Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prognozowanie i optymalizacja stężenia związków biogennych w osadzie czynnym z oczyszczalni ścieków przy wykorzystaniu wybranych modeli uczenia maszynowego

Wodołażski Artur

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 6

565--568

PL

Proces utleniania osadu czynnego jest szeroko stosowany do usuwania zanieczyszczeń w oczyszczalniach ścieków. Rosnąca ilość przetwarzanych odpadów i marnotrawionej żywności prowadzi do wzrostu stężenia azotu całkowitego i fosforu całkowitego, co ma wpływ na pogorszenie jakości przetwarzanych ścieków. Do optymalizacji procesowej użyto algorytmu genetycznego. Do celów predykcji stężenia związków biogennych w osadzie czynnym zastosowano dwa różne modele uczenia maszynowego: sztuczną sieć neuronową (ANN-MLP) i regresyjną metodę wektorów nośnych (SVR). Wyniki pokazały, że oba modele można skutecznie zastosować do prognozowania stężenia związków biogennych, jednak model z użyciem ANN wykazał większą dokładność na etapie treningowym i walidacji niż SVR. Przewidywanie i optymalizacja składu związków biogennych w procesie tlenowego oczyszczania ścieków ma istotny wpływ na jakość uzyskiwanych oczyszczonych ścieków.

EN

A genetic algorithm was used to optimize the process. The concn. of nutrients in the activated sludge was predicted using 2 different machine learning models, artificial neural network (ANN-MLP) and support vector regression (SVR). Both models can be used effectively to predict nutrient concns., but the ANN model showed higher training and validation accuracy than the SVR.

2

Optymalizacja energetyczna i technologiczna biologicznego oczyszczania ścieków

Klaczyński Eugeniusz

Forum Eksploatatora

|

2021

|

Nr 3 (114)

22-26

PL

Realizowany etapowo Krajowy Program Oczyszczania Ścieków, przyczynił się do wybudowania nowych i modernizacji wielu istniejących już oczyszczalni komunalnych. Usuwanie związków biogennych ze ścieków wymagało wprowadzenia zmian w konwencjonalnych oczyszczalniach ścieków i zastosowania bardziej efektywnych technologii. Oczyszczaniu ścieków towarzyszy powstawanie trzech głównych odpadów: skratki, piasku oraz osadów ściekowych, których stabilizacja i zagospodarowanie stanowią coraz większe obciążenie finansowe dla przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych. Drugim, a może jeszcze ważniejszym problemem są rosnące koszty zakupu energii elektrycznej.

3

Evaluation of the Effectiveness of a Wastewater Treatment Plant with MBBR Technology

Czarnota Joanna, Masłoń Adam

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

906--925

EN

The MBBR technology base on the idea of bringing together, within a single system, the best characteristics of the activated sludge and biofilm processes. With biomass immobilised on free-support media, the retention of solids in the biological reactor is enhanced. The advantages of this technology as compared with activated-sludge systems are: a higher effective sludge retention time (SRT) that favours nitrification, more limited production of sludge, more limited requirements as regards area, and resilience to toxic shock. The MMBR technology does not need recirculation of sludge, which is the case with activated-sludge systems, so process performance is independent of a secondary clarifier. Wastewater treatment based on the MBBR process in the same tank favours nitrification, since the issue of the retention time for solids becomes partly uncoupled from the hydraulic retention time. This is particularly important where a WWTP is operating at low temperatures, as under these conditions, the sludge age needed to support nitrification is relatively great, due to the low growth rates achieved by nitrifying bacteria. The aim of the paper is the evaluation of the effectiveness of a wastewater treatment plant in Nowa Wieś (Poland). The technological system of the Nowa Wieś WWTP consists of an sieve, grit chamber, two reactors with moving bed biofilm (MBBR reactors with the EvU-Perl carriers) and two secondary settling tanks. The study includes an analysis of the efficiency of operation of the Nowa Wieś WWTP in the 2016-2018 period. The assessment of the plant’s efficiency was based on values for pollution indicators in raw and treated sewage made available by the plant operator (i.e. in relation to BOD5, COD, TSS, TN and TP), as well as on the calculated efficiency of removal of particular pollutants. The average level of efficiency determined for the removal of organic compounds from sewage was 98.9±0.6% (BOD5) and 95.3±2.1% (COD), denoting that the average concentration of these compounds in outflow was of 4.3±2.1 and 43.3±16.7 mg O2∙dm-3 respectively. The average value for the efficiency of removal of total suspended solids was in turn 97.6±1.5%, with the average concentration on discharge equal to 8.3±4.3 mg∙dm-3. Unfortunately, in the analysed years, a dozen or so times (in about 36% of the results) the reduction of biogenic compounds proving achievable was below the level laid down by the permit, i.e. 80.0% for TN and 85.0% for TP. The average efficiencies of removal of nitrogen and phosphorus compounds from wastewater in the analysed period were in fact of 73.7±25.3% and 87.4±10.8% respectively. This denotes that the average concentration of biogenic compounds in treated wastewater was 25.4±24.4 mg TN∙dm dm-3 and 2.5±3.1 mg TP dm-3.

PL

Technologia złoża ruchomego (MBBR) opiera się na idei połączenia w ramach jednego systemu najlepszych cech osadu czynnego i błony biologicznej. W wyniku unieruchomienia mikroorganizmów na ruchomych nośnikach, retencja biomasy w reaktorze biologicznym jest zwiększona. Zaletami tej technologii w porównaniu do klasycznego osadu czynnego są: wyższy efektywny wiek osadu, który intensyfikuje proces nitryfikacji, mniejszy przyrost osadu nadmiernego oraz odporność układu na dopływ substancji toksycznych. Technologia MBBR nie wymaga recyrkulacji osadu czynnego, co ma miejsce w przypadku systemów osadu czynnego, więc wydajność procesu jest niezależna od osadnika wtórnego. Oczyszczanie ścieków w oparciu o proces MBBR sprzyja nitryfikacji, ponieważ kwestia czasu retencji biomasy zostaje częściowo niezależna od hydraulicznego czasu retencji. Jest to szczególnie ważne, gdy oczyszczalnia ścieków działa w niskich temperaturach, ponieważ w tych warunkach wiek osadu potrzebny do podtrzymania nitryfikacji jest stosunkowo duży, ze względu na niskie tempo wzrostu osiągane przez bakterie nitryfikacyjne. Celem pracy jest ocena efektywności oczyszczalni ścieków w Nowej Wsi (Polska). Układ technologiczny oczyszczalni w Nowej Wsi składa się z sita i piaskownika, dwóch reaktorów z osadem czynnym i złożem ruchomym w postaci kształtek EvU-Perl oraz dwóch osadników wtórnych. Opracowanie obejmuje analizę efektywności działania oczyszczalni ścieków w Nowej Wsi w latach 2016-2018. Ocenę efektywności przedmiotowej oczyszczalni dokonano w oparciu o wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i oczyszczonych udostępnionych przez eksploatatora oczyszczalni (BZT5, ChZT, zawiesina ogólna, azot ogólny, fosfor ogólny), a także obliczonej efektywności usuwania poszczególnych zanieczyszczeń. Średnia efektywność usunięcia ze ścieków związków organicznych wyniosła 98.9±0.6% (BZT5) oraz 95.3±2.1% (ChZT), efektem czego średnie stężenie tych związków w odpływie wynosiło odpowiednio 4.3±2.1 mg O2∙dm-3 oraz 43.3±16.7 mg O2∙dm-3 . Wartość średnia efektywności usuwania zawiesiny ogólnej była na poziomie 97.6±1.5%, przy średnim stężeniu równym 8.3±4.3 mg∙dm-3. Niestety w analizowanych latach kilkanaście razy (ok. 36% wyników) odnotowano niższy stopień redukcji związków biogennych, niż ten określony pozwoleniem wodno-prawnym tj. 80.0% dla Nog i 85.0% dla Pog. Wyznaczona średnia efektywność usunięcia związków azotu i fosforu ze ścieków w rozpatrywanym okresie wyniosła odpowiednio 73.7±25.3% oraz 87.4±10.8%. Średnia wartość stężenia związków biogennych w ściekach oczyszczonych była równa 25.4±24.4 mg N∙dm-3 oraz 2.5±3.1 mg P∙dm-3.

4

Analysis of Selected Physicochemical Parameters and Degradation Process Assessment in a Two-Stage Reservoir Jezioro Kowalskie Using Field and Remote Sensing Data

Jaskuła Joanna, Sojka Mariusz, Wicher-Dysarz Joanna

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

439--455

EN

The paper presents the results of changes of water quality parameters in a two-stage reservoir, observed in the period 2015-2016. The primary objective of the study was to analyse the spatial changes of the water quality parameters in the two-stage reservoir Jezioro Kowalskie. The second purpose was to assess the dynamics of the vegetation process on the basis of Sentinel-2 satellite data. The study adopts the following research hypotheses: 1) the pre-reservoir limits the inflow of the biogenic compounds to the main reservoir, 2) the vegetation process in the pre-dam reservoir is greater than in the main reservoir. The Jezioro Kowalskie reservoir has two-stage construction – the main and the pre-dam zone. The main role of the pre-dam reservoir is to store sediments and water pollutants. In this study, 13 water quality parameters were analyzed: electrical conductivity (EC), chlorides (Cl-), calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), iron (Fe3+), hardness (Hard), pH, total alkalinity (TAl), total acidity (TAc), ammonium nitrogen (N-NH4), nitrate nitrogen (N-NO3), nitrite nitrogen (N-NO2), phosphate (PO43-). The samples were collected from 4 points, including two points in the pre-reservoir and two points in the main part. In order to determine parts of the reservoir which are exposed to the degradation process, the spatio-temporal changes were analyzed on the basis of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) spectral index. The analyses showed that the NDVI values in the period 2015-2018 in the pre-dam reservoir were higher than those recorded in the main reservoir. In the main reservoir, NDVI values were lower and characterized by similar variability. The study confirms the research hypothesis: the pre-reservoir protects the main part, limiting inflow of biogenic compounds which have an impact on the degradation process (overgrowth, eutrophication). The obtained results confirm that Sentinel-2 satellite imagery allows analysis of the vegetation process in retention reservoirs in terms of time and space.

PL

W pracy przedstawiono zmiany wartości parametrów jakości wody w dwustopniowym zbiorniku retencyjnym w latach 2015-2016. Podstawowym celem pracy była analiza przestrzennych zmian jakości wody zachodzących w zbiorniku Jezioro Kowalskie. Drugim celem była ocena dynamiki degradacji zbiornika (zarastania, eutrofizacji) na podstawie danych satelitarnych Sentinel-2. W pracy przedstawiono hipotezy badawcze: 1) zbiornik wstępny ogranicza dopływ zanieczyszczeń do głównej części, skupiając związki biogenne we wstępnej części, 2) procesy degradacji (zakwitów, eutrofizacji) występują w zbiorniku wstępnym. Zbiornik Jezioro Kowalskie ma dwustopniową konstrukcję, wydzielono w nim część główną oraz wstępną. Do podstawowych zadań zbiornika wstępnego należy ograniczenie dopływu związków biogennych oraz sedymentacji do części głównej. Przeanalizowano wartości 13 parametrów jakości wody: przewodność elektr. (EC), chlorki (Cl-), wapń (Ca2+), magnez (Mg2+), żelazo (Fe3+), twardość og. (Hard), pH, zasadowość og. (TAl), kwasowość og. (TAc), azot amonowy (N-NH4), azot azotanowy (N-NO3), azot azotynowy (N-NO2), fosforany (PO43-). Próbki pobierane były łącznie z 4 punktów pomiarowo-kontrolnych, dwa z nich zlokalizowane były w części wstępnej oraz dwa w zbiorniku głównym. Woda dopływająca do zbiornika retencyjnego charakteryzowała się wysokimi stężeniami związków biogennych. W celu dokładnego określenia części zbiornika narażonych na proces degradacji, do analizy zachodzących zmian wykorzystano indeks NDVI obliczony na podstawie zdjęć satelitarnych Sentinel-2. Przeprowadzone analizy wykazały, że wartości wskaźnika NDVI w miesiącach wegetacyjnych 2015-2018 były wyższe w zbiorniku wstępnym. Część główna zbiornika charakteryzowała się niższymi wartościami i większą stabilnością wskaźnika NDVI. Na podstawie uzyskanych wyników, potwierdzono, że część wstępna pełni funkcję ochronną zbiornika głównego, m.in. ogranicza dopływ związków biogennych, powodujących procesy degradacji (zarastania, eutrofizacji). Uzyskane wyniki potwierdzają możliwość zastosowania danych satelitarnych Sentinel-2 do analizy procesu wegetacji w zbiornikach retencyjnych w ujęciu czasowym i przestrzennym.

5

Ocena jakości odcieków pofermentacyjnych z biogazowni komunalnych i rolniczych w aspekcie możliwości odzysku związków biogennych

Tuszyńska Agnieszka, Grubba Dominika, Majtacz Joanna, Czerwionka Krzysztof

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 7

1108--1112

PL

Z odcieków pofermentacyjnych pochodzących z trzech różnych grup odpadów (rolniczych, spożywczych, zwierzęcych) wytrącano struwit. Aby uzyskać maksymalną skuteczność wytrącania fosforu i azotu, odcieki pofermentacyjne wzbogacano dodatkiem związków magnezu (MgCl2, MgSO4, MgO). Wysoką skuteczność wytrącania struwitu uzyskano w temp. 21°C, przy pH 9, intensywności mieszania 240 rpm, proporcjach molowych Mg:P = 1,2:1 oraz Mg:Ca < 1 i czasie reakcji 120 min. Stwierdzono wysoką efektywność usuwania jonów fosforanowych z odcieków pofermentacyjnych (71–98%) a jonów NH4 + w ilości 14–20%.

EN

The post-fermentation effluents contained 0.06–0.54 g/L and 0.92–2.11 g/L of PO4 3-and NH4 + ions, resp. The highest concns. of those ions were found in the effluents from the fermentation of animal waste and the lowest from the fermentation of agricultural waste. High efficiency of struvite pptn. was obtained at 21°C, pH 9, stirring intensity 240 rpm for 120 min and molar ratios of Mg:P = 1.2:1 and Mg:Ca < 1. Regardless of the type of external Mg source used (MgO, MgCl2 and MgSO4), high recovery of PO4 3- ions (71.0–98.0%), and NH4 + ions (14.0–24.0%) were found.

6

Ocena stanu troficznego wód zbiornika Siemiatycze w aspekcie ochrony walorów użytkowych

Szatyłowicz E., Siemieniuk A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 5

57--62

PL

W pracy podjęto próbę oceny stanu troficznego wód zbiornika Siemiatycze, położonego na Podlasiu w powiecie siemiatycki, w obrębie miasta Siemiatycze. Prowadzono badania systematycznie raz w miesiącu w 2014 roku w 7 punktach pomiarowo-kontrolnych. Wybór i rozmieszczenie punktów badawczych w przekroju podłużnym zbiornika wynikał z konieczności określenia zachodzących w nim zmian badanych wskaźników. W badaniach wykorzystano dostępne w literaturze indeksy troficzne (TSI – Trophic State Index) opierające się na dokonanych pomiarach stężeń chlorofilu „a”, fosforu ogólnego i azotu ogólnego. Uzyskane wyniki badań jednoznacznie wskazują, że na stan troficzny zbiornika Siemiatycze największy wpływ miało stężenie fosforu ogólnego. W związku z tym wskaźnik TSI (TP), klasyfikuje wody zbiornika do hipertroficznych. Wszystkie wartości wskaźników TSI obliczone na podstawie azotu ogólnego, fosforu ogólnego i chlorofilu „a” wskazały na podwyższoną żyzność wód badanego zbiornika. W celu ochrony walorów użytkowych akwenu należy ograniczyć punktowe źródła zanieczyszczeń biogenami z oczyszczalni i obiektów turystycznych i wdrożyć inne działania ochronne wokół zbiornika.

EN

The aim of this study was to assess a trophic state of water in Siemiatycze dam reservoir. This object is located in Podlaskie voivodship in the municipality Siemiatycze. Studies were carried out systematically once pursued in seven measurement-control points in 2014 year. The selection and placement of points in a longitudinal section of the reservoir was based on the need to capture the changes occurring in the studied indicators. In the researches there were used available in literature Trophic State Index, based on made measurement of the concentration of chlorophyll “a”, total phosphorus and total nitrogen. Research results clearly show that concentration of total phosphorus and TSI (TP) index had greatest impact on a trophic state of water in Siemiatycze reservoir, which allowed to classify water to hypertrophy. The values of all calculated Indexes point to the fertility of the water in the studied reservoir. Any actions in order to protection should be taken, first of all by the reducing the impact of point sources’ pollution from wastewater treatment plants and tourist objects.

7

Rozkład stężenia zanieczyszczeń azotu ogólnego i fosforu ogólnego w profilu poprzecznym rzeki Słupi

Wilk P., Orlińska-Woźniak P., Grabarczyk A., Gębala J.

Gospodarka Wodna

|

2018

|

Nr 3

87--93

PL

Jednym z problemów analiz ilości związków biogennych w wodach powierzchniowych w Polsce jest niewielka ilość danych monitoringowych pochodzących głównie z Państwowego Monitoringu Środowiska, w którym częstotliwość wykonywania badań jest ciągle zbyt mała, aby można było uchwycić zmienność stężenia tych pierwiastków na przestrzeni czasu, a tym samym określić reprezentatywną ilość azotu ogólnego i fosforu ogólnego w wybranym profilu. W artykule przedstawiono wyniki eksperymentu, jaki przeprowadzono w 2014 r. w jednym z profili poprzecznych rzeki Słupi - pobierano na nim próby wody w stałych odstępach czasu przez trzy doby, a następnie oznaczono w nich stężenia azotu ogólnego i fosforu ogólnego. Eksperyment ten miał na celu analizę czasową i przestrzenną rozkładu stężeń biogenów w profilu poprzecznym rzeki i tym samym odpowiedź na pytanie czy dotychczasowe dane dotyczące stężenia biogenów mogą być użyteczne do kalibracji środowiskowych modeli matematycznych i jaki ewentualny błąd wyników modelowania wynikający z rozrzutu wyników należy założyć.

EN

One of the problems encountered during analyses of biogenic compounds in surface waters in Poland is scarce amount of monitoring data, originating mainly from the State Environmental Monitoring, where the frequency of research is still too Iow in order to grasp the variability of concentration of those elements in time and thus determine the representative quantity of total nitrogen and phosphorus in a selected profile. The artide presents the results of an experiment carried out in 2014 in one of the Słupia River transversal profiles- it consisted in collecting samples of water in fixed time intervals for three days and then determine the concentration of total nitrogen and total phosphorus. The goal of the experiment was to analyse the time and spatial distribution of biogenes in the river transversal profile and thus answer the question whether the hitherto data on concentration of biogenes may be useful in calibration of environmental mathematical models and what possible error in the modelling results, resulting from the results spread, should be assumed.

8

Kondycjonowania falami ultradźwiękowymi, a stężenie wybranych wskaźników w odcieku z odwadniania osadów ściekowych

Skarżyński S., Bartkowska I.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 6

219--222

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań wybranych wskaźników zanieczyszczeń odcieku z odwadniania osadów ściekowych poddanych procesowi kondycjonowania falami ultradźwiękowymi. Wskaźnikami, na które zwrócono szczególną uwagę są związki biogenne (azot Kjeldahla i fosfor ogólny) oraz ogólny węgiel organiczny i zawiesina ogólna.

EN

This article presents the results of research on selected indicators of effluent from sewage sludge dewatering after applying on them the conditioning process using ultrasonic waves. The discussed indicators are biogenic compounds (Kjeldahl nitrogen and total phosphorus) and total organic carbon and total suspended solids.

9

Skuteczność usuwania związków biogennych w filtrach piaskowych z poziomym przepływem ścieków

Jóźwiakowski K.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2017

|

T. 17, z. 4

37--48

PL

W pracy zaprezentowano wyniki efektywności usuwania związków biogennych w filtrach piaskowych. Badania prowadzono w modelowej oczyszczalni ścieków składającej się z osadnika wstępnego i dwóch filtrów piaskowych z poziomym przepływem. Efekty usuwania azotu amonowego, azotu ogólnego i fosforu ogólnego określono w warunkach obciążenia hydraulicznego ściekami: Q1= 1,44; Q2= 1,08; Q3 = 0,72 dm3∙d-1 w złożu tlenowym – odkrytym (I) i beztlenowym – przykrytym (II). Największą efektywność usuwania azotu amonowego (37%) i azotu ogólnego (39%) odnotowano w warunkach przepływu Q2, natomiast w przypadku fosforu ogólnego największą efektywność stwierdzono w warunkach przepływu Q3 (69%). Większą skuteczność usuwania azotu ogólnego, azotu amonowego oraz fosforu ogólnego uzyskiwano w I złożu tlenowym, natomiast mniejszą w II złożu beztlenowym. Wykazano, że filtry piaskowe z poziomym przepływem ścieków nie zapewniają skutecznego usuwania związków biogennych i nie powinny być stosowane do oczyszczania ścieków, gdyż stanowią zagrożenie zanieczyszczeniem wód podziemnych i powierzchniowych. Podstawową przyczyną małej skuteczności usuwania związków amoniaku w tego typu systemach jest niedostateczna zawartość tlenu w oczyszczanych ściekach, co skutkuje nieprawidłowościami w przebiegu procesu nitryfikacji.

EN

The paper presents the results of the efficiency of biogenic compounds removal in a sand filters. The investigations were carried out on a model wastewater treatment plant consisting of a preliminary sedimentation tank and two sand filters with a horizontal flow of wastewater. The efficiency of ammonia nitrogen, total nitrogen and total phosphorus removal was analyzed for wastewater hydraulic loads: Q1= 1.44; Q2 = 1.08; Q3= 0.72 dm3∙d-1 on the aerobic (I) and anaerobic (II) bed. The best efficiency of ammonium nitrogen (37%) and total nitrogen (39%) removal was obtained with the Q2 hydraulic load, whereas for phosphorus (69%) was it by the Q3 hydraulic load. I has been observed that the best effects of total nitrogen, ammonium nitrogen and total phosphorus removal were achieved usually in the aerobic bed I but it was worse in the anaerobic bed II. It has been shown that sand filters with a horizontal flow provide a small efficiency of biogenic substances and thus should not be used for sewage treatment since they may pollute groundwater or surface water. The main reason of a small efficiency of ammonium removal in such systems is the lack of oxygen in the treated sewage and that is why the processes of biological removal of nitrogen compounds do not proceed appropriately.

10

Krystalizacja struwitu i hydroksyapatytu w procesie usuwania związków biogennych na złożu filtracyjnym

Wąsik E., Bugajski P., Chmielowski K., Nowak A., Mazur R.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 8

1739--1743

PL

Przeprowadzono badania, mające na celu określenie, jakie zjawiska wpływają na usuwanie azotu amonowego i fosforanów podczas filtracji ścieków przez złoże w warunkach zmiennego hydraulicznego czasu zatrzymania HRT. Stwierdzono, że podstawą usuwania tych związków w złożu z naturalnym wypełnieniem (wyprażoną opoką) nie była biofiltracja, lecz procesy chemiczne. Zaobserwowano tworzenie się kryształów struwitu oraz hydroksyapatytu zarówno na powierzchni, jak i wewnątrz filtru, co było przyczyną bardzo wysokiej efektywności usuwania jonów N-NH4+ oraz PO43- i bakterii grupy coli. Badania mikroskopowe próbek osadu powstałego na powierzchni złoża, czyli w miejscu, gdzie dopływały ścieki, oraz wewnątrz filtru potwierdziły powstawanie kryształów fosforanu amonowo-magnezowego oraz apatytu.

EN

The N-NH4+ and PO43- ions and coli bacteria-contg. preliminary purified sewage was filtered through CaO beds (for up to 192 h) and studied for formation of struvite and hydroxyapatite crystals to det. the removal degree of the contaminations. The N-NH4+ ions were removed in 96.8%, the PO43-ions in 99.8% and coli bacteria in 100%.

11

Analiza porównawcza stanów fizyczno-chemicznego i troficznego wód Jeziora Czanieckiego i Jeziora Goczałkowickiego w latach 2011–2015

Neverova-Dziopak E., Droździk A.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

11--16

EN

Analysis of changes in physico-chemical quality and trophic status of waters from the intakes of two dam reservoirs in Southern Poland, i.e. Czaniec and Goczalkowice, was performed for the period of 2011–2015. The Index of Trophic State (ITS) was used to assess trophic state of both reservoirs as well as to determine dynamics of its changes for the analyzed period. Since the main function of both reservoirs is drinking water storage for the Silesian agglomeration with about 3.5 mln population, special attention was paid to the physico-chemical indices describing the utility function of water and reflecting impact of eutrophication on water quality. Despite similar functions, the two reservoirs differ fundamentally in terms of their morphometric parameters, level of impact of the catchment area and potential vulnerability to degradation. The land utilization structure for both reservoir catchments varies too. Water quality was determined on the basis of temperature, electrical conductivity, BOD5, and the amount of total suspended solids, nitrates and phosphates. For both dam reservoirs, indicators values remained within the levels of very good water quality that corresponded to the A1 category of water utility for a public water supply. Only a few BOD5 measurement results for water from Goczalkowice dam reservoir corresponded to the A2 water category. According to the trophic state assessment, the Goczalkowice dam reservoir was classified as a mesotrophic while Czaniec dam reservoir – as a mesotrophic water body. In the examined 5-year period, the dynamics of trophic state changes in both dam reservoirs was comparable, and their ecological status was characterized as stable. This ensures good quality of water near the discussed intakes, despite the relatively high trophic status of the reservoirs.

PL

Przeprowadzono analizę zmian jakości fizyczno-chemicznej oraz stanu troficznego wód w pobliżu ujęć wody z dwóch zbiorników zaporowych w południowej Polsce – Jeziora Czanieckiego i Jeziora Goczałkowickiego – w latach 2011–2015. Do oceny stanu troficznego obu zbiorników wykorzystano integralny wskaźnik troficzności (ITS), określając również dynamikę jego zmian w badanym czasie. Ponieważ podstawowym zadaniem obu zbiorników zaporowych jest magazynowanie wody na potrzeby zaopatrzenia około 3,5 mln mieszkańców Górnego Śląska w wodę przeznaczoną do spożycia, szczególną uwagę zwrócono na wskaźniki fizyczno-chemiczne wody, charakteryzujące jej właściwości użytkowe oraz odzwierciedlające wpływ procesu eutrofizacji na jakość wody. Mimo podobnych funkcji oba zbiorniki różnią się zasadniczo parametrami morfometrycznymi, stopniem oddziaływania obszaru zlewni i potencjalną podatnością na degradację. Różna jest też struktura użytkowania gruntów w zlewni obu zbiorników. Jakość wód określono na podstawie temperatury, przewodności elektrycznej, BZT5, ilości zawiesin ogólnych, azotanów i fosforanów. W przypadku obu zbiorników zaporowych wartości badanych wskaźników mieściły się w granicach oznaczających bardzo dobrą jakość wody, odpowiadających kategorii A1 przydatności wody do zaopatrzenia ludności. Tylko kilka przypadków dotyczących wartości BZT5 wody w Jeziorze Goczałkowickim odpowiadało kategorii A2. Ocena stanu troficznego pozwoliła zakwalifikować Jezioro Goczałkowickie jako zbiornik mezoeutroficzny, zaś Jezioro Czanieckie jako zbiornik mezotroficzny. Wykazano, że dynamika zmian stanu troficznego obu zbiorników zaporowych w badanym pięcioleciu była analogiczna, a ich stan ekologiczny był stabilny. Warunkuje to dobrą jakość wody w pobliżu ujęć, pomimo dość wysokiego poziomu trofii tych zbiorników.

12

Hodowla alg Chlorella sp. w bioreaktorze zbiornikowym z mieszaniem mechanicznym

Makowska M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2017

|

T. 20, nr 2

237--248

EN

Algae, as a renewable raw materials, are valuable sources of biomass for many branches of industry. In the area of environmental protection they are used among others for biological treatment of water, removal and recovery of heavy metals from industrial wastewater, production of bio-fertilizers and fodder additives. Due to their rapid growth, they are able to efficiently use less fertile areas more than energetic plants (e.g. rapeseed, soya). To properly grow, under in vitro conditions, algae need access to water, nutrients (i.a. nitrogen and phosphorus) and carbon dioxide as well as appropriate temperature, pH, mixing and lighting. In our climate conditions, algal cultivation in natural water reservoirs is ineffective, due to daily and annual temperature and sunlight changes. An efficient alternative is the use of bioreactors that limit or eliminate the possibility of bacterial infection in algae culture. The aim of the study was to investigate the biomass yield of algae Chlorella sp., cultivated in BG-11 synthetic medium, inside the tank bioreactor, under the artificial lighting and aeration conditions. The periodic culture was conducted at 25°C with mechanical stirring (150 rpm). Compressed air was supplied to the suspension (in alternating cycles: 5 successive aeration days, 2 days without aeration). The process of algal cell multiplication was supported by the light exposure for 16 hours per day (8 h - dark phase). The source of light was LED lamp (30 W), suitable for stimulating the growth of chlorophyll concentration (blue light 420÷480 nm, red light - 630÷690 nm), located in the length of 10 cm from the culture vessel. Separation process of the dried biomass from culture medium was consisted in: sedimentation, centrifugation (8000 rpm, 10 min), freezing with liquid nitrogen and lyophilisation (–80°C, < 10 Pa). The algal growth was assessed on the basis of the changes in optical density (absorption of visible light at 686 nm) and the concentrations of biogenic compounds. The culture was carried out until the phosphorus, which was a limiting factor for algal growth in suspended form, was exhausted. Within 46 days, the algae absorbed ∼ 12% of nitrogen by weight from the culture medium, and the final ammonium nitrogen concentration was ∼ 0.2 mg/dm3. The efficiency of biomass production was ∼ 3190 mg/dm3 (∼ 63 g/dm3 per day), while optical density ∼ 2.13. Based on the results, it was found that high efficiency of biomass production was influenced by light with a well-chosen wavelength spectrum, forced air circulation, limited evaporation of water from the vessel and sterile conditions during initiation of the culture. Further studies are needed to involve determining the concentration of different forms of nitrogen (nitrates, nitrites, ammonium nitrogen) in the culture medium and investigating the impact of process conditions on enhanced assimilation of biogenic compounds by algae, at following stages of their growth. A profound knowledge on these relationships and estimated costs will allow to continue experiments on increasing the productivity of algae biomass, which will be commonly recognized as economically reasonable.

PL

Zbadano wydajność produkcji biomasy alg Chlorella sp., hodowanej na bazie pożywki syntetycznej BG-11, w zautomatyzowanym bioreaktorze zbiornikowym z mieszadłem mechanicznym w warunkach sztucznego naświetlania i napowietrzania. Kontrola hodowli polegała na spektrofotometrycznym pomiarze gęstości optycznej (OD) oraz badaniu zmian stężenia związków biogennych w podłożu hodowlanym, będących wynikiem zachodzących procesów metabolicznych. Hodowlę prowadzono przez 46 dni do momentu wyczerpania fosforu. Końcowa wydajność produkcji biomasy przekroczyła 3 g/dm3 przy jej średnim dobowym przyroście > 60 mg/dm3, a OD686 osiągnęła wartość 2,13. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że na wysoką efektywność produkcji biomasy alg kluczowy wpływ miały kontrolowane warunki hodowli, m.in. naświetlanie światłem o specyficznej długości fali (420÷480 nm, 630÷690 nm), wymuszony obieg powietrza, ograniczenie możliwości odparowania wody z naczynia hodowlanego oraz zapewnienie sterylnych warunków podczas inicjowania hodowli.

13

Wpływ stałego pola magnetycznego na proces usuwania związków biogennych ze ścieków mleczarskich w reaktorze typu SBR

Zieliński M., Hajduk A., Dębowski M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 4

7--12

PL

Modyfikacje profilu produkcji w zakładach przemysłowych wpływają bezpośrednio na zmiany w ilości oraz składzie powstających ścieków. W związku z tym istnieje konieczność ciągłego poszukiwania nowych i skutecznych metod intensyfikujących usuwanie i neutralizację zanieczyszczeń. Przeprowadzone do tej pory badania pozwalają sądzić, iż czynnikiem pozytywnie wpływającym na różnego rodzaju jednostkowe procesy oczyszczania ścieków jest stałe pole magnetyczne (SPM). Celem badań było określenie wpływu stałego pola magnetycznego (SPM) o indukcji 0,6T na efektywność usuwania związków biogennych ze ścieków mleczarskich w reaktorach typu SBR. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, w dwóch wariantach różniących się obciążeniem osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń. W trakcie badań udowodniono, iż zastosowanie SPM sprzyjało procesowi usuwania związków biogennych, choć znaczenie tego czynnika w większości wariantów nie było istotne. Niezależnie od wariantu eksperymentu obserwowano bardzo wysoką skuteczność usuwania związków azotu i fosforu z testowanych ścieków mleczarskich.

EN

Modifications to the profile of production in factories directly affect the changes in the amount and composition of the resulting wastewater. Therefore, there is a continued search for new and effective methods for to intensify the removal of pollutants and neutralization. The studies conducted so far suggest that a constant magnetic field (CMF) constitutes a positive factor for various unit processes of wastewater treatment. The objective of the study was to determine the effect of a constant magnetic field (CMF) with the induction of 0.6T on the removal efficiency of nutrients from dairy wastewater in SBRs. Tests were performed under laboratory conditions, in two variants, different load of activated sludge and impurities. During the research, it was proven that the use of CMF was conducive to the elimination of biogenic compounds, although the significance of this factor in the majority of variants was not significant. Regardless of the variant of the experiment, a very high efficiency of nitrogen and phosphorus removal from the tested dairy wastewater was observed.

14

Statistical process control of removal of nitrogen compounds in the wastewater treatment plant in Krosno

Wąsik E., Jurík L., Chmielowski K., Operacz A., Bugajski P.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2017

|

nr IV/2

1699--1711

EN

The aim of the paper was to determine the possibility of the use of Shewhart control charts to monitor changes in the forms of nitrogen, showing the quality of wastewater discharged from the wastewater treatment plant in Krosno in the years 2010-2015. The performed statistical analysis showed the highest number of cases of elevated nitrate nitrogen and/or ammonium nitrogen when the temperature of treated wastewater was below 8-9°C. This low temperature resulted in adverse effect on the activity of bacteria that were involved in biological removal of nitrogen. It was found that in the winter months, the second stage of nitrifying bacteria responsible for oxidation of nitrite to nitrate, exhibited higher activity than the denitrifying bacteria. Graphical presentation of total nitrogen content using control charts for the mean of the process revealed the exceedance of the upper specification line (USL = 10 mgNtot·dm-3) in the months from December to April. It was observed that the total nitrogen removal process in the months from June to November was stable with a very high 90% reduction in biogenic activity. The obtained results confirm the efficacy of control charts as a tool which can easily be applied in the statistical process control of total nitrogen removal in municipal wastewater treatment plants.

15

Dynamika stężenia składników biogennych w wodach gruntowych na terenach z różnymi uprawami

Smoroń S., Pietrzak S.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 2

99--112

PL

W ramach programu wieloletniego realizowanego w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym (PW działanie 1.3) prowadzono monitoring jakości wód gruntowych pod różnymi uprawami polowymi na obszarach lessowych Małopolski, począwszy od 04.2012 r. Analizowano wody gruntowe na terenach objętych intensywną uprawą warzyw, umiarkowanie nawożonymi zbożami oraz słabo nawożonymi i nienawożonymi łąkami trwałymi. Celem pracy było określenie dynamiki stężenia składników biogennych (N-NO3 , N-NH4 i P-PO4) w poszczególnych porach roku w latach 2012–2014. Uwzględniono również potas jako składnik podstawowego nawożenia mineralnego. W uprawie warzyw stosowano wysoki poziom nawożenia NPK (4 obiekty): 110–160 kg N; 70– 90 kg P2O5 oraz 80–100 kg K2O∙ha-1 . Uprawy zbożowe nawożono mniejszą ilością składników, odpowiednio: 60–80; 30–40 i 60–80 kg∙ha-1 . Z dwóch obiektów łąkowych na jednym stosowano tylko obornik w dawce 10 Mg∙ha-1 co trzy lata. Na podstawie wyników analiz chemicznych stwierdzono, że w wodach gruntowych pod uprawami warzyw stężenie N-NO3 było największe. Zwiększone stężenie tej formy azotu obserwowano najczęściej w okresie wiosennym, a najmniejsze w letnim. Wody te odpowiadały najczęściej V klasie jakości i były zagrożone lub zanieczyszczone azotanami ze źródeł rolniczych. Pod uprawami zbożowymi i łąkami jakość wód gruntowych była zdecydowanie lepsza i stężenie N-NO3 odpowiadało I–III klasie. Jedną z przyczyn dużego zróżnicowania stężenia tego składnika w wodach na terenach pod uprawą warzyw może być brak okrywy roślinnej w okresie jesiennozimowym, co sprzyja wymywaniu go z gleby. Stężenie pozostałych składników w wodzie z poszczególnych punktów pobierania odpowiadało I–III klasie jakości wód wgłębnych.

EN

The long-term programme implemented by the Institute of Technology and Life Sciences (P.W. activity 1.3) began in April 2012. Monitoring of groundwater quality was carried out in the Malopolska loess areas for different field crops. The groundwater was analysed in the areas covered by the intensive cultivation of vegetables, moderately fertilized cereals and poorly fertilized and nonfertilized permanent meadows. The objective of the study was to determine concentration dynamics of the nutrients (NO3-N, NH4-N and PO4-P) at various times of the year for the period of 2012–2014. Also potassium was included, as a component of basic fertilization. In the vegetable cultivation, high NPK fertilization level was applied in the 4 sites, and doses per hectare were: 110–160 kg N, 70–90 kg P2O5 and 80–100 kg K2O. Fertilization of cereal crops was smaller and amounted respectively: 60–80; 30–40; 60–80 kg per hectare. With two meadow sites, only in the one site, manure was applied every three years at the rate of 10 Mg∙ha-1 . Based on the results of the chemical analyzes, it was found that NO3-N concentration was greatest in groundwater under vegetable crops. Increased concentration of this nitrogen form was observed most frequently in the spring and the smaller in the summer. These waters are the most frequently corresponded to V-class quality and have been threatened or polluted by nitrates from the agricultural sources. In the case of cereal crops and grasslands, water quality was much better and the concentration of NO3-N corresponds to I–III class. One of the reasons of very different concentration of this compound in the vegetable cultivation, may be the lack of plant cover in the autumn and winter, which favours the leaching the chemicals from the soil. The concentration of the remaining components from particular sampling points, corresponds to I–III class of the groundwater quality.

16

Eutrophication as a Priority Issue of Water Quality in Small Retention Reservoirs

Siemieniuk A., Szczykowska J., Wiater J.

Journal of Ecological Engineering

|

2016

|

Vol. 17, nr 3

143--147

EN

The study aimed at comparing changes in the trophic status of waters in two small retention reservoirs “Otapy-Kiersnówek” and “Jasionówka”, located in the Podlasie region, which have a similar way of management and the similarity of catchments, using the TSI trophy indicators. The obtained results show that total phosphorus is the limiting factor in both reservoirs. Analyzing the average annual value of TSI in the tested waters, it was found that both reservoirs can be classified as hypertrophic. Trophic state of the tested waters is strictly dependent on the processes taking place in their vicinity. The reservoirs revealed a clear effect of a surface runoff on water quality. Factors that favor the poor quality of water in both reservoirs are unfavorable morphometric conditions of reservoirs due to their small depth, which allows continuous mixing and strong heating of water in spring and summer. Additional causes can include an open space around the reservoirs and the lack of high vegetation that would shield the edges against the wind, which facilitates often mixing of waters to the bottom and resuspension of bottom sediments, which in turn increases the concentration of phosphorus in water.

17

Związki biogenne a proces eutrofizacji wód Jeziora Raczyńskiego

Janicka E., Kanclerz J., Wiatrowska K., Makowska M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 49

124--130

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań jakości wody Jeziora Raczyńskiego w okresie od sierpnia 2012 do czerwca 2013 oraz oceniono podatność jeziora na degradację. Analizy laboratoryjne próbek wody obejmowały oznaczenia wskaźników biogennych (form azotu i fosfou). Jezioro Raczyńskie to naturalny i stosunkowo płytki zbiornik, z którego początek bierze rzeka Kamionka. Jezioro jest pierwszym z ośmiu jezior rynny kórnicko-zaniemyskiej. Położony jest on w bezpośrednim sąsiedztwie gruntów ornych oraz lasów, a dodatkowo (ze względu na znakomitą lokalizację) narażony jest na duże obciążenie rekreacyjne. Przeprowadzone badania terenowe oraz analizy laboratoryjne wykazały, podwyższoną zawartością ortofosforanów zarówno w wodach jeziora jak i w ciekach je zasilających. A przeprowadzona ocena podatności zbiornika na degradację pozwoliła zakwalifikować zbiornik do III kategorii co wskazuje, że jezioro Raczyńskie jest zbiornikiem podatnym na degradację.

EN

This paper presents the results of water quality analysis of Raczyńskie Lake in the period between August 2012 and June 2013 with the assessment of reservoir susceptibility to degradation. Water quality was evaluated on the basis of biogenic indicators (various form of nitrogen and phosphorus). Raczyńskie Lake is a natural and rather shallow reservoir, which is a spring of the Kamionka River. This is a first lake from eight ribbon lakes of the Kórnicko-Zaniemyski region, situated in a close vicinity of forest and arable land. Additionally this lake is under strong presser of recreation activity due to its excellent localisation. Research conducted showed increased values of phosphates both in a lake body and in the supplying watercourses. The reservoir was classified to the IIIrd category of susceptibility to degradation indicating that Raczyńskie Lake is vulnerable to a degradation process.

18

Wpływ intensywnych opadów deszczu na wymywanie substancji biogennych ze zlewni rolniczej

Krasowska M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 47

1--9

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów wielkości opadów atmosferycznych, natężenia przepływu oraz stężenia azotanów, fosforanów i jonów amonowych w wodach niewielkiego cieku w krajobrazie rolniczym w okolicach Białegostoku. Stwierdzono, że występowanie gwałtownych opadów deszczu może przyczynić się do pogorszenia jakości wód cieku w krajobrazie rolniczym. Stężenie substancji rozpuszczonych rośnie w trakcie zwiększonego natężenia przepływu wody w cieku, a maleje w trakcie niskich stanów wody. Podczas półrocza letniego w 2009 r. wody niewielkiego cieku transportowały około 365 kg ładunku azotanów, 12 kg jonów amonowych i około 5 kg fosforanów. Natomiast w roku 2010 w miesiącach maj – wrzesień, w wodzie cieku odnotowano około 1139 kg ładunku azotanów, 8 kg jonów amonowych i około 19 kg fosforanów. W związku z tym wezbrania wywołane opadami deszczu są okresem intensywnego wymywania biogenów.

EN

Studies on the influence of hydrological and meteorological events to leaching of NO3-, NH4+43-. were carried out in the years 2009 and 2010, in a small agricultural catchment near Bialystok. The results of measurements of weather conditions, rate of flow and chemical composition of the flow were presented in the work. It was found that a sudden rainfall is a critical period for courses in the agricultural landscape. The concentration of dissolved substances increases during the increased flow of water in the watercourse, whereas it decreases during the low water levels. In the year 2009, during the summer of a small stream of water transported about 365 kg load of nitrate, 12 kg of ammonium ions and about 5 kg of phosphate. However, in the year 2010 in the months of May – September, approximately 1139 kg load of nitrate, 8 kg of ammonium ions and about 19 kg of phosphate. Therefore, the flooding caused by pouring rains is a period of intense leaching of NO3-, NH4+43-.

19

Ocena zmian zawartości związków biogennych w wodach rzeki Ner

Jaskuła J., Wicher-Dysarz J., Sojka M., Dysarz T.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 46

31--37

PL

Zawartości związków azotu i fosforu decydują często o ostatecznym wyniku klasyfikacji stanu fizykochemicznego wód w zlewniach rzek nizinnych położonych w krajobrazie rolniczym. W pracy dokonano oceny zmian zawartości substancji biogennych w wodach rzeki Ner w latach 2000–2006. W pierwszym etapie pracy wyznaczono stężenia charakterystyczne związków azotu i fosforu, a następnie określono czasową i sezonową zmienność ich zawartości. Analizę dynamiki zawartości związków biogennych w wodach przeprowadzono w odniesieniu do warunków hydrometeorologicznych, prowadzonej gospodarki wodno-ściekowej oraz użytkowania terenu. Uzyskane wyniki wykazują, że zawartość fosforanów w wodach rzeki Ner cechowała się wyraźną sezonowością. Najwyższe stężenia występowały latem i jesienią, a najniższe w miesiącach wiosennych. Stwierdzono, że w latach 2000–2006 istniała istotna zależność pomiędzy fosforanami a temperaturą wody oraz warunkami hydrologicznymi. Przeprowadzone analizy wykazały, że stężenia azotu azotanowego charakteryzowały się dodatnim trendem, natomiast fosforanów i fosforu ogólnego trendem ujemnym.

EN

The concentrations of nitrogen and phosphorus often decide on the final outcome of the physicochemical status classification in the lowland river catchments located in the agricultural landscape. The study attempts to evaluate the changes in the concentrations of nutrients in the Ner river in the years 2000–2006. In the first step of the work, minimum, maximum and average concentrations of nitrogen and phosphorus were calculated. Then the variability of the nutrients concentrations were assessed. The analysis of the dynamics of nitrogen and phosphorus concentration in the water were carried out in relation to hydro-meteorological conditions, conducted water and wastewater management and land use. It was observed that the phosphate concentration in the Ner river was characterized by a marked seasonality. The highest concentrations occurred in summer and autumn and the lowest in the spring months. It was found that in 2000–2006 there was a significant relationship between phosphates and water temperature and hydrological conditions. The analyzes carried out showed that the concentration of nitrate and nitrate nitrogen were characterized by a positive trend, while phosphates and total phosphorus showed a negative trend.

20

Usuwanie azotu

Kita K., Kita M.

Forum Eksploatatora

|

2016

|

Nr 5 (86)

22-26

PL

Początki procesów usuwania związków biogennych na oczyszczalniach ścieków wiązały się zazwyczaj z usuwaniem fosforu. Spełnienie normy stężenia fosforu na poziomie 1,5 mg/dm3, bez dozowania środków chemicznych, stanowiło wówczas poważny problem. Z kolei uzyskanie stężenia azotu na poziomie 30 mg/dm3 w ściekach oczyszczonych, przy stężeniu w dopływie rzadko przekraczającym 40 mg/dm3, było stosunkowo łatwe. W kolejnych latach sytuacja uległa jednak zmianie.