge after alkaline modification. Sludge disintegration with chemical method was led in laboratory flasks with the manometric tube of value 0.5 dm3 . In the investigations as the reagent was used sodium hydroxide in the granulate form, in the doses range of 0.2÷1.0 g NaOH/g VSS. To the further tests the dose of 0.1 and 0.6 g NaOH/g VSS was selected in view of anaerobic stabilization processing conditions and also the value of disintegration degree which was obtained. As the result of this way of sludge treatment it was observed the increase of anaerobic stabilization process efficiency in comparison to the anaerobic stabilization of unprepared sludge. The most effective dose of the reagent used during alkaline disintegration of excess sludge was 0.6 g NaOH/g VSS, yielding about 59% of disintegration degree of sludge. The smallest degree of disintegration of 15% was noted for the chemical modification of the treated sludge in a dose of 0.1 g NaOH/g VSS. As a result of disintegration of excess sludge by a chemical method using a dose of 0.1 and 0.6 g NaOH/g VSS observed with respect to the anaerobic stabilization of excess sludge respectively about 22 and the 37% increase in the digested degree of sludge, noting for the untreated sludge value of unit biogas yield of 0.08 dm3/g VSS, while for sludge of chemically modified 0.17 and 0.37 dm3/g VSS.

14

Wpływ dezintegracji fizycznej osadów nadmiernych na przebieg procesu stabilizacji beztlenowej

Barański M., Małkowski M., Wolny L.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 2

315--324

PL

Wstępna termiczna obróbka osadów ściekowych wpływa na poprawę biochemicznego rozkładu w procesie stabilizacji beztlenowej oraz znaczną minimalizację masy odpadów. Ingerencja w przebieg procesu fermentacji metanowej poprzez modyfikację osadów przed procesem stabilizacji beztlenowej wpływa na ich końcową podatność na odwadnianie (CSK i zagęszczanie) oraz wzrost stężenia chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) i lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Stabilizacja wstępnie wspomagana kondycjonowaniem zmienia skład fizyczny osadów poprzez rozluźnienie wiązań istniejących pomiędzy cząsteczkami wody i osadów. Substratem badań był nadmierny osad czynny pochodzący z Centralnej Oczyszczalni Ścieków P.S.W. „WARTA” w Częstochowie. W celu zainicjowania procesu stabilizacji osad nadmierny zaszczepiono osadem przefermentowanym, stanowiącym 10% mieszaniny badawczej. Celem prowadzonych badań było określenie wpływu termicznego kondycjonowania osadów nadmiernych na przebieg stabilizacji beztlenowej. Badania przeprowadzono dla Mieszaniny I (osad nadmierny + osad przefermentowany), Mieszaniny II (osad nadmierny kondycjonowany termicznie w temp. 60°C przez 1,5 h + osad przefermentowany) oraz Mieszaniny III (osad nadmierny kondycjonowany termicznie w temp. 80°C przez 1,5 h + osad przefermentowany). W pierwszym dniu prowadzenia procesu fermentacji odnotowano wzrost wartości CSK, jednakże po 2 dniu nastąpił spadek tego wskaźnika dla każdej z badanych próbek. Efekt obniżenia CSK stwierdzono dla Mieszaniny III (80°C - 1,5 h), dla której w 4 dobie wartość CSK wynosiła 143 s, a dla Mieszaniny II (60°C - 1,5 h) wartość CSK wyniosła 123 s. Po przeprowadzeniu procesu 10-dobowej stabilizacji beztlenowej najwyższe stężenie ChZT, wynoszące 1500 mg O2/dm3, odnotowano dla Mieszaniny III (80°C - 1,5 h) przed procesem oraz 1355 mg O2/dm3 w drugiej dobie prowadzenia procesu dla Mieszaniny II (60°C - 1,5 h). Po przeprowadzeniu procesu stabilizacji beztlenowej ubytek suchej materii organicznej wyrażony za pomocą stopnia przefermentowania wyniósł 25, 39 i 45% odpowiednio dla Mieszanin I, II i III.

EN

Preliminary thermal treatment of sewage sludge influences the biochemical disintegration improvement in the anaerobic stabilization process and the minimization of waste mass. Degree of liquefaction of insoluble organic polymers to the dissoluble form, available for microorganisms, has the essential influence on the velocity of sludge biodegradation. Application of thermal preatreatment before anaerobic stabilization process increases the value of sludge fermentation degree and in this way impact on the efficiency of sewage sludge dewatering. This modification of sludge before anaerobic stabilization process has a possitive impact on the sludge dewaterability (CST), thickening and increase of COD and VFA value. Substrate of investigation was excess sludge from municipal wastewater treatment plant (WWTP) “WARTA” in Częstochowa. The excess sludge was mixed with fermented sludge in the amount of 10%. The aim of investigation was determination of the thermal conditioning influence on the anaerobic stabilization process. The tests were led for Mixture I (excess sludge + fermented sludge), Mixture II (excess sludge thermal conditioned with 60°C during 1.5 h + fermented sludge) and Mixture III (excess sludge thermal conditioned with 80°C during 1.5 h + fermented sludge). Preliminary thermal conditioning of excess sludge impacted on the values of methane fermentation parameters. In the first day of this process the increase of CST values was observed, but after second day the decrease of this indicator was noted for each of tested samples. As a result of CST decrease it was observed for Mixture III (80°C - 1.5 h) for which in fourth day the value of CST was 143 s, and for Mixture II (60°C - 1.5 h) this value was 123 s. After 10 days of anaerobic stabilization the highest value of COD equal to 1500 mg O2/dm3 was noted for Mixture III (80°C - 1.5 h) before process and 1355 mg O2/dm3 in the second day for Mixture II (60°C - 1.5 h). After anaerobic stabilization process the reduction of organic dry matter expressed by fermented degree was 25, 39 and 45% for Mixture I, II, III respectively.

15

Porównanie wyników badań ustabilizowanych osadów ściekowych pochodzących z placu magazynowego i hali suszarniczej

Włodarczyk E., Próba M., Wolny L.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 3

473--481

PL

Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie i porównanie wyników badań ustabilizowanych osadów ściekowych pochodzących z komunalnej oczyszczalni ścieków, wykonanych w 2013 r. Na omawianą oczyszczalnię dopływa około 9000 m 3 ścieków na dobę o następującym składzie: ścieki bytowe około 34%, ścieki przemysłowe około 8,2%, resztę stanowią wody deszczowe i gruntowe, które wpływają do systemu kanalizacji ogólnospławnej. Osady do analizy pobierane były z niezadaszonego placu magazynowego i hali suszarniczej, znajdujących się na terenie oczyszczalni ścieków. W pobranych próbkach osadów zbadano metale ciężkie, takie jak: cynk, ołów, kadm miedź, nikiel, chrom, rtęć, a także oznaczono: azot ogólny (metodą Kjeldahla), fosfor ogólny, zawartość wapnia, magnezu, zawartość części organicznych (oznaczonych jako straty prażenia w temperaturze 600°C), suchą masę osadów oraz pH. Wykonano również badania bakteriologiczne na obecność bakterii chorobotwórczych z rodzaju Salmonella i badania parazytologiczne na obecność żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp. Analiza ustabilizowanych osadów ściekowych w obu próbkach wykazała niskie zawartości metali ciężkich, w próbkach z hali suszarniczej stężenie było wyższe. Osady zawierały znaczące ilości azotu ogólnego (oznaczanego metodą Kjeldahla) oraz niską zawartość fosforu ogólnego. Zawartość części organicznych w reprezentatywnych próbkach kształtowała się na wysokim poziomie. Osady z placu magazynowego charakteryzowały się mocno zasadowym odczynem, natomiast te pochodzące z hali suszarniczej miały odczyn obojętny. W badanych próbkach nie wyizolowano bakterii chorobotwórczych z rodzaju Salmonella (poza jednym poborem letnim w próbkach z placu magazynowego), a także nie wyizolowano żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp.

EN

The purpose of this paper is to present and compare the research results of stabilized sewage sludge from municipal sewage treatment plant, performed during 2013. For discussed treatment plant flows around 900 m 3 of waste water per daywith the following composition: domestic waste about 34%, industrial waste about 8.2%, the remainder being rainwater and groundwater that flows into the sewer system. Sludge was collected for analysis from storage yard and from drying hall located in the area of the sewage treatment plant. In the collected sludge samples were tested heavy metals such as zinc, lead, cadmium, copper, nickel, chromium, mercury. It was determined also: the total nitrogen (Kjeldahl method), total phosphorus content of calcium, magnesium, organic matter content (indicated as loss on ignition at a temperature of 600°C), the dry weight of sludge and pH. There were also made bacteriological tests for the presence of pathogenic bacteria from the Salmonella genus and parasitological tests for the presence of live eggs of intestinal parasite: Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp. The mentioned methods were performed with using of accredited tests in accordance with applicable standards. Uncertainty of the measurements study was defined as the expanded uncertainty, with a coefficient of k = 2 and the probability of 95%. Analysis of stabilized sludge in both samples showed low levels of heavy metals, concentrations in samples from drying hall was higher. Sludge contains significant amounts of nitrogen (denoted by the Kjeldahl method) and a low content of phosphorus. The content of organic matter in representative samples remained at a high level. Sludge from the storage yard was strongly alkaline while the one coming from the drying hall was neutral. In the tested samples there was no presence of pathogenic bacteria from the Salmonella genus (except for one sample in July), and there was no presence of live eggs of the mentioned intestinal parasites.

16

Kierunki rozwoju metod utrzymania statecznosci połączeń wyrobisk korytarzowych

Wizner L., Wolny L., Duży S.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2013

|

nr 1

9--21

PL

W artykule przedstawiono główne kierunki metod utrzymania stateczności połączeń wyrobisk korytarzowych. Jako główne kierunki działań wskazano: stosowanie do wykonania poszczególnych elementów konstrukcyjnych obudowy materiałów o wyższych wartościach wytrzymałościowych, doskonalenie konstrukcji obudowy, kotwienie górotworu, stosowanie wykładki mechanicznej z materiałów wiążących, iniekcję górotworu i technologię drążenia. Wskazano na ważną rolę metod projektowania konstrukcji, w których wykorzystuje się najnowsze metody i narzędzia projektowe, a w szczególności metody przestrzennego modelowania numerycznego.

EN

The article presents the main trends in the methods to maintain the stability of roadways' connections. The main lines of developments has been indicated as: application of materials with higher strength values to erect various constructional components of the support, improvement of the support's structure, rockbolting, the use of mechanical lay out from binding materials, rock mass injecting and drilling technology. The important role of designing methods of the structure has been stressed in which the latest design methods and design tools arc used, and in particular the methods of numerical spatial modeling.

17

Zmiany fizycznych parametrów przefermentowanych osadów ściekowych poddanych wstępnemu kondycjonowaniu

Wolski P., Wolny L., Małkowski M.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 2

793--798

PL

Osady ściekowe to główny odpad powstający w procesie oczyszczania ścieków. Ich skład fizykochemiczny jest bardzo zróżnicowany, zależny od wielu czynników. Uwodnienie osadów jest jednym z parametrów, mających istotny wpływ na proces technologiczny oraz koszty ich dalszej przeróbki. W celu uzyskania jak najlepszych efektów odwadniania osady poddaje się wstępnemu przygotowaniu, co oddziałuje na strukturę oraz ich końcowe właściwości. W artykule przedstawiono badania podatności osadów ściekowych na odwadnianie poddanych wstępnemu kondycjonowaniu fizycznemu, a następnie procesowi stabilizacji. Do badań wykorzystano osad nadmierny, pochodzący z komunalnej oczyszczalni ścieków, do którego dodano osadów przefermentowanych (10%), pełniących rolę zaszczepu. Kondycjonowanie prowadzono za pomocą metod termicznych oraz pola ultradźwiękowego. Proces stabilizacji osadów przebiegał w bioreaktorze w warunkach mezofilowych przez okres 25 dni. Zarówno przed procesem, jak i po procesie fermentacji oznaczano dla badanych osadów suchą masę, wartości czasu ssania kapilarnego (CSK), stopień zagęszczania oraz prowadzono obserwacje struktury mikroskopowej.

EN

Sewage sludge is the main waste arising in the process of wastewater treatment. The physico-chemical composition varies widely, depending on many factors. Water content of sludge is one of the parameters that have a significant impact on the technological process and the costs of further processing. In order to obtain the best results dewatering sludge is pre-prepared, which affects the final structure, and their properties. The article presents a study on the sewage sludge susceptibility to the drainage undergone initial physical conditioning, and then stabilized. The study used excess sludge originating from municipal wastewater treatment plant sludge which has been fermented (10%) to act as inoculum. Conditioning was carried out by methods of thermal and ultrasonic fields. The stabilization of sewage ran in the bioreactor under mesophilic condition for a period of 25 days. Both the process before and after fermentation was determined for the studied sludge dry mass, capillary suction time value (CSK), the degree of compaction as well as the microscopic structure was performed.

18

Effect of thermo-ultrasonic disintegration of excess sludge on the effectiveness of anaerobic stabilization process

Barański M., Zawieja I., Wolny L.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

21--29

EN

It is estimated that processing of sewage sludge absorbs ca 70% of utilization costs. Subjecting initial and secondary sludge to aerobic stabilization, regarded as environment-friendly and economical technology contributes to a considerable minimization of the mass of the sludge. Biogas production is an essential factor which improves the profitability of the process of methane fermentation since it allows for partial recovery of costs incurred for maintenance of mesophilic conditions of fermentation. Methane fermentation is a process which occurs slowly and necessitates a long period of retaining sludge. The degree of fluidization of insoluble organic polymers to soluble form, available for microorganisms, has essential effect on the rate of sludge biodegradation. Disintegration of excess sludge affects the increase in dispersion of sludge particles, which determines acceleration of the process of hydrolysis which limits the course of anaerobic stabilization. Increase in the speed of production of VFAs and increase in their level over consecutive days of acid fermentation preconditions biogas production efficiency. This paper presents the results of the investigations concerning the effect of disintegration by means of a hybrid method on the efficiency of 25-day anaerobic stabilization ie the degree of sludge fermentation and intensification of biogas production. Application of thermal-ultrasound excess sludge processing caused the increase in the degree of sludge fermentation, where ca 60% removal of organic dry mass was reported with respect to anaerobic stabilization of raw sludge. Moreover, the increase in intensity of biogas production was observed, expressed in the value of unit biogas production, which amounted to 4.64 dm3/g of organic dry mass for the sludge subjected to modification by the hybrid method, whereas this value for raw sludge amounted to 1.1 dm3/g of organic dry mass.

PL

Szacuje się, że przeróbka osadów ściekowych pochłania ok. 70% kosztów eksploatacyjnych oczyszczalni. Poddanie osadów wstępnych i wtórnych stabilizacji beztlenowej, uważanej za technologię zarówno przyjazną środowisku, jak również ekonomiczną, przyczynia się do znacznej minimalizacji masy osadów. Produkcja biogazu stanowi istotny czynnik zwiększający rentowność prowadzonego procesu fermentacji metanowej, ponieważ pozwala na częściowy odzysk kosztów ponoszonych na utrzymanie mezofilowych warunków fermentacji. Fermentacja metanowa to proces przebiegający wolno oraz wymagający długiego okresu zatrzymania osadów. Stopień upłynnienia nierozpuszczalnych polimerów organicznych do postaci rozpuszczonej, dostępnych dla mikroorganizmów, ma znaczący wpływ na szybkość biodegradacji osadów. Dezintegracja osadów nadmiernych wpływa na wzrost dyspersji cząstek osadów, co determinuje przyspieszenie procesu hydrolizy, limitującej przebieg stabilizacji beztlenowej. Zwiększenie szybkości wytwarzania LKT oraz wzrost ich wartości w kolejnych dobach kwaśnej fermentacji warunkuje bezpośrednio efektywność produkcji biogazu. W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu dezintegracji prowadzonej metodą hybrydową na efektywność 25-dobowej stabilizacji beztlenowej, tj. wzrost stopnia przefermentowania osadów oraz intensyfikację produkcji biogazu. Zastosowanie termiczno-ultradźwiękowej obróbki osadów nadmiernych wpłynęło na wzrost stopnia przefermentowania osadów, gdzie odnotowano ok. 60% usunięcie s.m.o. w odniesieniu do stabilizacji beztlenowej osadów surowych. Ponadto zaobserwowano wzrost intensywności produkcji biogazu, czego wyrazem była wartość jednostkowej produkcji biogazu wynosząca dla osadów poddanych modyfikacji metodą hybrydową 4,64 dm3/g s.m.ou, natomiast dla osadów surowych 1,1 dm3/g s.m.ou.

19

Wpływ natężenia pola ultradźwiękowego na biodegradowalność osadów ściekowych

Zawieja I., Wolny L.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2012

|

Nr 1

25-28

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu natężenia pola ultradźwiękowego (UD), o mocy 1500 W i stałej częstotliwości wynoszącej 20kHz, na biodegradowalność osadów nadmiernych. Stosując wybrane amplitudy drgań pola UD i czas sonifikacji 360s zaobserwowano dla podanych parametrów wzrost stopnia dezintegracji wraz ze wzrostem natężenia pola ultradźwiękowego. Dla amplitudy drgań A=39,25?m i czasie sonifikacji 360s uzyskano najkorzystniejszy stopień dezintegracji osadów wynoszący 66,48% dla wartości natężenia pola UD 2,35 J/scm2.

EN

The results of investigations on the impact of field intensity ultrasound (UD), 1500 W and a fixed frequency of 20kHz, the biodegradability of excessive sediment. Using the selected UD field amplitude and sonication time of 360s was observed for these parameters increase in the degree of disintegration with the increase of the intensity of ultrasound field. For the amplitude A = 39.25 microns and 360s were obtained during sonication of the most favorable degree of disintegration of sludge amounting to 66.48% for the UD field strength J/scm2 2.35.

20

Wpływ mocy procesora ultradźwiękowego na biodegradowalność osadów ściekowych

Zawieja I., Wolny L.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

1719-1730

PL

Osady nadmierne, w odróżnieniu od osadów wstępnych, posiadają strukturę kłaczkowatą, którą tworzą komórki mikroorganizmów za pomocą polimerów i biopolimerów. Można stwierdzić, że osady to "magazyn" substancji organicznych, które zwykle stanowią ponad 70% suchej masy, w dużej mierze niedostępnej w procesach stabilizacyjnych i niepodlegającej biologicznemu rozkładowi [8]. Dezintegracja osadów za pomocą metod fizycznych jest obecnie najczęściej stosowaną metodą ich wstępnej obróbki. Zaletą tej metody obróbki, wykorzystującej energię procesów fizycznych jest możliwość ingerencji w proces, jak również brak ubocznych produktów, których potencjalna możliwość wystąpienia istnieje podczas stosowania innych metod. Najczęściej stosowaną metodą spośród fizycznych metod dezintegracji jest wykorzystanie fal ultradźwiękowych, czyli sonifikacja osadów. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu mocy procesora ultradźwiękowego na wzrost podatności na biochemiczny rozkład dezintegrowanych osadów nadmiernych w aspekcie wzrostu wartości chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) oraz wartości lotnych kwasów tłuszczowych (LKT).

EN

Among methods of disintegration which are based on the physical phenomena, the use of ultrasonic active field acting due to the relatively low energy inputs, while a significant destructive force of ultrasonic field on the structure of medium-treated, technology is a promising solution. In addition, the method of sludge disintegration in ultrasonic field is called non-waste technology. Submission of excess sludge conditioning by ultrasonic field (UD), increases the degree of their disintegration, and ultimately leads to initiate the process of sonolysis conditioning the course of hydrolytic phase of methane fermentation. Generation of volatile fatty acids, which are an important intermediate product of anaerobic stabilization process, already in prefield ultrasonic sludge treatment leads to increased efficiency of acid digestion. The effect of increasing susceptibility to biodegradation of sediment is observed during the first days of fermentation faster and more intense generation of volatile fatty acids. Our results confirmed the correlation between the increase in acoustic power ultrasonic processor, used vibration amplitude and an increase in suscep-tibility, ultrasonic field disintegrated excess sludge, on the biodegradation. The greatest effectiveness of the ultrasonic field as a disintegration factor was observed for the processing of ultrasonic acoustic power 1500 W, for which after 360 seconds, the preparation of sludge with an amplitude of vibration of ultrasonic field 16 m were obtained approximately 97% increase in the value of chemical oxygen demand (COD) and about 82% increase in value in volatile fatty acids (VFA). Ultrasonic processor with power 180W and similar conditions of preparation time, i.e. 360 s and the vibration amplitude of 16 m were obtained approximately 87% increase in the value of chemical oxygen demand (COD) and 52% increase in value in volatile fatty acids (VFA).