Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Poznań Air Pollution Analysis for 2015–2017

Smurzyńska A., Czekała W., Hektus P., Marks S., Mazurkiewicz J., Brzoski M., Chełkowski D., Kozłowski K.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 6

162--169

EN

Air pollution is the result of natural processes and intense urban development. The undesired emission of volatile substances causes environmental threats such as acid rains, aggravated greenhouse effect or the ozone depletion. Moreover, the pollution released into the air is harmful to the human respiratory system, eyes and skin. This paper presents the body of analyses conducted in Poznań between 2015–2017 on the changes in the local emission concentration of PM10 and PM2.5. The data concerning the emission of suspended particulates were provided by the meteorological station on Polanka St. in Poznań. The research included a correlation analysis. The results point to a steady decrease in the amount of produced particulates. It was also noted that the emissions of PM10 and PM2.5 change seasonally, with the highest levels in the autumn and winter. Furthermore, the amount of emitted suspended particulates is correlated with the temperature; hence, it is supposed that the main source of air pollution in Poznań involves low-efficiency heaters and boilers.

2

Agricultural Biogas Plants as a Chance for the Development of the Agri-Food Sector

Czekała W.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 2

179--183

EN

Agricultural biogas plants are an important source of energy, where the substrates from agricultural crops can be used. However, these plants need a daily input of biomass in the quantities up to several dozen tons. A few years ago, the most important substrate used for biogas production was maize silage. However, currently, there is a trend to limit the use of the afore-mentioned substrate. This is mainly due to the high cost of the substrate and the conflict over the rational use of valuable soils for biomass production for energy purposes. In the paper, the author undertook the attempts to discuss the possibility of limiting the use of raw vegetable materials for energy production, replacing them with agri-food production waste.

3

Spent mushroom substrate as a supplementary material for sewage sludge composting mixtures

Malińska K., Czekała W., Janczak D., Dach J., Mazurkiewicz J., Dróżdż D.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 1

29--38

EN

Spent mushroom substrate (SMS) is a byproduct from mushroom production. On average, it shows low content of organic matter but contains relatively high quantity of nitrogen (2.4%). SMS could be recycled as a soil amendment or could be an alternative for peat. Some studies indicate that SMS could be used as a supplementary material in composting of various biodegradable waste and municipal sewage sludge (SS). In composting, spent mushroom substrate could function as a bulking agent and provide structure in composting piles. The overall goal of this study was to determine whether SMS can be used as a supplementary material for preparation of composting mixtures of sewage sludge and could allow the achievement of the recommended values of moisture content (50÷60%), C/N ratio (25-35:1) and air-filled porosity (at least 75%) in the final composting mixtures. Due to high moisture content, low C/N ratio and lack of structure municipal sewage sludge cannot be composted alone. The addition of a supplementary material to municipal sewage sludge should provide adequate structure (for maintaining optimal air-filled porosity in a composting pile), moisture content and C/N ratio in the composting mixtures. The investigated SMS showed lower moisture content, organic matter, C/N ratio and mechanical strength in comparison to typical supplementary materials used in composting of sewage sludge (e.g. wheat straw or woodchips). The addition of SMS to SS (up to the ratio of SS:SMS 1:6) did not allow the achievement of the recommended values of moisture content, C/N ratio and air-filled porosity within a 2 m composting pile. Therefore, the investigated spent mushroom substrate cannot be considered a suitable bulking agent for preparation of municipal sewage sludge composting mixtures. However, SMS could be used for composting of other biodegradable waste which shows lower moisture content, higher C/N and better structure or for composting of sewage sludge together with lower quantities of other supplementary materials such as wheat straw.

PL

Zużyte podłoże popieczarkowe (ZPP) to odpad powstający po produkcji pieczarki. Charakteryzuje się niską zawartością materii organicznej, ale zawiera relatywnie znaczne ilości azotu (2,4%). Zużyte podłoże popieczarkowe może być wykorzystane w rolnictwie jako polepszacz do gleby lub alternatywa dla torfu. Doniesienia literaturowe wskazują, że zużyte podłoże popieczarkowe może być również wykorzystane jako materiał pomocniczy w kompostowaniu różnych odpadów biodegradowalnych czy też komunalnych osadów ściekowych (OŚ). W procesie kompostowania zużyte podłoże może pełnić funkcję materiału strukturotwórczego i zapewniać odpowiednią strukturę pryzm kompostowych. Głównym celem badań była ocena możliwości wykorzystania zużytego podłoża popieczarkowego jako materiału pomocniczego do przygotowania mieszanek kompostowych z osadów ściekowych tak, aby zapewnić w tych mieszankach wymaganą zawartość wody (50÷60%), odpowiedni stosunek C/N (25÷35:1) oraz zalecaną porowatość powietrzną w pryzmie (powyżej 75%). Z uwagi na wysoką zawartość wody, niski stosunek C/N i brak odpowiedniej struktury osady ściekowe nie mogą być samodzielnie poddawane kompostowaniu. Materiał pomocniczy dodany do osadów ściekowych powinien zapewnić odpowiednią strukturę (pozwalającą na utrzymanie optymalnej porowatości powietrznej w pryzmie), zawartość wody oraz stosunek C/N w otrzymanej mieszance kompostowej. Badane zużyte podłoże popieczarkowe charakteryzowało się niższą zawartością wody oraz materii organicznej, niższym stosunkiem C/N oraz niższą wytrzymałością mechaniczną w porównaniu do innych materiałów pomocniczych stosowanych w kompostowaniu komunalnych osadów ściekowych (takich jak słoma zbożowa czy ścinki drzewne). Dodatek zużytego podłoża popieczarkowego do osadów ściekowych (udział w mieszance OŚ:ZPP wynosił do 1:6) nie pozwolił na uzyskanie zalecanych wartości zawartości wody, stosunku C/N i porowatości powietrznej w pryzmie o wysokości 2 m. Z tego względu badane zużyte podłoże popieczarkowe okazało się nieprzydatne jako materiał strukturotwórczy wykorzystywany do przygotowania mieszanek kompostowych z osadów ściekowych. Jednakże zużyte podłoże popieczarkowe może być wykorzystane jako materiał pomocniczy w kompostowaniu innych odpadów biodegradowalnych, które charakteryzują się niższą zawartością wody, wyższym stosunkiem C/N i korzystniejszą strukturą, lub też w kompostowaniu osadów ściekowych wspólnie z innymi materiałami pomocniczymi (np. słomą) użytymi w mniejszej ilości.

4

Potencjał odpadów żywnościowych w produkcji energii

Czekała W.

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2018

|

nr 1

8--9

PL

Biogazownie rolnicze są instalacjami produkującymi energię w sposób stabilny i przyjazny środowisku. Ze względu na nieustabilizowane regulacje prawne ich rozwój w ostatnich latach nie był dynamiczny. Mimo tego warunki do budowy i eksploatacji w Polsce są dobre, co wynika w głównej mierze z rozwiniętego rolnictwa oraz coraz silniej rosnącego sektora przetwórstwa żywności, który wytwarza bardzo duże ilości odpadów biodegradowalnych. Aktualnie – poza właściwym wyborem technologii – coraz większą uwagę poświęca się doborowi substratów do produkcji energii.

5

Gospodarka pofermentem z biogazowni rolniczej w myśl GOZ-u

Czekała W.

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2018

|

nr 7/8

30--33

PL

Ze względu na właściwości fizyczne i chemiczne omawiana pozostałość może być wykorzystywana na wiele sposobów, w tym jako wartościowy nawóz, wpisując się w gospodarkę obiegu zamkniętego.

6

Kofermentacja osadów ściekowych sposobem na ich zagospodarowanie oraz produkcję energii

Czekała W., Smurzyńska A., Kozłowski K., Brzoski M., Chełkowski D., Gajewska K.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2017

|

R. 25, nr 1

5--14

PL

Osady ściekowe, jako produkt oczyszczania ścieków, wymagają właściwego zagospodarowania. Dotychczas powszechną metodą utylizacji osadów było składowanie. Jednak od 1 stycznia 2016 r. obowiązuje zakaz magazynowania, co w wielu wypadkach komplikuje możliwość ich bezpiecznego i racjonalnego wykorzystania. W związku z tym poszukuje się różnych rozwiązań i technologii umożliwiających bezpieczną ich utylizację. Jedną z nich jest rolnicze wykorzystanie. Zasobność osadów w składniki pokarmowe i materię organiczną sprawia, że stanowią one odpad o dużej wartości nawozowej. Jednak należy podkreślić, że obecność w osadach zanieczyszczeń mineralnych oraz biologicznych powoduje często ograniczenia w rolniczej utylizacji. W praktyce coraz częściej wykorzystuje się technologię opartą na procesie fermentacji metanowej, w której osady ściekowe pełnią rolę kosubstratu. Rozkład beztlenowy utylizowanego substratu wzbogaca mieszankę fermentacyjną w materię organiczną, ale również w mikroflorę bakteryjną niezbędną do prawidłowego przebiegu tego procesu. Ponadto wykorzystanie osadów ściekowych w biogazowniach umożliwia higienizację tego substratu, ze względu na temperaturę, w jakiej zachodzi fermentacja metanowa. Proces ten pozwala również na uzyskanie stabilnego i zasobnego w składniki pokarmowe pofermentu, który jest odpadem bezpieczniejszym w porównaniu z surowymi osadami ściekowymi oraz na uzysk energii elektrycznej i/lub cieplnej, co wpływa na dochodowość instalacji. Celem niniejszej pracy była analiza aktualnego stanu wiedzy na temat najważniejszych kierunków zagospodarowania osadów ściekowych oraz możliwości ich wykorzystania w procesie fermentacji metanowej.

EN

Waste water treatment in form of sewage sludge require proper disposal, such as storage which has been a common method so far. However, since January 1st, 2016 storage is legally forbidden, which in many cases complicates their safe and rational usage. For this reason, different technologies and solutions are being observed ensuring safe disposal. One of them is the agricultural use due to the abundance of waste in nutrients and organic matter. This makes sludge a valuable fertilizer which can be later used for agricultural purposes. However, the presence of mineral and biological pollutants often cause restrictions on agricultural utilization. More often for recycling sludge a methane fermentation technology is used, where sludge serves as a co-substrate. The recycled substrate in anaerobic fermentation is enriched by organic matter but also by microflora necessary for the proper process flow. Moreover, the use of sludge in a biogas plant allows for the substrate hygienisation, due to the temperature at which the methane fermentation takes place. This process results in achieving stable and nutritional digestate, which is safer in comparison to the raw sludge. This process will simultaneously yield electricity and/or heat, which affects the profitability of the system. However, the varied composition of sewage sludge and the presence of chemical and biological contaminants can contribute to the reduction of the plant efficiency planned. Therefore, the possibility of disposal of sewage sludge in biogas plants, requires periodic analysis. The aim of the study was to analyze current knowledge about sewage sludge management and their potential for methane fermentation.

7

Stan obecny przyłączeń instalacji OZE do systemu elektroenergetycznego

Bartnikowska S., Olszewska A., Czekała W.

Polityka Energetyczna

|

2017

|

T. 20, z. 2

117--128

PL

Popularyzacja i rozwój odnawialnych źródła energii są głównymi celami realizowanej obecnie europejskiej oraz polskiej polityki energetycznej. Wzrost liczby niskoemisyjnych instalacji, korzystających z alternatywnych nośników energii ma nie tylko zagwarantować zwiększenie poziomu dywersyfikacji źródeł energii, lecz również zapewnić wysoki poziom bezpieczeństwa energetycznego. Dzięki temu możliwe będzie również zwiększenie konkurencyjności na rynku energii oraz efektywności energetycznej, a dodatkowo – ograniczenie szkodliwego oddziaływania sektora energetyki na stan środowiska przyrodniczego. Coraz większy popyt na energię elektryczną, jak i wzrastająca świadomość ekologiczna społeczeństwa przyczyniają się do rozwoju instalacji wykorzystujących odnawialne źródła energii (OZE), w tym systemów fotowoltaicznych i siłowni wiatrowych. Jednakże przyłączanie alternatywnych jednostek wytwórczych do krajowego systemu elektroenergetycznego jest często procesem skomplikowanym, długotrwałym, narażonym na wiele utrudnień. Jedną z najczęściej spotykanych barier są niejasne zapisy prawne i administracyjne, które, także ze względu na swoją niestabilność, stawiają inwestorów z branży OZE w niepewnym położeniu. Brak odpowiednich instrumentów finansowych powoduje, że właściciele, zwłaszcza tych większych instalacji, muszą realizować swoje projekty wykorzystując własne nakłady pienięż- ne, co jest często czynnikiem zniechęcającym do inwestowania w tego rodzaju instalacje. Ponadto nienajlepszy stan techniczny majątku sieciowego oraz bariery urbanistyczne uniemożliwiają zapewnienie bezpieczeństwa przesyłu energii elektrycznej zwłaszcza na duże odległości od Głównego Punktu Zasilającego (GPZ). W niniejszym artykule przybliżono problemy, z jakimi zmagają się polscy inwestorzy, chcący przyłączyć instalację OZE do systemu elektroenergetycznego. Analizę przeprowadzono na podstawie przyłączeń instalacji fotowoltaicznych oraz elektrowni wiatrowych do sieci energetycznej.

EN

The popularization and development of renewable energy sources is one of the main ongoing goals of the European Union and Poland’s Energy policy. Increasing the number of installations operating on the basis alternative energy sources not only guarantees to broaden the diversification of energy sources but it also can guarantee a high level of energy security. As a result, it may be possible to increase the market competition and growth of energetic efficiency. Additionally, it will restrain the harmful effects of the energy sector on the environment. The growing demand for electricity and increasing environmental awareness contribute to the development of installations using renewable energy sources, such as photovoltaic systems and wind turbines. However, connecting the alternative generation units to the national electric power system is often a long-term, complex process, exposed to many difficulties. One of the most common barriers are vague legal provisions and the instability of the Polish law, which put investors in an uncertain position. The lack of appropriate financial instruments, results in forcing owners, especially those who own large installation, to accomplish their projects based totally on their own resources, without subsidies. This is one of the largest factors discouraging investing in such systems. The poor technical condition of the network and other difficulties of an urban nature purposes of impede ensuring the safety of energy transmission especially to a long distance from the GPZ source. The present article deals with the problems faced by Polish investors, who wish to connect their renewable energy source installation to the main power system. The research is based on the connection analysis of photovoltaic and wind power to the electricity grid.

8

The possibility of functioning micro-scale biogas plant in selected farm

Czekała W., Gawrych K., Smurzyńska A., Mazurkiewicz J., Pawlisiak A., Chełkowski D., Brzoski M.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 35

19--25

EN

Renewable energy sources (RES) become more and more popular. In Poland, biomass has the highest energy potential among all RES. Methane fermentation is one of possible ways to use it. The aim of the study was to perform energy and economic calculations for the biogas plant installation project in an existing farm situated in the Wielkopolska voivodeship. Because of the small area of the farm and the type of production, the calculations were carried out for micro-installation biogas plants. During the preparation of the project the production potential of the substrates was determined, allowing for further analyses. It was calculated that the electrical power of the designed biogas plant was 8.10 kW, with a total annual production of biogas at 29 471 m3. The obtained amount allows to generate in the cogeneration system 66 450 kWh of electricity and 71 190 kWh of heat energy. Some of the energy produced can be used on the farm and its surplus sold to the grid, which will allow for financial and environmental benefits.

PL

Odnawialne źródła energii stają się coraz to popularniejsze. W Polsce największym potencjałem energetycznym spośród wszystkich OZE charakteryzuje się biomasa. Jednym z możliwych sposobów jej wykorzystania jest proces fermentacji metanowej. Celem pracy było dokonanie obliczeń energetycznych i ekonomicznych dla projektu instalacji biogazowni w realnie istniejącym gospodarstwie rolnym położonym w województwie wielkopolskim. Z racji na niewielką powierzchnię gospodarstwa i typ produkcji w nim prowadzony wybrano biogazownie o charakterze mikroinstalacji. W trakcie przygotowywania projektu określono potencjał produkcyjny substratów co umożliwiło przeprowadzenie dalszych analiz. Dokonano obliczeń według których moc elektryczna zaprojektowanej biogazowni wynosi 8,10 kW, przy całkowitej rocznej produkcji biogazu na poziomie 29 471 m3. Uzyskana ilość pozwala na wytworzenie w układzie kogeneracyjnym 66 450 kWh energii elektrycznej oraz 71 190 kWh energii cieplnej. Część wyprodukowanej energii może zostać wykorzystana w gospodarstwie, a jej nadwyżka sprzedana do sieci, co pozwoli na uzyskanie korzyści finansowych i środowiskowych.

9

Concept of in-Oil Project Based on Bioconversion of by-Products From Food Processing Industry

Czekała W.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 5

180--185

EN

More than 30% of the world’s food production is wasted. Organic waste and residues are produced in a variety of sectors, including agriculture, food industry and forestry. Residues and waste are generated throughout the entire food production and use cycle: surplus food production, processing and distribution, and consumption. Some food that has not been consumed should be managed. Bioconversion using insects provides the opportunity to produce feed and energy using by-products of the agro-food industry. The aim of the work was to present the concept of “IN OIL: an innovative method for the bioconversion of by-products from food processing industry” under the project LIDER VII (co-financed by the National Centre for Research and Development). Project IN OIL is being implemented at the Poznań University of Life Sciences. IN-OIL’s main assumption is combining two ideas – waste into energy and waste into feed. The developed method will reduce the adverse impact of unused food on the environment by using ReFood products in insect feeding (Hermetia illucens). H. illucens (Black Soldier Fly) is a Diptera characterized by a very high index of growth, and rich source of fats and proteins. The main assumption of the project is based on the introduction of by-products from the food processing industry to feeding with larvae of H. illucens. Biomass of insect larvae will then be processed into products that will be used for feed and energy purposes.

10

Fermentacja metanowa gnojowicy z dodatkiem chemicznym i biologicznym

Smurzyńska A., Czekała W., Kozłowski K., Brzoski M., Chełkowski D., Woźniak E.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 6

81--88

PL

Problem z właściwym zagospodarowaniem gnojowicy obecny jest przede wszystkim podczas intensywnej produkcji zwierzęcej. Uprzemysłowione fermy zwierząt gospodarskich generują ogromne ilości odchodów w postaci gnojowicy w bezściółkowym systemie utrzymania zwierząt. Tradycyjne zagospodarowanie gnojowicy odbywa się poprzez wykorzystanie jej jako nawozu naturalnego. Alternatywne techniki wykorzystywane w celu zneutralizowania szkodliwego wpływu gnojowicy opierają się na stosowaniu dodatków chemicznych i biologicznych, a także poprzez wprowadzenie środowiska tlenowego przez napowietrzanie lub beztlenowego, prowadząc fermentację metanową. W przeprowadzonym doświadczeniu wykorzystano gnojowicę bydlęcą, która pochodziła z gospodarstwa Przybroda należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Celem badań było określenie wydajności biogazowej gnojowicy z zastosowaniem dodatku chemicznego i biologicznego dostępnego na polskim rynku. Dla wskazania skuteczności zastosowanego procesu fermentacji wykorzystano fermentację mezofilową oraz termofilową. Dodatkowo do badanej gnojowicy zastosowano dodatek biologiczny – Efektywne Mikroorganizmy oraz chemiczny – PRP. Przeprowadzone doświadczenie wykazało wyższą wydajność biogazową podczas zastosowania Efektywnych Mikroorganizmów.

EN

The problem of proper slurry management is primarily present in intensive livestock production. Industrialized livestock farms generate enormous quantities of manure droppings in a livestock-litter-free system. The traditional management of slurry is made by using it as a fertilizer. Alternative techniques used for neutralizing the detrimental effect of slurry are based on the use of chemical and biological additives, as well as by introducing aerobic environment through aerobic or anaerobic digestion, leading to methane fermentation. In the experiment, cattle manure was used, which came from the Przybroda farm belonging to the University of Life Sciences in Poznan. The aim of the study was to determine the biogas yield of slurry using the chemical and biological additive available on the Polish market. Mesophilic and thermophilic fermentation was used for the indication of the effectiveness of the employed fermentation process. The slurry was supplemented by a biological and chemical additive, i.e. Effective Microorganisms and – PRP, respectively. The experiment allowed to achieve a higher biogas yield during the use of Effective Microorganisms.

11

Biogazownie rolnicze - substraty wykorzystywane do produkcji energii

Czekała W.

Czysta Energia

|

2017

|

Nr 11-12

5--7

12

Typy i właściwości gnojowicy oraz możliwości jej zagospodarowania

Smurzyńska A., Czekała W., Kupryaniuk K., Cieślik M., Kwiatkowska A.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2016

|

R. 24, nr 4

117--127

PL

Rozwój intensywnej produkcji zwierzęcej przyczynił się do podwyższenia standardów technologicznych w rolnictwie. Rozpowszechniony w fermach przemysłowych bezściółkowy system utrzymania zwierząt odpowiada za powstawanie odchodów zwierzęcych w postaci gnojowicy. Powstające w dużej ilości odchody zwierzęce wymagają właściwego zagospodarowania w celu ochrony środowiska naturalnego. Gnojowica jest bowiem źródłem wielu zagrożeń, wśród których należy wymienić przedostawanie się w nadmiernych ilościach związków biogennych do gleb oraz wód powierzchniowych i gruntowych. Z badań wynika, że gnojowica może również zawierać metale ciężkie, które powodują zanieczyszczenie gleby i wód, ale również stanowią poważne niebezpieczeństwo dla zdrowia zwierząt i ludzi. Naturalne ekosystemy zagrożone są również emisjami gazów odorowych oraz cieplarnianych, które powstają podczas gospodarowania gnojowicą. Celem pracy jest zwrócenie uwagi na wiele właściwości gnojowicy pozwalających wykorzystać ją nie tylko jako nawóz, ale również w procesie kompostowania oraz fermentacji metanowej w biogazowniach. Poddanie gnojowicy tlenowemu procesowi jej utylizacji umożliwia uzyskanie bezpieczniejszego i stabilniejszego źródła nawozu w porównaniu z gnojowicą surową. Ze względu na obecność mikroflory bakteryjnej, duże uwodnienie czy właściwości buforujące gnojowica może być podstawą procesu produkcji biogazu.

EN

The development of intensive animal production has contributed to higher standards of technology in agriculture. Litter-free system of animal production has been widespread in industrials farms and it is responsible for the formation of animal waste in the form of slurry. Huge amount of animal excrements require a proper management in order to protect the environment. In a matter of fact slurry is the source of many threats, such as diffusing excessive amounts of nutrients to the soil and surface water and groundwater. Research shows that slurry may also contain heavy metals that cause soil and groundwater pollution. Another threat is a serious danger of animals and humans health. Natural ecosystems are threatened by the emission of gases and odorous which arise during slurry management. The aim of the study is to show the many properties that allow use manure, not only as a fertilizer, but also in the composting process and anaerobic digestion in biogas plants. The use of manure in aerobic decomposition allows for a stable source of fertilizer compared with raw slurry. Due to the presence of the bacteria, large hydration of slurry and buffer properties may be reason to use it for production of biogas.

13

Influence of maize straw content with sewage sludge on composting process

Czekała W., Dach J., Janczak D., Smurzyńska A., Kwiatkowska A., Kozłowski K.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 30

43--49

EN

After entrance to EU in 2004, the management of sewage sludge has become more and more important problem for the new members. In Poland, one of the most promising technologies is composting process of sewage sludge with carbonaceous materials. However, the high price of typically used cereal straw forces the specialists to look for new and cheap materials used as donor of carbon and substrates creating good, porous structure of composted heap. This work presents the results of sewage sludge composting mixed with sawdust and maize straw used to create structure favorable for air exchange. The results show dynamic thermophilic phase of composting process in all cases where maize straw was used.

PL

Po przystąpieniu Polski do Unii Europejskiej w 2004 r. gospodarka osadami ściekowymi stała się dla nowych państw istotnym problemem. W Polsce jedną z najbardziej obiecujących technologii jest kompostowanie osadów ściekowych wraz z substratami bogatymi w węgiel. Jednakże wysoka cena słomy zbożowej stwarza konieczność poszukiwania tanich materiałów bogatych w węgiel i poprawiających porowatość kompostowanej pryzmy. W pracy zaprezentowano wyniki badań nad kompostowaniem osadów ściekowych z dodatkiem trocin oraz słomy kukurydzianej, używanej jako substrat umożliwiający lepszy przepływ powietrza. Doświadczenie zostało przeprowadzone w bioreaktorach do modelowania procesu kompostowania będących na wyposażeniu Instytutu Inżynierii Biosystemów. Wyniki dowiodły, że wystąpiła dynamicznie faza termofilna w każdej z prób, w której używano słomy kukurydzianej.

14

Influence of maize silage storage conditions on biogas efficiency

Kozłowski K., Dach J., Czekała W., Lewicki A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 3

240--243

EN

The paper presents the issue of the influence of the conditions of maize silage storage on its energy value in the process of methane fermentation. For this purpose, the biogas and methane efficiencies of silage stored under anaerobic and aerobic conditions have been compared. On the basis of executed studies, it has been stated that the process of silage storage and its protection against the contact with air (oxygen) has a very large impact on its quality as a substrate for biogas plants. The silage stored in an oxygen atmosphere produced approx. 80 m3·Mg-1 of biogas less compared with silage stored under anaerobic conditions, and converting to an organic dry matter, its energy value expressed in produced methane decreases by approx. 70 m3·Mg-1.

PL

W pracy przedstawiono problem wpływu warunków przechowywania kiszonki z kukurydzy na jej wartość energetyczną w procesie fermentacji metanowej. W tym celu porównano wydajności biogazową i metanową kiszonki przechowywanej w warunkach beztlenowych oraz składowanej przy dostępie powietrza (w warunkach tlenowych). W wyniku realizacji badań stwierdzono, że sposób składowania kiszonki i jej ochrona przed kontaktem z powietrzem (tlenem) ma bardzo duży wpływ na jej jakość jako substratu do biogazowni. Kiszonka składowana w atmosferze tlenowej wyprodukowała bowiem ok. 80 m3·Mg-1 biogazu mniej w porównaniu do kiszonki składowanej beztlenowo, a w przeliczeniu na organiczną suchą masę jej wartość energetyczna wyrażona w produkowanym metanie spadła o ok. 70 m3·Mg-1.

15

Hydrogen and methane production from whey

Kozłowski K., Dach J., Lewicki A., Cieślik M., Czekała W., Janczak D., Smurzyńska A., Rodríguez Carmona P. C.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 2

44--49

EN

Decreasing amount of fossil fuels in the world encourages the searching of alternative energy sources. In this time of energetic crisis, the production of hydrogen is an interesting solution. Hydrogen does not produce any contaminating emission. The aim of this study was to build a project installation that produces gas biofuels and define the potential biohydrogen and biogas possible to produce from the waste of a dairy plant. The calculations assume a production of 400 m3 per day of whey permeate from the dairy plant. The methane fermentation process was carried out according to the modified German standard DIN 38 414/S8 in the eco-technology laboratory in the Poznan University of Life Sciences. The results revealed that, with the assumed quantity of available substrate, it is possible to generate 1 570 960 m3 of hydrogen per year and 4 749 469 m3 of biogas with a methane percentage of approx. 49%. Based on these results it could be possible to build a biogas plant of an estimated power of 0,99 MW of electricity and 1,12 MW of heat, as well as the hydrogen fuel cell power of 0,32 MW of electricity.

PL

Kończące się zasoby paliw kopalnych skutkują sytuacją, w której świat staje w obliczu konieczności poszukiwania nowych, alternatywnych źródeł energii. W czasach kryzysu energetycznego interesującym rozwiązaniem wydaje się być produkcja i wykorzystanie wodoru, który zarówno w wyniku spalenia, jak i wykorzystania w ogniwie paliwowym nie emituje zanieczyszczeń środowiska. Celem pracy było określenie możliwych do wyprodukowania ilości biowodoru oraz biogazu z mleczarskiego odpadu poprodukcyjnego. W obliczeniach uwzględniono umiejscowienie instalacji przy zakładzie mleczarskim produkującym dziennie 400 m3 permeatu serwatkowego. Wykorzystano ponadto wyniki badań przeprowadzonych w Pracowni Ekotechnologii w Poznaniu uzyskane na podstawie analiz wykonanych zgodnie z obowiązującą niemiecką normą DIN 38 414/S8. Na potrzeby obliczeń posłużono się także danymi zamieszczonymi w najnowszej literaturze przedmiotu. Na postawie uzyskanych wyników wykazano, że z zakładanej ilości dostępnego substratu możliwe będzie wytworzenie rocznie 1 570 960 m3 wodoru oraz 4 749 469 m3 biogazu o procentowej zawartości metanu ok. 49%. W oparciu o te dane obliczono realną moc biogazowni na poziomie 0,99 MW energii elektrycznej oraz 1,12 MW ciepła, a także moc ogniwa paliwowego wynoszącą 0,32 MW energii elektrycznej.

16

Emisje gazowe podczas gospodarki gnojowicą

Smurzyńska A., Dach J., Dworecki Z., Czekała W.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 1

109--125

PL

Rozwój intensywnej produkcji zwierzęcej przyczynia się do skażenia środowiska naturalnego. Jednym z czynników powodujących degradację gleb, wód i atmosfery są odchody zwierzęce. Bezściółkowy system generuje odchody w postaci gnojowicy, która nieracjonalnie zagospodarowana staje się źródłem emisji gazowych. Z budynków inwentarskich podczas magazynowania oraz nawożenia gruntów rolnych dochodzi do emisji zarówno gazów odorowych, jak i cieplarnianych. Emisja amoniaku i siarkowodoru jest uciążliwa dla lokalnej społeczności. Niekorzystnie wpływa również na dobrostan utrzymywanych zwierząt i osób pracujących w budynkach inwentarskich, co może prowadzić w skrajnych przypadkach do zatrucia. Z kolei emisja metanu i podtlenku azotu pogłębia efekt cieplarniany, odpowiadający za zmiany klimatu. Dodatkowo, podtlenek azotu powoduje uszkodzenie warstwy ozonowej.

EN

Pollution of the natural environment is caused by the animal production. The intensification of animal farming results from enrichment of society and population growth. Both processes are observed on the territories of both developed and developing countries. Farm animals’ breeding is inseparably connected with gas emissions, which are the cause of the natural environment pollution. These emissions originate when the animal fodder undergoes the process of digestion. Another source of gas emission are animal faeces, which are generated in form of slurry, during the intensive animal production process. Enormous amounts of slurry are produced in the intensive waste storage conditions. It is used as a natural fertilizer, but it requires rational management, which would help to reduce the amount of emitted gases. Livestock housings and slurry containers are the most responsible sources of gas emissions. The nuisance of animal productions is connected with the emission of odour gases. They cause the decrease in the efficiency of animal production. This is also the group of gases, which are very bothersome for the local community. Hydrogen sulphide and ammonia are two representatives of odour gases. These two gases cause upper respiratory tract problems and eyes’ irritation. The exposure to greater amounts of hydrogen sulphide and ammonia may even lead to death. Both also lead to corrosion. Ammonia is the cause of acid rain, and both water and soil eutrophication. Furthermore, in agriculture, cattle’s intestinal fermentation is responsible for the highest methane emission to the environment. The emission of methane occurs also during the management of faeces. Slurry produces the biggest amount of ammonia. On this account, it is required to use it as a substrate during the fermentation process in the biogas plants. Another greenhouse gas, emitted to the atmosphere in the process of farm animals’ breeding, is nitrous oxide. It is not a widely emitted gas, but it severely deepens the greenhouse effect. Additionally, nitrous oxide contributes to the damage of the ozone layer, thereby enabling the harmful UV light to reach the Earth. In case of the threat that gas emissions brings to the natural environment, certain actions contributing to gas reduction, should have been undertaken. Slurry is being processed during its storage. That helps to limit both the greenhouse and odour gases emissions to the natural environment.

17

Technologie redukujące emisje uciążliwych gazów powstających podczas chowu zwierząt gospodarskich

Smurzyńska A., Dach J., Czekała W.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 47

189--198

PL

Podczas produkcji zwierzęcej, która coraz bardziej się rozwija dochodzi do szkodliwych emisji gazowych. Emisje te dotyczą zarówno uciążliwych gazów odorowych jak i cieplarnianych. Powstające związki lotne przyczyniają się również do powstawania kwaśnych deszczów, eutrofizacji zbiorników wodnych i gleb, korozji w budynkach inwentarskich oraz uszkodzenia warstwy ozonowej. Wobec istniejącego problemu szuka się rozwiązań neutralizujących wpływ produkcji zwierzęcej na środowisko. Ponadto podejmuje się liczne działania na drodze żywieniowej oraz rozwiązań technologicznych. Techniki żywieniowe bazują na modyfikacji diety i wymagają stałego monitoringu utrzymywanych zwierząt. Z kolei rozwiązania technologiczne podejmują działania redukcji emisji gazów z budynków inwentarskich oraz podczas gospodarki odchodami zwierzęcymi. Proponowane sposoby utylizacji gnojowicy przynoszą zróżnicowane efekty jeśli chodzi o redukcję niebezpiecznych gazów. Wymagają one wdrożenia dodatkowych działań prowadzących między innymi do właściwego zagospodarowania odchodów zwierzęcych.

EN

During the animal production, which is increasingly expanding, it comes to harmful gas emissions. These emissions relate to both greenhouse and odorous gases emissions. The resulting volatile compounds also contribute to the formation of acid rain, eutrophication of water aquens and soils, corrosion in livestock buildings and damage of the ozone layer. Considering the existing problem, solutions neutralizing the impact of animal production on the environment, are being looked for. Moreover, numerous activities in the way of nutritional and technological solutions are undertaken. Nutritional techniques are based on diet modification and require continuous monitoring of livestock animals. On the other hand, technological solutions are taking action to reduce emissions of gases from livestock buildings and slurry management. The proposed ways of disposing slurry result in different effects in terms of reduction of dangerous gases. They require the implementation of additional actions leading, among other things, to the proper animal waste disposal.

18

Parametry środowiskowe oraz procesowe fermentacji metanowej prowadzonej w trybie ciągłym (CSTR)

Kozłowski K., Dach J., Lewicki A., Cieślik M., Czekała W., Janczak D.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 50

153--160

PL

Kluczowym wskaźnikiem procesu fermentacji metanowej, rzutującym na opłacalność funkcjonowania biogazowni, jest wydajna produkcja metanu w przeliczeniu na 1 m3 objętości czynnej reaktora. Zależy ona w dużej mierze od właściwego doboru parametrów środowiskowych oraz procesowych. W niniejszej pracy zebrano i przeanalizowano wpływ najważniejszych parametrów fermentacji metanowej prowadzonej w trybie ciągłym (CSTR), do których zalicza się temperaturę, pH, zawartość składników pokarmowych i stosunek C/N w podawanym podłożu, występowanie inhibitorów oraz obciążenie objętościowe reaktora fermentacyjnego, czas retencji i mieszanie reaktora fermentacyjnego. Nadal jednak wpływ wielu czynników pozostaje nieznany, stąd istnieje konieczność dalszych, kompleksowych badań.

EN

A key indicator of methane fermentation process which influences the cost-effectiveness of the biogas plant is efficient production of methane per 1 m3 of reactor. It depends on a proper selection of environmental and process parameters. This article present collected and analyzed effect of most important parameters of continuous methane fermentation (CSTR), which include temperature, pH, nutrient content and the C/N ratio in the feed medium, the presence of inhibitors, and the volume load of reactor, retention time and mixing of digestion reactor. Still, the impact of many factors remain unknown, hence there is a need for more comprehensive studies.

19

Ocena skuteczności diet redukcyjnych

Smurzyńska A., Czekała W., Działak B., Bartnikowska S., Kwiatkowska A.

Ekologia i Technika

|

2016

|

R. 24, nr 2

66--71

PL

W pracy omówiono zagadnienia związane z racjonalną gospodarką odchodów zwierzęcych podczas magazynowania oraz nawozowego wykorzystania naturalnych surowców zgodnie z obowiązującym w Polsce prawem. Działania związane z właściwym zarządzaniem nawozami naturalnymi mają na celu przede wszystkim ochronę przed niekontrolowanymi emisjami gazowymi oraz skażeniem gleb i wód. Podjęty temat jest istotny nie tylko z punktu widzenia produkcji zwierzęcej, ale także ochrony środowiska naturalnego. Celem pracy było przedstawienie i porównanie technicznych i technologicznych rozwiązań magazynowania nawozów naturalnych. W niniejszej pracy wskazano również alternatywne do magazynowania technologie zagospodarowania gnojowicy i obornika, które przyczyniają się do neutralizowania ich niekorzystnego wpływu na środowisko.

EN

The paper presents Issues related to the rational management of animal manure during storage and fertilization in accordance with law In Poland. Activities related to the proper management of natural fertilizers are primarily oriented to protect against uncontrolled gas emissions and contamination of soil and water. Discussed topic is important not only from the point of view of animal production but also for environmental protection. The aim of the study was to introduce and compare the technical and technological solutions for storage of natural fertilizers. Moreover the paper also showed alternative storage technologies for slurry and manure, which contributes to neutralization of their impact on the environment.

20

Dynamics of Gaseous Emissions During Composting of Sewage Sludge With Maize Straw as a Bulking Agent

Czekała W., Dach J., Malińska K., Przybył J., Myszura M.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 3

108--114

EN

In order to ensure proper composting of sewage sludge it is necessary to use bulking agents which will create favorable water and air conditions inside the pile and will be an additional source of carbon for the improvement of the C: N ratio of a composted mixture. However, the cereal straw widely used for composting of sewage sludge is very expensive and has a negative impact on the economic balance of the operations of a composting plant. Therefore, there is a need for novel, alternative materials that can be used as cheap and effective bulking agents for composting of sewage sludge. The aim of this study was to investigate the composting process of municipal sewage sludge and maize straw as a structural addition. The study was conducted in a specialized bioreactor for modeling aerobic or anaerobic decomposition process of organic materials. The bioreactor was equipped with 165-liter, thermally insulated chambers, controlled air flow and a system of gases and temperature analyzers. The studies have shown that composting of sewage sludge with the addition of maize straw leads to a very intense thermophilic phase resulting in strong emission of CO2. The usage of maize straw allowed to reduce the ammonia emissions and the amount of leachate. The obtained compost had favorable physicochemical and organoleptic properties, i.e. it showed neutral smell of the forest litter, good fragmentation and was not clammy.