Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Software used for the design and computation of hydraulic water supply networks: overview

Kępa U.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 4

375--389

EN

The aim of this paper is to present the potential of computer software for designing and computation of hydraulic water supply systems. The paper presents applications available in the Polish market, such as: Stanet, Woda, Wodociągowiec, Wavin-NET and Epanet. The paper presents the functionalities of each application: the method of construction of the water supply network, limitations to the size of the network, options of inputting such data as e.g. water distributions and the type of generated output data. It was shown which applications allow for hydraulic calculations of both radial and annular networks, and which can be used only for radial networks. Attention was also drawn to the option of automatic generation of longitudinal profiles of designed networks.

PL

Celem artykułu jest przedstawienie możliwości wybranych programów do projektowania i obliczania hydraulicznego sieci wodociągowych. Przedstawiono aplikacje dostępne na polskim rynku, takie jak: Stanet, Woda, Wodociągowiec, Wavin-NET oraz Epanet. W artykule zawarto charakterystyki poszczególnych aplikacji: omówiono sposób budowy sieci wodociągowej, ograniczenia w wielkości analizowanej sieci, możliwości wprowadzania danych, takich jak np. rozbiory wody oraz rodzaj generowanych danych wynikowych. Podkreślono, które z programów umożliwiają obliczenia hydrauliczne zarówno sieci promienistych, jak i pierścieniowych, a które mogą być zastosowane tylko dla sieci promienistych. Zwrócono również uwagę na możliwość automatycznego generowania profili podłużnych projektowanych sieci.

2

Przegląd programów wykorzystywanych do modelowania sieci wodociągowych

Kędzia W., Kępa U.

Instal

|

2016

|

nr 6

45--50

PL

Celem artykułu jest przedstawienie możliwości wybranych programów z zakresu projektowania i modelowania sieci wodociągowych. Modele hydrauliczne tworzone przy pomocy opisanych aplikacji stanowią cyfrowe odwzorowanie sieci i pozwalają na obserwację zjawisk w niej zachodzących oraz określenie wpływu różnych czynników na pracę sieci. Programy do modelowania posiadają możliwość różnorodnych wizualizacji parametrów pracy sieci. Dane i rezultaty obliczeń mogą być wyświetlane w postaci kolorowych plansz i wykresów lub w formie tabelarycznej. Umożliwiają określenie zmian jakości wody w czasie przepływu przez sieć, symulację rozprzestrzeniania się i koncentracji dodawanych do wody związków chemicznych, takich jak np. związki chloru, oraz pojawiających się w niej zanieczyszczeń.

EN

This article aims to explore the potential of selected programs in the field of design and modeling of water supply systems. Hydraulic model is a digital representation of the network and allows the observation of phenomena in the occurring and the impact of various factors on the work of the network. The programs have the ability to model a wide variety of visualization parameters of the network. The data and results of calculations can be displayed in the form of colorful charts and graphs or in tabular form. They allow the calculation and display quality of the water, simulated distribution and the concentration of chemicals added to water such as chlorine compounds like.

3

Drug-Resistant Bacteria in Soils Fertilized with Sewage Sludge

Stańczyk-Mazanek E., Kępa U., Stępniak L.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

125--142

PL

Oczyszczaniu ścieków zawsze towarzyszy wydzielanie osadów ściekowych. Jedną z metod utylizacji, wykorzystującą własności nawozowe osadów jest ich przyrodnicze m.in. rolnicze użytkowanie (jeśli tylko spełniają dopuszczalne normy). Wraz z wprowadzanymi osadami do gleb mogą się też przemieszczać metale ciężkie, mikroorganizmy patogenne, powodując skażenie podłoży i pogorszenie się warunków rozwojowych dla organizmów autochtonicznych. Szczególne niebezpieczeństwo związane jest z występowaniem w osadach ściekowych drobnoustrojów lekoopornych. Problematyka ta nie jest jeszcze szczegółowo zbadana. Celem badań autorek pracy było określenie zmian jakościowych i ilościowych drobnoustrojów lekoopornych w glebie piaszczystej nawożonej wybranymi osadami ściekowymi i obornikiem. Badania prowadzono w warunkach doświadczenia polowego. Zastosowano następujące dawki nawozów organicznych: 0, 10, 20, 30 i 40 Mg ha-1. Do zdegradowanej piaszczystej gleby wprowadzono osady po różnych procesach suszenia (naturalnie i solarnie). Badano wpływ metod suszenia osadów ściekowych na obecność mikroorganizmów lekoopornych w nawożonej nimi glebie. Porównywano również ilość bakterii lekoopornych po zastosowaniu osadów i obornika. Badania prowadzono przez jeden sezon wegetacyjny.

4

Biomasa wierzby energetycznej z gleb piaszczystych nawożonych osadami ściekowymi

Stańczyk-Mazanek E., Bień J., Kępa U.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 4

673--688

PL

Procesowi oczyszczania ścieków zawsze towarzyszy wydzielanie osadów ściekowych. Jedną z metod utylizacji, wykorzystującą własności nawozowe osadów, jest ich przyrodnicze (jeśli tylko spełniają dopuszczalne normy biologiczne i chemiczne) zastosowanie. Istniejące przepisy rygorystycznie wskazują obszary, na których osady nie mogą być wykorzystywane. Celowa i opłacalna wydaje się możliwość wykorzystania nawozowych walorów osadów ściekowych do nawożenia upraw roślin energetycznych, w tym różnych odmian wierzby wiciowej. Uprawy takie często prowadzi się na gruntach ubogich lub zdegradowanych i w takich warunkach wykorzystanie osadów ściekowych wydaje się uzasadnione. Celem badań autorów pracy było określenie ilości i jakości uzyskanej biomasy wierzby wiciowej (Salix viminalis) z gleby piaszczystej, nawożonej wybranymi osadami ściekowymi i obornikiem. Badania prowadzono w warunkach doświadczenia lizymetrycznego przez okres 3 lat. Zastosowano następujące dawki osadów ściekowych i obornika: 0, 10, 50, 100 i 200 Mg·ha–1. Analizowano ilość uzyskanej biomasy i zawartość skumulowanych w niej metali ciężkich.

EN

The process of sewage treatment is always accompanied by development of sewage sludge. One of the methods of sewage sludge disposal, which is based on its fertilization capacity, is its use in nature, e.g. in farming (if all the permissible biological and chemical standards are met). One of the problems that often occur during application of sewage sludge in soils is excessive content of heavy metals and sanitary contaminants. The ordinance that controls the use of sewage sludge in nature in Poland determines sanitary conditions and content of heavy metals in the sewage sludge for non-industrial use and in soils where this sludge cannot be used. Legal regulations show specific areas where sewage sludge cannot be used. Utilization of fertilizing capability of sewage sludge in cultivation of energy crops, including various species of Salix viminalis, seems to be purposive and profitable. These crops are often cultivated in low-productive and degraded soils and utilization of sewage sludge in such conditions appears to be justified. The aim of the study was to determine the amount and quality of biomass obtained from Salix viminalis cultivated in sandy soil fertilized with selected types of sewage sludge. The examinations were carried out under conditions of lysimetric experiment for the period of 3 years. The following doses of organic fertilizers were used: 0, 10, 50, 100 and 200 Mg·ha‒1. Sludge from different types of treatment was added to degraded sandy soil. The amount of biomass obtained and heavy metals content were analysed. Statistically significant differences in Salix viminalis yields were found between consecutive years of the experiment. The amount of biomass was declining in the 2nd and 3rd years. The best yielding of Salix viminalis was observed after fertilization with the doses (the majority of sewage sludge) of 10 and 50 Mg·ha‒1. The use of the doses of 100 Mg·ha‒1 caused a decline of biomass of Salix viminalis by ca 55% compared to the content of the plant from control objects. The dose of 200 Mg·ha‒1 caused usually by plant dying (most probable due to excessive salination of the soil). The least useful sludge for fertilizing of Salix viminalis was from Koluszki, Poland (without addition of polyelectrolyte and non-dewatered). This sludge, used with the doses of 50, 100 and 200 Mg·ha‒1 caused plant diseases followed by plant dying. The results of the evaluation of the content of chromium, zinc, lead, copper, cadmium, nickel and mercury in plants demonstrated that the use of sewage sludge with acceptable content of heavy metals for fertilization of sandy soils usually did not cause the contamination of the plants cultivated with these elements. The well-known phenomenon of bioacumulation of heavy metals in plants was intensifying for higher doses of the fertilizers. However, the increase in the content of heavy metals in plants (even after application of greater doses) did not cause an over-normative contamination of plants. The content of heavy metals (apart from zinc) in Salix viminalis biomass was similar to the contents found in the plants from non-contaminated soils.

5

Wpływ następczy osadów ściekowych stosowanych na glebach piaszczystych na właściwości kompleksu sorpcyjnego

Stańczyk-Mazanek E., Piątek M., Kępa U.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2437--2451

EN

Properties of soil sorption complex are thought to be one of the most important elements which affect its fertility and properties of plants. Extended sorption complex is the element which immobilizes and absorbs a variety of soil contaminants. Characteristics of sorption complex are affected by e.g. organic matter, humic relationships which occur during decomposition of organic matter, clay materials, pH, hydrolytic acidity. Soil reaction is regarded to be one of the most important indicators of soil fertility. Soil reaction largely determines its physical, chemical and biological properties. Foundation acidity affects the structure firmness and the related water and air conditions. One of the methods of disposal of sewage sludge, which is based on its fertilizing properties, is its use in nature, e.g. in farming (if all the permissible standards are met). However, the sludge used for soil fertilization might also contain heavy metals which cause soil contamination and are accumulated in plants. The effect of application of organic fertilizers on soil reaction and other properties of sorption complex are also essential. The authors of the present study aimed at analysis of the effect of use of sewage sludge and selected organic fertilizers on changes in sorption properties in the fertilized soils. Sewage sludge was (for comparison purposes) was introduced to sandy soil. One of organic additions was also composted pine bark. The experiment was carried out under conditions of pot experiment. The following doses of organic fertilizers were used: 0, 10, 50, 100 and 200 Mg/ha (maximal reclamation dose according to current recommendations at the time of experiment) which were calculated per pot with 10 kg of sandy soil. After 1, 2 and 3 years from fertilization, changes in active and hydrolytic acidity were analysed in the fertilized foundations. The contents of organic matter, total of alkali in sorption complex S, soil sorption capacity T in fertilized soils was also determined. In summary of the obtained results, one can conclude that the use of organic fertilizers, either manure or sewage sludge, considerably affects properties of sorption complex in fertilized soil. Organic fertilization improved soil properties. The total of exchangeable alkali and sorption complex capacity also increased. However, it was only manure used during the experiment that contributed to a reduction in the acidity of the fertilized soils in each case. It was found that the use of sewage sludge has significant effect on long-term phenomena of soil acidification. These mechanisms are confirmed by the obtained values of hydrolytic acidity.

6

Analiza zużycia wody i zmienność rozbiorów dla obszaru zasilania Kawie Góry na terenie miasta Częstochowy

Kępa U., Stępniak L., Stańczyk-Mazanek E.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2546--2562

EN

The correct estimation of water consumption is a very important task, from the theoretical and practical point of view. Distribution systems naturally fluctuate between periods of high and low water usage. Good knowledge of how water use is distributed during the time is critical to accurate water system works. It is particularly important in engineering activity during designing of water supply systems. In Poland from 90ties of the XX century, constant decreased in production and consumption of water is observed. The article has been written on the basis of technical literature renew and the data obtain from Water Supply and Sewerage Company for the Area of Czestochowa. The Company operates and controls the second longest water-pipe network in Poland. The paper presents data concerning water consumption in chosen area in Czestochowa. For the purpose of this study the operating data from the period of 2010–2011 were analyzed. In the area of Kawie Góry are single-family houses only, the buildings are connected to the sewer system, hot water is prepared locally. Number of customers supplied from the water network is 1,472 persons. The following parameters as: unitary water consumption [dm3/P d], day and hour coefficient peaking factor [Nd, Nh] were calculated. The water consumption in households was 103dm3/P d in 2010 year and 95dm3/P d in 2011 year. The day coefficient peaking factor was Nd = 1,94–3,5, the hour coefficient peaking factor was Nh = 1,85–2,69. It was shown, that calculated ratios for the area of Kawie Góry are different from the values in the existing literature. Similar differences have been presented by other authors too. It seems advisable to carry out extensive studies to verify these values. They can be used in design practice then and corresponds to the currently operating conditions.

7

Kinetyka utleniania cyjanków za pomocą ozonu

Kępa U

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 3

265--275

PL

Określenie kinetyki utleniania cyjanków za pomocą ozonu jest niezbędne dla skutecznego usuwania tego zanieczyszczenia w procesach uzdatniania wody. Badania prędkości utleniania cyjanków były prowadzone przez różnych naukowców, jednakże wyniki przez nich uzyskane nie były jednoznaczne. Wyznaczone rzędowości reakcji wahały się w zakresie wartości 0 do 2. Badacze nie byli również zgodni co do wpływu wartości odczynu na kinetykę procesu ozonowania. W niniejszej pracy określono kinetykę reakcji utlenienia cyjanków ozonem, wyznaczając rzędowości reakcji oraz obliczając wartość obserwowanej stałej szybkości reakcji. Opisano również wpływ wartości pH na przebieg procesu utlenienia, przyjmując pewne założenia upraszczające. Proces prowadzono w warunkach, jakie występują w trakcie uzdatniania wody w ciągu technologicznym stacji - przy stałym stężeniu ozonu w fazie wodnej. Stwierdzono, że dla badanych warunków proces utleniania przebiegał zgodnie z równaniem kinetyki pierwszego rzędu. Podobną rzędowość reakcji ustalono w badaniach Sondaka i Dodge’a oraz Balyanskiego. Wyznaczone równania funkcji f(t) = ln[CN] posłużyły do obliczenia obserwowanej stałej szybkości reakcji, której wartość zależna była od odczynu preparowanej wody. Wykazano, że dla pH = 9,0 kobs = 1,11•10−2, natomiast dla pH = 7,0 kobs = 1,39•10−3. Znaczne obniżenie wartości stałej kobs dla wody o niższym pH świadczy o tym, że na mechanizm utleniania cyjanków wpływała przede wszystkim forma, w jakiej występował ksenobiotyk. W miarę obniżania odczynu wody następował spadek stężenia jonów cyjankowych, natomiast wzrastała koncentracja cyjanowodoru. Z przeprowadzonych badań wynika, że główną rolę w utlenianiu cyjanków odgrywała reakcja ozonu z jonami cyjankowymi.

EN

Cyanides belong to substances which pose a serious health risk to people and other living organisms. Their appearance in water, even in low concentrations, has a very unfavourable effect on water environment. Ozonation is one of the methods which enables effective removal of cyanides from water. Ozone is one of the strongest oxidants. Due to the fact that it can be produced in large quantities and at competitive prices in comparison to chlorine and it decomposes to oxygen, ozone can be used to neutralize cyanides. In the process of oxidation no harmful by-products are produced, and the process shows high efficiency for high as well as low initial concentrations of cyanides. The determination of the kinetics of oxidation of cyanides to cyanates is necessary to achieve efficient ozonation of cyanides. This has been the subject of investigation of many authors. However, the data reported by different authors are not conclusive. The reported values of the reaction order range from 0 to 2 depending on the authors. Also, the researchers are not in agreement with one another as to the effect of the pH on the kinetics of the ozonation process. The main aim of this study was to determine the kinetics of the oxidation of cyanides using ozone. The scope of the study included the determination of the reaction order and calculation of the observed value of the reaction rate constant. The influence of pH on the oxidation process was also examined. The kinetics of the reaction was based on the rate of cyanides removal. For the determination of the kinetics of oxidation of cyanides with ozone some simplifying assumptions were made. The process was conducted under conditions typical for the water treatment in a technological cycle at a water treatment station with the constant concentration of ozone in the water phase. In the presented investigation the rates of removal of cyanides for the various initial concentrations were determined. The determination of the reaction order for cyanides ozonation was performed by using a graphic method. It was found that for the examined conditions of the process, oxidation followed the first-order equation. A similar order of reaction was determined in the research of Sondak and Dodge and Balyanski. The determined equations of the function f(t) = ln[CN] were used to calculate the observed value of the reaction rate constant, the value of which depended on the water pH. For pH = 9.0 kobs = 1.11•10-2whereas for pH = 7.0 kobs = 1.39•10-3. A significant de-crease in the value of the constant kobs proves that the mechanism of cyanate oxidation is influenced mostly by the form in which this contamination occurs. As the pH of water de-creases, a reduction of cyanide ions concentration takes place while the concentration of acidic forms of hydrogen cyanide increases. The conducted research shows that the reaction of ozone with cyanide ions plays the main part in cyanide oxidation.

8

PAX-XL w układach koagulacji wspomaganej ultradźwiękami

Stępniak L., Kępa U.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2006

|

T. 9, nr 4

435-443

PL

Przedstawiono wyniki badań, których celem była ocena wpływu ultradźwięków na skuteczność koagulacji chlorkiem poliglinu PAX-XL60 zanieczyszczeń koloidalnych zawartych w wodzie. Uzdatniana woda charakteryzowała się niską mętnością i podwyższoną barwą, a dodatkowym problemem technologicznym była jej bardzo mała zdolność buforowa (zasadowość 0,4 mval/dm³). W tej sytuacji zastosowano wysokozasadowy koagulant, który przy potwierdzonej wysokiej skuteczności korygował jednocześnie alkaliczność wody. Badania przeprowadzono również dla wody o mętności preparowanej roztworem kaolinu. Testy koagulacji obejmowały symulację: mieszania szybkiego, flokulacji oraz sedymentacji. Eksperymenty prowadzono wstępnie zhydrolizowanym koagulantem PAX-XL60. W badaniach zastosowano dawkę optymalną, dawkę zmniejszoną oraz dawkę zmniejszoną wspomaganą polem ultradźwiękowym. Do nadźwiękawiania wykorzystano generator UD-20 (22 kHz) o mocy 180 W. Dla zróżnicowania natężenia wytwarzanego pola ultradźwiękowego stosowane były skrajne wartości zakresowe amplitudy drgań, tj. A = 8 i 16 μm. Po koagulacji i sedymentacji w porównywanych układach technologicznych wykonywano oznaczenia mętności, barwy, zasadowości, pH. Korzystny efekt stosowania ultradźwięków określany był poprzez wzrost skuteczności koagulacji, odnoszący się do dwóch wskaźników jakości wody, tj.: mętności i barwy. W przedstawionych wynikach testów dla badanego koagulantu uzyskano potwierdzenie efektu wspomagania koagulacji ultradźwiękami. Wzrost skuteczności procesu w wodzie o niskiej mętności był wyższy dla amplitudy 16 μm - 23% (mętność) i 14% (barwa). W wodzie o wysokiej mętności wspomaganie koagulacji zanieczyszczeń zachodziło korzystniej przy niższej amplitudzie drgań 8 μm, odpowiednio - 23 i 11%. W tym drugim przypadku stosowanie ultra-dźwięków połączone było z lepszą sedymentacją kłaczków. Czas ich powstawania podczas flokulacji nie uległ jednak zmianie. W procesie prowadzonym z udziałem badanego koagulantu odnotowano niższy efekt wspomagania koagulacji ultradźwiękami niż we wcześniejszych eksperymentach przy zastosowaniu siarczanu glinu. Zwiększenie skuteczności koagulacji związane z zastosowaniem pola ultradźwiękowego umożliwia obniżenie wprowadzanej dawki koagulantu.

EN

This paper presents the results of the research, the aim of which was to evaluate the impact of ultrasounds on the efficiency of the coagulation by polyaluminium chloride PAX-XL60 of colloidal impurities in water. Treated water was characterized by low turbidity and raised colour, moreover, the additional technological problem was its very low buffer ability (alkalinity 0.4 mval/dm³). In this situation, a high-alkaline coagulant, which at the proved high efficiency, simultaneously corrected water alkalinity. The research was also conducted for water of high turbidity (prepared by kaolin solution). The coagulation tests covered the simulation of: quick mixing, flocculation and sedimentation. Experiments were conducted with the preliminarily hydrolized coagulant PAX-XL 60. In the research we used coagulant in the optimal dose, decreased dose and decreased dose aided by ultrasonic field. The generator UD-20 (22 kHz) of power 180 W was used to sonification. Two vibration amplitudes A = 8 and 16 μm were used for the differentiation of the intensity of the generated ultrasonic field. After coagulation and sedimentation, in the compared technological systems, the assay of turbidity, colour, alkalinity, pH was made. The positive effect of the use of ultrasounds was described as the growth of coagulation efficiency referring to the both water quality factors: turbidity and colour. For the examined coagulant, there was gained the prove of the ultrasounds coagulation aiding effect. The growth of the process efficiency in water of low turbidity was higher for amplitude 16 μm: 23% - turbidity and 14% - colour. In the water of high turbidity, the impurities coagulation aiding had better results at the lower amplitude of vibrations 8 μm - 23 and 11% respedively. In the second case, the use of ultrasounds was connected with the better flocs sedimentation. The time of their arising during flocculation did not change. In the process conducted with the examined coagulant, it was noticed that there is the lower effect of ultrasounds aiding than at the use of aluminium sulfate. The increase of the coagulation effectiveness, connected with the use of ultrasound field, enables to decrease the applied coagulant dose.

9

Ozonowanie w technologii uzdatniania wody. Cz. II

Kępa U., Bień J.

Przegląd Komunalny

|

2001

|

nr 6

61-62

PL

Ozon to obecnie najsilniejszy środek utleniający stosowany w uzdatnianiu wody pitnej. Może być wykorzystywany do degradacji większości zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie oraz do jej dezynfekcji. Zastosowanie ozonu pozwala na rozwiązanie wielu problemów powstających w trakcie uzdatniania wody, a efekty działania uzależnione są od miejsca zastosowania utleniacza i jego dawki. W technologii uzdatniania wody stosowany jest zazwyczaj do utleniania wstępnego lub/i zasadniczego.

10

Ozonowanie w technologii uzdatniania wody. Cz. 1

Kępa U., Bień J.

Przegląd Komunalny

|

2001

|

nr 5

74-75

PL

Na przestrzeni ostatnich lat obserwuje się stały wzrost zainteresowania ozonem. Można wymienić kilka przyczyn tego zjawiska: postępujące zanieczyszczenie wód powierzchniowych, szczególnie ściekami przemysłowymi, rozwój technik analitycznych, pozwalających na identyfikację nawet śladowych ilości zanieczyszczeń i jednoczesne zaostrzenie norm jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarcze. Wszystko to sprawia, że konwencjonalne metody uzdatniania wody przestają być wystarczające. Także nowa generacja ozonatorów wykorzystujących tlen do produkcji ozonu i związane z tym obniżenie kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych, powoduje, że ozon wykorzystywany jest coraz szerzej. W praktyce wodociągowej, ze względu na liczne zalety, ozon coraz częściej jest stosowany w miejsce chloru, zarówno do utleniania wstępnego, jak i zasadniczego.