Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Implementation of solidified carbon dioxide to anaerobic co-digestion of municipal sewage sludge and orange peel waste

Szaja Aleksandra, Bartkowska Izabela

Archives of Environmental Protection

|

2024

|

Vol. 50, no 1

72--79

PL

W przeprowadzonych badaniach zaproponowano zastosowanie niskotemperaturowej obróbki wstępnej z wykorzystaniem zestalonego ditlenku węgla (SCO2 ) w celu przezwyciężenia trudności związanych z dwuskładnikową fermentacją odpadów odpadów cytrusowych (OPW) i komunalnych osadów ściekowych (SS). Przeprowadzono dwa eksperymenty, w pierwszym zbadano wpływ zastosowania SCO2 na właściwości mieszaniny OPW i SS. W drugim przeprowadzono fermentację mezofilową w układzie porcjowym. Uzyskane wyniki wykazały, że zastosowanie SCO2 spowodowało wzrost zawartości rozpuszczonej materii organicznej wyrażonej jako sChZT i DOC oraz spadek zawartości limonenu. Uzyskany korzystny efekt w obecności SCO2 spowodował poprawę produkcji zarówno biogazu, jak i metanu. W tym przypadku uzyskano również korzystny wpływ na kinetykę produkcji metanu. Wydajność produkcji biogazu i metanu wyniosła odpowiednio 576±17,8 i 358±19,1 mL/ g smo. Z kolei, w reaktorze kontrolnym, w którym przeprowadzono fermentację osadów ściekowych wskaźniki te osiągnęły wartości odpowiednio 496±11,4 i 317±13,4 mL/ g smo. Dodatkowo, w przypadku zastosowania SCO2 uzyskano wyższy stopień przefermentowania oraz stabilny przebieg procesu. Z kolei, w przypadku fermentacji dwuskładnikowej OPW i SS nie poddanej wstępnej obróbce w porównaniu do próby kontrolnej odnotowano zmniejszoną produkcję metanu oraz negatywny wpływ na stabilność procesu. Zaproponowana niskotemperaturowa obróbka wstępna z wykorzystaniem zestalonego ditlenku węgla stanowi przełom w badaniach w zakresie zastosowania odpadów cytrusów w procesach beztlenowych, umożliwiając ich efektywne zagospodarowanie z produkcją energii.

2

New developments in methane fermentation and ammonia emission to obtain better environmental conditions for living in country side area

Barwicki Jan, Borek Kinga, Mazur Kamila, Kierończyk Marek

Polish Technical Review

|

2023

|

No. 1

12--17

EN

Research results indicate the growing ammonia concentration in the air and the necessity to undertake the work aimed at the change of the mentioned situation, using different solutions. University of Maryland (USA) undertook the study of global ammonia concentrations in the air over the most productive agricultural regions in the world. Acidification of animal slurry has proved to be an efficient solution to minimize NH3 emissions in-house, during storage, and after soil application, as well as to increase the fertilizer value of slurry, without negative impacts on other gaseous emissions. This solution has been used commonly in Denmark, and its efficiency with regard to the minimization of NH3 emissions has been documented in some studies. Slurry acidification technology gives many advantages from the point of view of soil fertilization and also the limiting of ammonia emission. Acidification reduced NH3 emission from the stored slurry to less than 10% of the emission from untreated slurry, and the NH3 emission from the slurry employed on the field was reduced by 67%. Of course it requires providing the safety procedures to avoid a direct contact of farm workers with harmful activity of the acid. Reducing the loss of nitrogen from agriculture has a key meaning for reduction of eutrophication of the Baltic Sea. Most of the airborne eutrophication to the Baltic Sea comes from the ammonia emissions, and in the BSR almost all ammonia emissions come from livestock manure. Annual deposition of ammonia nitrogen to the Baltic Sea has been increasing during the recent years and was greater in 2012 than in 1995. While emissions are decreasing slightly in some countries, HELCOM Baltic Sea Action Plan calls for a reduction of 118.000 tonnes of nitrogen annually to the Baltic Sea, and the Revised Gothenburg Protocol (2012) calls for ambitious reductions in ammonia emissions from all BSR countries. Slurry acidification also affects solid/liquid slurry separation efficiency positively; DM is higher, N lower and P higher in the solid fraction. A combined treatment should efficiently prevent gaseous emissions, increase fertilizer value of slurry and reduce transport and energy costs. The pH level of 5.5-6.4 is not very acidic, and no more acidic than rain water, which has a normal pH range from 4.5 to 8.5. Biogas experiments show the possibility of utilization of slurry with high dry matter content in biogas production.

PL

Wyniki badań wskazują na rosnące stężenie amoniaku w powietrzu i konieczność podjęcia pracy nad zmianą tej sytuacji przy zastosowaniu różnych rozwiązań. University of Maryland (USA) podjął się badania globalnych stężeń amoniaku w powietrzu nad najbardziej produktywnymi regionami rolniczymi na świecie. Zakwaszanie gnojowicy zwierzęcej okazało się skutecznym rozwiązaniem minimalizującym emisję NH3 w gospodarstwie, podczas przechowywania i po zastosowaniu doglebowym, a także zwiększającym wartość nawozową gnojowicy bez negatywnego wpływu na inne emisje gazowe. Rozwiązanie to jest powszechnie stosowane w Danii, a jego skuteczność w zakresie minimalizacji emisji NH3 została udokumentowana w niektórych badaniach. Technologia zakwaszania gnojowicy daje wiele korzyści z punktu widzenia nawożenia gleby, a także ograniczenia emisji amoniaku. Zakwaszenie ograniczyło emisję NH3 z magazynowanej gnojowicy do mniej niż 10% emisji z gnojowicy nieoczyszczonej, a emisja NH3 z gnojowicy stosowanej na polu została zmniejszona o 67%. Oczywiście wymaga to zapewnienia procedur bezpieczeństwa, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu pracowników rolnych ze szkodliwym działaniem kwasu. Ograniczenie strat azotu z rolnictwa ma kluczowe znaczenie dla ograniczenia eutrofizacji Morza Bałtyckiego. Większość eutrofizacji przenoszonej drogą powietrzną do Morza Bałtyckiego pochodzi z emisji amoniaku, a w BSR prawie wszystkie emisje amoniaku pochodzą z obornika zwierzęcego. Roczna depozycja azotu amonowego w Morzu Bałtyckim wzrastała w ostatnich latach i była większa w 2012 r. niż w 1995 r. Podczas gdy emisje w niektórych krajach nieznacznie spadają, Bałtycki Plan Działania HELCOM zakłada redukcję o 118 000 ton azotu rocznie do Morza Bałtyckiego oraz zrewidowany protokół z Göteborga (2012) wzywa do ambitnych redukcji emisji amoniaku ze wszystkich krajów BSR. Zakwaszenie gnojowicy wpływa również pozytywnie na skuteczność separacji gnojowicy ciało stałe/ciecz; DM jest wyższy, N niższy, a P wyższy we frakcji stałej. Połączona obróbka powinna skutecznie zapobiegać emisjom gazów, zwiększać wartość nawozową gnojowicy oraz obniżać koszty transportu i energii. Poziom pH 5,5-6,4 nie jest bardzo kwaśny i nie bardziej kwaśny niż woda deszczowa, która ma normalny zakres pH od 4,5 do 8,5. Doświadczenia biogazowe wskazują na możliwość wykorzystania gnojowicy o wysokiej zawartości suchej masy do produkcji biogazu.

3

The effect of silage additive on the kinetics of biogas production from lignocellulosic perennial crops

Kupryś-Caruk Marta, Lisowski Aleksander, Chomontowski Chrystian

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 56

58--66

EN

The aim of the study was to assess the effect of silage additive containing heterofermentative lactic acid bacteria (LAB) strain of Lactobacillus buchneri species on ensiling quality, as well as methane yield and the kinetics of biogas production from ensiled perennial energy grasses: Miscanthus × giganteus (miscanthus), Spartina pectinata (cordgrass), Panicum virgatum (switchgrass) and Andropogon gerardii (big bluestem). The listed plants are not commonly used for biogas production, their susceptibility to ensiling is also little known, hence the need to investigate their suitability for these processes. Effective methods for increasing the biogas yield from biomass are still demand, hence the research on the use of LAB for this purpose. After harvesting the grasses were cut and ensiled in barrels with and without (controls) the usage of commercial silage inoculant containing Lactobacillus buchneri LN40177. After 90 days of ensiling obtained silages were analysed in order to compare their chemical composition: organic acids content, the loss of dry matter, the differences in particular fibres composition. The silages were then subjected to methane fermentation using OxiTop® sensors and exposed to air in order to check their aerobic stability. The silages prepared with LAB additive had higher concentration of acetic acid than the control silages prepared without LAB addition, which contributed to increased aerobic stability but had no effect on the methane yield of miscanthus, switchgrass and big bluestem. Using the microbial inoculant during ensiling had beneficial effect in terms of reducing the duration of biogas production process from obtained silages: lag phase was shortened, daily biogas production rate was increased and 90% of biogas was produced in a shorter period of time compared to the control silages from investigated grasses. The modified Gompertz model well reflected the kinetics of biogas production process.

4

Assessment of technological simulation of an agricultural biogas installation using integration mechanisms

Wałowski Grzegorz

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 59

283--290

EN

The article presents technological and measurement systems and methods for substrate preparation, production and purification of raw biogas, biogas storage, cogeneration, and processing of post-fermentation mass. Based on the existing infrastructure for biogas production from pig slurry, a model system for integrating objects in the AVEVA environment using integration mechanisms was demonstrated. The simulation used an imaging method, and the 3D model was used for technological simulations. The work presents simulation results that allow us to understand the availability of graphic imaging techniques at each stage, define and expand the library of typical errors and requirements for pipeline installations, structures and devices, facilitating the identification of design errors and accelerated introduction of corrections to the installation design. The article features the use of integration of elements of a pilot biogas production installation in the AVEVA environment - innovative systems for heating the substrate and managing agricultural biogas production were implemented. A node for the production of raw biogas was indicated for the transport system of biogas produced in the fermentation tank, along with devices enabling the conduct, control and regulation of the fermentation process. The visualisation concerned integration of the biogas production technology diagram with the model environment for the created pipelines using integrator mechanisms.

5

Process Performance of Thermophilic Anaerobic Co-Digestion of Municipal Sewage Sludge and Orange Peel

Szaja Aleksandra, Golianek Paweł, Kamiński Marek

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 8

66--76

EN

In the present study, the process performance of anaerobic co-digestion of municipal sewage sludge and orange peel (OP) was evaluated. The experiment was conducted in batch mode under thermophilic conditions (55 °C). It involved adding 1.5 and 3.0 g of OP to reactors R2 and R3, respectively. In R1 (control reactor), the mono-digestion of sewage sludge was conducted. The obtained results indicated that the application of OP led to deterioration of process efficiency. Decreased methane and biogas productions were noticed at both doses of OP. The average values of methane production were 518.9, 416.8 and 458.6 mLCH4·g-1 VS in R1, R2 and R3, respectively. The declining tendency on the biogas and methane rates was also observed. The application of OP resulted in degradation of the stability parameters. The negative effect of OP application was related with the presence of inhibitors such as ammonia nitrogen, volatile fatty acids, limonene and phenol, importantly theirs increased contents were observed in R2 and R3. Moreover, the thermophilic conditions are not recommended for the anaerobic co-digestion of those substrates, because they might accelerate the inhibition phenomenon.

6

Anaerobic Digestion of Wheat Straw Pretreated with Soaking in Water and Alkali Medium

Zdeb Magdalena

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 9

246--254

EN

The influence of the alkaline pretreatment of wheat straw with use 0.05M solution of NaOH by 22 hours at 25 °C temperature on the effectiveness of anaerobic digestion under mesophilic condition was the subject of this study. The water soaked straw was used as a control. The results showed that alkaline pretreatment improved the solubility of the straw biomass, increasing dissolved COD and concentration of VFA in the feedstock of 10% and 21%, respectively, compared to the water soaked samples. Consequently, the cumulative biogas yield was enhanced by 21.5%, reaching 412.1 mL gVS-1 for the pretreated biomass. The digestates were similar in terms of TS and VS, but it significantly differed in terms of phenols concentration, the content of which was considerably higher both in the feedstock as also as in digestate containing alkaline pretreated straw. Initial concentration of phenols in the feedstock of 27 mg L-1 did not block the anaerobic digestion, although its inhibiting effect is forecasted. It was concluded that soaking the straw at low loading of NaOH (4% of raw mass (w/w)) under ambient conditions can efficiently improve its usability for biogas production.

7

Pozyskiwanie biogazu ze składowisk odpadów komunalnych

Nowicki Maciej

Forum Eksploatatora

|

2021

|

Nr 5 (116)

48-50

PL

W założeniach tereny przeznaczone na składowiska odpadów przeważnie usytuowane są poza granicami miast w miejscach stosunkowo słabo zaludnionych. Jednakże ze względu na gwałtowny rozwój urbanistyczny istniejące od lat składowiska, znacznie przybliżyły się do ich granic i stały się uciążliwym problemem okolicznych mieszkańców. Zmieniło się to radykalnie gdy ustawodawca zakazał składowania na składowiskach odpadów ulegających biodegradacji.

8

Badania potencjału produkcji biogazu z odpadów zielarskich

Wrzesińska-Jędrusiak Edyta, Klimek Kamila, Najda Agnieszka, Łaska-Zieja Barbara, Olesienkiewicz Artur

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 2

224--227

PL

Zbadano możliwość zgazowania pozostałości z produkcji zielarskiej w warunkach optymalnych dla bakterii mezofilnych. Badanym substratem były pozostałości po obróbce ziół (zdrewniałe łodygi), które oznaczono jako: Z1, Z2, Z3. Wykazano, że pomimo małej wilgotności i znacznego stopnia zdrewnienia odpady zielarskie poddają się fermentacji metanowej. Średnie wartości wydajności produkcji biogazu wyniosły w warunkach normalnych ok. 300 m3/t.

EN

Dry residues from the prodn. of herbal plants (Mentha spicata L., Mentha rotundifolia L. and Rosmarinus officinalis L.) were subjected to MeH fermentation at 37°C. The av. content of MeH in the obtained biogas was 66%, CO2 32%, O2 1% and H2S 500 ppm. The max. biogas productivity was about 300 m3/t.

9

Possibilities of Leachate Co-Treatment Originating from Biogas Production in the Deammonification Process

Majtacz Joanna, Grubba Dominika, Kowal Przemysław, Czerwionka Krzysztof

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

14--19

EN

In the methane fermentation process, sewage sludge is the single substrate or serves as a co-substrate with the addition of various waste products. After the treatment stable digestate is obtained, which consists of two phases solid and liquid. Liquid phase, called as a leachate, due to the high content of nutrients must be treated before they are discharged into the final receiver. Physical and chemical methods of leachate treatment are usually expensive and difficult to maintain. Application of biological methods seems to be promising in such applications, however number of papers focused on such issue is limited. The aim of the presented study was to determine the treatment possibility of leachate generated during co-fermentation of agricultural products (bovine slurry) and excessive activated sludge in the deammonification process. During the experiment dewatered digestate from the mesophilic co-fermentation of bovine slurry and excessive active sludge, were co-treated with synthetic wastewater in a 1:3 weight ratio in the sequencing bath reactor. In the final test period, the Superfloc C494VP polyelectrolyte (from Kemira) was dosed into the leachate in order to enhance solids removal. AUR, NPR and AA were calculated to evaluate the deammonification process. It turns out that it is possible to co-treat leachate from biogas plants in C/N ratio no more than 1. The test also noted that a better oxidation effect of NH4 N was noted by adding polyelectrolyte to leachate. On the other hand, this negatively affected the viscosity of the granules and their sticking.

10

Circular economy in wastewater treatment plant

Kalemba Katarzyna

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 4

93--97

EN

Wastewater treatment plants are becoming an important part of circular economy. In addition to the classic role of wastewater treatment plants, they are gaining a new important mission to fulfil. According to the Nutrients-Energy-Water (N-E-W) paradigm, wastewater treatment plants should also focus on energy production and resource recovery. Intensification of biogas production is an important element in improving the energy efficiency of wastewater treatment plants. This can be achieved by introducing sewage sludge co-digestion with organic substrate, thermal hydrolysis and disintegration of the sludge. Water renewal, which includes a number of processes to restore the water features of the wastewater, is also becoming an important objective. Intensive research is being carried out on the production of bioplastics by bacteria inhabiting municipal and industrial sewage. Technologies for recovery of nutrients (nitrogen and phosphorus) from sewage and sludge are also advanced. The paper presents current trends in the development of sewage treatment plants based on the assumptions of circular economy and current policy of the European Green Deal.

11

The effect of the excess sludge pretreatment on biogas productivity

Bernat Katarzyna, Zielińska Magdalena, Kulikowska Dorota, Cydzik-Kwiatkowska Agnieszka, Wojnowska-Baryła Irena, Waszczyłko-Miłkowska Beata, Piotrowicz Beata

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2019

|

nr 22(1)

75--86

EN

To intensify biogas production during anaerobic stabilization of organic matter in sludge, pretreatment is applied. The effect of pretreatment of excess activated sludge (AS) and excess aerobic granular sludge (GS) on biogas productivity (BP) and composition was investigated. The sludge was pretreated with homogenization (6,500 rpm for 0.5 min (H0.5) and 1 min (H1.0)) or ultrasound disintegration at 20 kHz (50% amplitude for 2 min (D50%_2.0) and 4 min (D50%_4.0), and 100% amplitude for 4 min (D100%_4.0)). BP of AS of GS without pretreatment was 603.3±5 dm3/kg TS (793.4±7 dm3/kg VS); that was 200.6±4 dm3/kg TS (480.8±6 dm3/kg VS). With disintegration, the BP of AS increased by 7.8% (650.4±10 dm3/kg TS) (D50%_2.0) and 16.1% (700.6±11 dm3/kg TS) (D100%_4.0), and that of GS increased by 7.0% (214.0±5 dm3/kg TS) (D50%_2.0) and 16.0% (232.8±5 dm3/kg TS) (D100%_4.0). With homogenization, BP increased by 2.0-3.0% (AS) and 1.6-3.2% (GS).

12

Thermal disintegration as a process supporting sewage sludge utilization

Remiszewska-Skwarek A., Szopińska M., Łuczkiewicz A., Kasinath A., Fudala-Książek S.

Eco-Energetics : technologies, environment, law and economy

|

2019

|

T. 2

93--96

EN

Highly effective methods of biological and chemical wastewater treatment applied in Poland resulted in an increased amount of generated sewage sludge, which pose serious problem related to its utilization. The purpose of this studies was to determine the impact of the thermal disintegration process (in low temperatures < 100°C) on the biodegradation of excess sludge, and then on the methane fermentation process. It was found that the method of thermal disintegration under the aforementioned conditions allows to achieve a very high degree of the excess sludge disintegration (> 70%) already at a temperature of 45°C. At the same time, the concentration of volatile fatty acids (VFAs) increases more than 55 times, which can significantly shorten the fermentation process.

13

Zastosowanie chemisorpcji transmembranowej w procesie intensyfikacji produkcji biogazu

Bojarska M., Bojarska Z., Leszczyńska J., Wasiak R.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 7

1163--1167

PL

Frakcja podsitowa odpadów komunalnych (< 80 mm) jest prawie nieograniczonym i łatwo dostępnym źródłem biomasy, niestety duża zawartość osłon ligninowych i hemicelulozowych ogranicza jej wykorzystanie w produkcji biogazu. W zastosowaniu przemysłowym nie istnieją tanie i skuteczne metody hydrolizy materiałów zawierających ligniny oraz hemicelulozę. Jedną z potencjalnych metod jest hydroliza amoniakalna, jednak hydrolizaty amoniakalne nie mogą być poddane bezpośrednio fermentacji metanowej ze względu na zbyt duże stężenie amoniaku, letalne dla bakterii metanowych. Zaproponowano chemisorpcję transmembranową jako łatwą i skuteczną metodę usuwania amoniaku w sposób ciągły. Uzyskane wyniki potwierdziły słuszność założenia, gdyż efektywność produkcji biogazu z hydrolizatów amoniakalnych, z których usunięto amoniak za pomocą chemisorpcji transmembranowej była ok. 5-krotnie wyższa niż dla hydrolizatów wodnych.

EN

A municipal biomass waste based on rye straw or cardboard was sep. subjected to hydrolysis (temp. 60°C, time up to 8 hrs), by using a 2% aq. NH3 or H2O. The NH3 hydrolyzates (previously purified from NH3 by using a polypropylene membrane and H2SO4) as well as aq. hydrolyzates were used to assess the efficiency of biogas production. The efficiency of CH4 prodn. from NH3 hydrolyzates was 5 times higher than from aq. hydrolyzates.

14

Influence of Ultrasonic Disintegration on Efficiency of Methane Fermentation of Sida hermaphrodita Silage

Dudek M., Rusanowska P., Zieliński M., Dębowski M.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 5

128--134

EN

The technologies related to the anaerobic decomposition of organic substrates are constantly evolving in terms of increasing the efficiency of biogas production. The use of disintegration methods of organic substrates, which would improve the efficiency of production of gaseous metabolites of anaerobic bacteria without the production of by-products that could interfere with the fermentation process, turns out to be an important strategy. The methane potential of commercially available biodegradable raw materials is huge and their effective use gives the prospect of obtaining an important renewable energy carrier in the form of biogas rich in methane. Ultrasonic disintegration may play a special role in the pre-treatment of substrates subjected to methane fermentation. The pre-treatment based on ultrasonic sonication has a positive effect on the availability of anaerobic compounds released from cellular structures for microorganisms. The research was aimed at determining the influence of ultrasonic sonification on the anaerobic distribution of the organic substrate used, which constituted the mallow silage along with cattle manure with hydration of 90%. The research was carried out using the UP400S Ultrasonic Processor. The disintegration process was applied in two technological variants. The efficiency of biogas and methane production was determined depending on the technological variant used and the time of disintegration. The influence of sonication time on the effectiveness of anaerobic transformation was demonstrated. The highest biogas yield and methane production potential was recorded at 120s. The prolongation of the action time of the ultrasonic field did not significantly increase the biogas production. The use of disintegration of liquid manure as the only medium for the propagation of ultrasonic waves was sufficient to increase the production of gaseous metabolites of anaerobic bacteria. Subjecting the substrate additionally containing mallow silage to the process to sonication did not significantly affect the efficiency of the fermentation process. The percentage of methane in the biogas produced was independent of the pre-treatment conditions of the substrate and was in the range of 66-69%.

15

Współfermentacja osadów ściekowych i produktu ubocznego rafinacji buraków cukrowych

Kalemba K., Barbusiński K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 12

453--456

PL

Celem badań było określenie wpływu współfermentacji osadów ściekowych i produktu ubocznego rafinacji buraków cukrowych (melasa) na efektywność produkcji biogazu. Badania były prowadzone w warunkach mezofilowych przez 28 dni. Do badanych próbek dodano kolejno 0,5%, 1%, 1,5%, 2% oraz 3% melasy. Uzyskane wyniki wskazują, że dodany substrat wpłyną) pozytywnie na ilość wyprodukowanego biogazu. Najwyższą sumaryczną produkcję biogazu (3,9 dm3) uzyskano w próbce z 0,5% udziałem melasy. W stosunku do próbki zawierającej same osady produkcja biogazu zwiększyła się o 21%. W tej samej próbce odnotowano również najwyższą zawartość metanu w biogazie (73%). Dla porównania w próbce kontrolnej zawartość metanu w biogazie wynosiła 70%. Dawki melasy powyżej 0,5% powodowały inhibicję procesu fermentacji. Minimalny stopień degradacji substancji organicznych został osiągnięty w próbce kontrolnej (38,53%) oraz w próbce z 0,5% udziałem melasy (39,71%). W przypadku pozostałych próbek wartości kształtowały się od 35,61% dla próbki z 3% zawartością melasy do 36,76% dla próbki z 1% zawartością melasy. Proces współfermentacji miał natomiast negatywny wpływ na właściwości odwadniające osadów. Przed procesem czas ssania kapilarnego wynosił od 31 do 55 sek., natomiast po procesie od 36 do 556 sek. (odpowiednio w próbkach od 0% do 3% zawartości melasy).

EN

The efficiency of simultaneous digestion of sewage sludge and by-product of refining sugar beets (molasses) was investigated. The study was conducted for 28 days under mesophilic conditions. 0,5%, 1%, 1,5%, 2% and 3% (m/m) of molasses was added to the mixture of sludge. The result of the study showed that addition of molasses had positive effect the biogas production. The biggest biogas yield was achieved in sample with 0,5% of molasses (3,9 dm3). In this sample biogas production increased by 34% in comparison with reference sample (without molasses). The biggest methane content (73%) was also observed in the sample with 0,5% of molasses. For comparison in reference sample was produced biogas with 70% content of methane. The dose over 0,5% of molasses caused inhibition of fermentation process. The minimal degree (38%) of degradation of organic matter was achieved in reference sample (38,53%) and in sample with 0,5% of molasses (39,71%) but in other samples was in the range of 35,61-36,76% (from 3% to 1%, respectively). Digestion process have adverse effect on dewatering properties of sludge. Before co-digestion capillary suction time was from 31 s to 55 s, and after process increased from 36 s to 556 s (from 0% to 3% of molasses, respectively).

16

The role of mineral phases in the biogas production technology

Geršl M., Kanduč T., Matýsek D., Šotnar M., Mareček J.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 1

51--59

EN

In the field of electric power industry, renewable energy sources, fertilisers, reclamation, and waste management, biomass is widely studied and used. Minerals are present in every step of biogas transformation, but their forms, occurrence, and composition have not been studied yet. However, there is no comprehensive study research that would address the presence of mineral phases in the process of biogas production. This aim of the study is determination of the amount and composition of the mineral phases present in fermentation residues resulting from different production technologies. Digestate mineral composition was analysed using 46 samples from agricultural biogas plants and university testing biogas reactor. The majority of samples contained the amorphous phase. Minority phases consisted of quartz, albite, orthoclase, muscovite, and amphibole. Opal-CT was found in eleven samples (1.26 to 12.1% wt.). The elements present in gas-liquid fluids or in liquids, gases and aerosols within the biogas technology system may create mineral phases, namely the amorphous phase or the crystalline phase under certain conditions. Opal-CT may enter the fermenter as part of plant tissues referred to as phytoliths, or as an unwanted admixture of different origin. It may also originate from the present amorphous SiO2.

17

The influence of trace elements on anaerobic digestion process

Myszograj S., Stadnik A., Płuciennik-Koropczuk E.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2018

|

Vol. 28, no. 4

105--115

EN

The article is the literature review on the importance of trace elements supplementation in the methane fermentation process. The production of biogas, including methane, as well as the efficiency of the process depend on the substrates to be fermented. Substances supplied with the substrate as well as products generated in the decomposition phases can inhibit the process. The factor limiting fermentation is the rate of enzymatic hydrolysis of substrates. Certain compounds, such as alkanes, alkenes, biphenol, aromatic hydrocarbons, alcohols and ketones, are not directly susceptible to hydrolysis. They undergo this process in the presence of extracellular enzymes. The instability of the methane fermentation process described in the literature may be related to the lack of trace elements or micronutrients. Trace elements (Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Zn, Se and Mo) are components of enzymes, some bacterial nucleic acids and essential for the synthesis of vitamins. The role of some trace elements, eg. Fe or Mo, has been well understood, while the importance of others still needs to be clarified. Literature data indicate that supplementing trace elements not only prevents process inhibition, but can also improve its performance by providing higher methane production.

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczący znaczenia pierwiastków śladowych w procesie fermentacji metanowej. Produkcja biogazu w tym metanu, jak również efektywność procesu zależą od substratów poddawanych fermentacji. Substancje dostarczane z substratem jak i produkty powstające w fazach rozkładu mogą hamować proces. Czynnikiem limitującym fermentację jest szybkość enzymatycznej hydrolizy substratów. Niektóre związki, takie jak alkany, alkeny, bifenol, węglowodory aromatyczne, alkohole i ketony, nie są bezpośrednio podatne na hydrolizę. Ulegają temu procesowi w obecności enzymów zewnątrzkomórkowych. Opisane w literaturze niestabilności przebiegu procesu fermentacji metanowej mogą być związane z brakiem mikroelementów lub pierwiastków śladowych. Pierwiastki śladowe (Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Zn, Se i Mo) są składnikami enzymów, niektórych bakteryjnych kwasów nukleinowych i niezbędne do syntezy witamin. Rola niektórych pierwiastków śladowych np. Fe czy Mo, została dobrze poznana, podczas gdy znaczenie innych nadal wymaga wyjaśnienia. Dane literaturowe donoszą, że uzupełnianie pierwiastków śladowych nie tylko zapobiega inhibicji procesu, ale może również poprawić jego wydajność zapewniając wyższą produkcję metanu.

18

Możliwość produkcji biogazu z osadów komunalnych na obszarach wiejskich

Izdebski W., Chibowski P., Izdebski M., Kassar F. H., Tanaś W., Szymanek M.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

1030--1033

19

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.

20

Biogas production from corn silage and apple pomace

Olech E., Sikora J., Kuboń M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2017

|

Vol. 62, nr 1

155--157

EN

The objective of the paper was to determine the amount and quality of the obtained biogas on the fermentation medium from the selected substrates of agri-food industry. The need to reduce the use of traditional energy and the growth of interest in RES is related to searching for alternative energy sources. To some extent they are to secure the national energy economy. Biogas installations are the only solution which may be used mainly due to possibilities related to resources. The use of various fermentation media will provide an opportunity to increase energy production and at the same time will give a chance to reduce waste from industry, which may be used as a medium for the process. Results of analysis for the set up fermentation medium (corn silage and apple pomace) prove that the highest generation of methane was 61% and the highest daily biogas yield from the chamber took place on the ninth day of the process.

PL

Celem pracy było określenie ilości oraz jakości biogazu uzyskanego na podłożu fermentacyjnym z wybranych substratów przemysłu rolno-spożywczego. Z konieczności ograniczenia wykorzystywania energii konwencjonalnej a zarazem wzrostem zainteresowanie OZE prowadzone są poszukiwania alternatywnych źródeł. Mają one w pewnym stopniu zabezpieczyć krajową gospodarkę energetyczną. Instalacje biogazowe są jednym z rozwiązań, jakie można wykorzystać przede wszystkim z uwagi na możliwości surowcowe. Wykorzystywanie różnorodnego podłoża fermentacyjnego da możliwość zwiększenia produkcji energii a zarazem da możliwość zredukowania odpadów z przemysłu, który może zostać wykorzystany jako substrat do procesu.