Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Integrated production of biofuels and succinic acid from biomass after thermochemical pretreatments

Kuglarz M., Grübel K.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 4

521--536

EN

The aim of this study was to develop an effective thermochemical method for treatment of industrial hemp, in order to increase its bioconversion to biofuels and bio-products. Industrial hemp was subjected to various thermochemical pretreatments using: alkaline (3 % NaOH), oxidative (3 % H2O2 at pH 11.5) and glycerol-based methods (70-90 % of glycerol, 1-3 % NaOH), prior to enzymatic hydrolysis with Cellic® CTec2/Cellic® HTec2 (15 FPU∙g−1 glucan). Innovative pretreatment with glycerol fraction (80 % glycerol content, 2 % NaOH, 12.5 % biomass loading) showed to be superior over commonly used alkaline and oxidative methods with respect to by-products generation and sugar losses. Integrated process of ethanol production from enriched cellulose fraction (172 kg EtOH∙Mg−1 of dry hemp) and succinic production from xylose-rich residue after ethanol fermentation (59 kg∙Mg−1 of dry hemp) allowed to convert about 97 % of sugars released (glucose and xylose) during enzymatic hydrolysis of pre-treated biomass. The present study showed that it is possible to replace 50 % of the costly yeast extract, used during succinic fermentation as nitrogen source, by alternative nitrogen source (rapeseed cakes) without significant deterioration of succinic yield. Pretreatment liquor after lignin precipitation (52 kg∙Mg−1 of biomass treated) exhibited a high biodegradability (92 %) and allowed to produce 420 m3 CH4/Mg VS). Results obtained in this study clearly document the possibility of biofuels (bioethanol, biogas) and bio-chemicals production from industrial hemp, in a biorefinery approach.

2

Zmiany frakcji ChZT ścieków komunalnych podczas beztlenowego oczyszczania

Przywara L., Adamus A., Kuglarz M., Grübel K.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

259--268

PL

Optymalizacja procesów biologicznego oczyszczania ścieków wymaga coraz więcej informacji dotyczących składu oczyszczanych ścieków. W celu scharakteryzowania zawartości substancji organicznej w trakcie oczyszczania ścieków komunalnych czy przemysłowych stosuje się powszechnie biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT), chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT), ogólny węgiel organiczny (OWO). Szczegółowa charakterystyka substancji organicznych w ściekach może być osiągnięta przez wyznaczenie frakcji ChZT. Celem badań było wyznaczenie frakcji ChZT oraz ich zmiany w ściekach komunalnych podczas beztlenowego oczyszczania. Efektem zastosowanego beztlenowego procesu oczyszczania ścieków komunalnych była zmiana udziału poszczególnych frakcji ChZT: obniżenie udziału frakcji substancji biologicznie rozkładalnych z 57,0 do 46,4% całkowitego ChZT oraz wzrost udziału związków biologicznie nierozkładalnych z 43,0 do 53,6% całkowitego ChZT dla ścieków z oczyszczalni A oraz obniżenie udziału frakcji substancji biologicznie rozkładalnych z 54,2 do 42,0% całkowitego ChZT oraz wzrost udziału związków biologicznie nierozkładalnych z 45,8 do 58,0% całkowitego ChZT dla ścieków z oczyszczalni B.

EN

The optimization of sewage treatment biological processes requires increasing amount of information concerning the composition of treated sewage. Biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) are traditionally used to characterize organic matter in wastewater. Detailed characteristics of organic substances in wastewater can be achieved by determining COD fractions. The aim of this study was to determine COD fractions, and their changes in the municipal sewage during anaerobic treatment. The effect of anaerobic treatment of municipal sewage was the change of COD fractions share, i.e.: decrease in the proportion of biodegradable fraction from 57 to 46% of the total COD and increase in the proportion of biologically decomposable fraction from 43 to 54% of the total COD for wastewater treatment plant A. For wastewater treatment plant B, decrease in the proportion of biodegradable fraction from 54 to 42% of the total COD and increase in the proportion of biologically decomposable fraction from 46 to 58% of the total COD, occur or was observed.

3

Co-digestion of sewage sludge and glycerol fraction mixture facilitated by microwave pretreatment

Kuglarz M., Grübel K., Bohdziewicz J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2017

|

Vol. 24, nr 1

87--100

EN

In the present study, the concept of integrated technological co-digestion system that ensures high effectiveness of glycerine fraction and sewage sludge was developed. The addition of glycerol fraction to sewage sludge influenced positively the degree of organic matter biodegradation and the quantity and quality of biogas produced. Introducing sewage sludge after effective microwave disintegration into feedstock allowed to further improve the effectiveness of the co-digestion process analysed. The co-digestion mixtures performed in conditions ensuring high effectiveness and an appropriate digestion stability (hydraulic retention time (HRT) = 20 days) allowed to increase the methane production by 18–23% and methane yield up to 10% compared to the samples of glycerine and untreated sludge digested in optimal conditions (HRT = 22–24 days). However, it should also be taken into consideration that initial sludge pre-treatment allowed to decrease the HRT value by at least 2 days.

PL

Celem prowadzonych badań było opracowanie koncepcji zintegrowanego układu technologicznego, który zapewniłby wysoką efektywność kofermentacji produktów ubocznych pochodzących z wytwarzania biodiesla i osadów ściekowych. Dodatek frakcji glicerynowej do osadów ściekowych wpłynął korzystnie na stopień biodegradacji materii organicznej oraz na ilość i jakość wydzielanego biogazu. Zastosowanie jako wsadu bioreaktora osadów ściekowych po dezintegracji mikrofalowej pozwoliło na dalszą poprawę efektywności analizowanego procesu kofermentacji. W odniesieniu do najkorzystniejszych warunków fermentacji mieszaniny osadów ściekowych nie poddawanych działaniu promieniowania mikrofalowego oraz frakcji glicerynowej (HRT = 22–24 dni) mieszanina kofermentacyjna zawierajaca w swym składzie osady po dezintegracji mikrofalowej (HRT = 20 dni) wygeneerowała 18–23% oraz do 10% więcej metanu w przeliczneiu odpowiednio na dobową oraz jednostkową produkcję metanu. Ponadto, zastosowanie wstępnej obróbki mikrofalowej pozwoliło na skrócenie czasu zatrzymania mieszaniny kofermentacyjnej w komorze bioreaktora o co najmniej 2 dni.

4

Wpływ procesu hybrydowej dezintegracji na fermentację termofilową osadów ściekowych

Grübel K., Odrzywolska K., Przywara L., Kuglarz M.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

645--652

PL

Ze względu na wzrastającą ilość osadów ściekowych wymagających zagospodarowania nieustannie poszukuje się nowych metod pozwalających na ich lepsze kondycjonowanie. Do takich metod należy zaliczyć różnego rodzaju metody dezintegracji osadów. W podjętych badaniach starano się określić wpływ hybrydowego procesu dezintegracji (połączenie procesu chemicznego z termicznym) na przebieg procesu fermentacji termofilowej osadów ściekowych. Proces hybrydowej dezintegracji osadu czynnego skutkuje uwolnieniem materii organicznej i polimerów z osadu do cieczy nadosadowej. W przeprowadzonych badaniach odnotowano wzrost wartości ChZT z 94 do 1730 mg O2/dm3. Zostało również wykazane, że proces stabilizacji beztlenowej osadu czynnego w warunkach termofilowych z udziałem osadu poddanego dezintegracji hybrydowej skutkuje wzrostem produkcji biogazu, udziału metanu oraz zmianą usuwania materii organicznej. Zmiany te są ściśle zależne od dawki osadu poddanego dezintegracji.

EN

Due to an increase in the volume of sewage sludge requiring the management, new methods allowing sludge conditioning improvement are constantly being sought. Such methods include different types of sludge disintegration. In the present study, an attempt was made to determine an impact of sludge hybrid disintegration (chemical and thermal disintegration) on thermophilic digestion process. It was based on chemical sludge conditioning in front of thermal disintegration, as the pre-treatment procedure. Hybrid disintegration process of the activated sludge results in organic matter and polymer transfer from the solid phase to the liquid phase. These pre-treatments caused an increase of SCOD value from 94 to 1730 mg/dm3. It was demonstrated that anaerobic stabilization in thermophilic conditions of waste activated sludge (WAS) with addition of sludge after Hybrid Disintegration (WASD) resulted in an significant increase of biogas (methane) production as well as biogas yields. These results were clearly influenced by the dose of disintegrated sludge used.

5

Zastosowanie wstępnej hybrydowej hydrolizy osadu czynnego dla zwiększenia efektywności dwustopniowej fermentacji metanowej

Grubel K., Kuglarz M., Mrowiec B., Suschka J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 2

255--268

PL

Celem przeprowadzonych badań w skali laboratoryjnej było określenie wpływu wstępnej hydrolizy osadu czynnego - na drodze hybrydowego procesu dezintegracji - na zwiększenie produkcji biogazu. Zastosowany proces hybrydowy polegał na połączeniu alkalizacji osadu czynnego z procesem mechanicznym, wykorzystującym zjawisko kawitacji hydrodynamicznej. Proces alkalizacji osadu prowadzi do zniszczenia struktury kłaczków osadu czynnego, a następnie zachodzi destrukcja ściany komórkowej mikroorganizmów. Wstępne „zmiękczenie” osadu przed kolejnym mechanicznym procesem dezintegracji przyczynia się do uwolnienia materii organicznej z fazy stałej do fazy ciekłej. Wynikiem procesu hybrydowego jest synergistyczny wzrost wartości rozpuszczonego (uwolnionego) uChZT z 105 do 2330 mg O 2 /l. Uwolnienie tak dużej ilości uChZT jest znaczące w odniesieniu do efektywności zastosowania tych procesów dezintegracji oddzielnie. Zaprezentowana metoda synergistyczna jest łatwa w zastosowaniu, tania i cechująca się dużą elastycznością, pozwalającą uzyskać różny stopień dezintegracji. W pracy zaprezentowano ponadto znaczenie i potencjał prowadzenia dwuetapowej fermentacji metanowej osadu wraz z dodatkiem osadu dezintegrowanego. Pierwszy etap procesu fermentacji prowadzono w warunkach mezofilowych w czasie 12 dni, a drugi etap - po zmianie warunków termicznych - prowadzono w warunkach termofilowych w czasie 13 dni. Oceny wpływu dawki osadu dezintegrowanego hybrydowo na proces fermentacji dwustopniowej dokonano w aspekcie zwiększenia ilości produkowanego biogazu oraz minimalizacji ilości osadów pozostających do zagospodarowania. Na podstawie badań stwierdzono, że udział objętościowy osadu dezintegrowanego: 10, 20 i 30% objętościowych przyczynia się do intensyfikacji produkcji biogazu średnio o około 39, 48 i 57%.

EN

The aim of lab-scale investigation was combined effective process of waste activated sludge (WAS) pre-hydrolysis. It was based on soft alkaline sludge conditioning before partial hydrodynamic disintegration, as the pre-treatment procedure. The alkaline sludge pretreatment leads to the partial dissolution or destruction of flock structure, swelling, and subsequent solubilisation of cell walls. Alkalization and hydrodynamic disintegration of WAS result in organic matter release and polymer transfer from the solid phase to the liquid phase. These pre-treatments caused an increase of COD value from 105 to 2330 mg/l. This release of COD was significantly higher compared to the use of each method alone. Disruption of bacterial cells by the combination of alkaline and hydrodynamic cavitation pre-treatment has a positive effect and upgrades the effectiveness of anaerobic sludge digestion in terms of biogas production and sludge quantity minimization. Anaerobic digestion of WAS with addition of Waste Activated Sludge after Disintegration (WASD) by hybrid method - chemically and mechanically - was conducted under two stages - mesophilic/ thermophilic conditions. The mesophilic reactor was operated during solids retention time 12 days, while the thermophilic process was operated during 13 days. Evaluation of performance was in terms of biogas (methane) generation. Production of methane and the yield of biogas was observed after the addition of different volume of WASD. The addition of WASD (10, 20 and 30% of volume) to fermentation processes resulted in an improvement of biogas production about 39, 48 and 57%, respectively.

6

Influence of microwave pre-treatment on the digestion and higienisation of waste activated sludge

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Grűbel K.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 3

447--464

EN

The article presents the results of determining the most appropriate conditions of microwave sludge pre-treatment (500-1200 W), prior to its anaerobic digestion in a continuous mode. The assessment of the pre-treatment conditions (microwave power, sludge temperature after pre-treatment) was based on: the release of organic (COD, protein) and inorganic (NH4+, PO43-) substances into liquid, the quantity of methane produced, sludge higienisation and the susceptibility of the pre-treated sludge to dewatering. The power of the microwaves applied did not play significant role on the pre-treatment effectiveness. Taking into account the fact that sludge pre-treatment by microwave irradiation requires the delivery of energy, the pre-treatment by microwaves of higher power (1200 W) and resulting in sludge temperature of 70°C was recommended for further experiments. Sludge pre-treatment by means of microwave irradiation as a pre-treatment step influenced the effectiveness of the subsequent anaerobic digestion, conducted in continuous conditions, in a positive way. The largest amount of biogas was obtained for HRT in the range of 15-20 days. As compared to the sludge which did not undergo pre-treatment, daily biogas production and biogas yield increased by 18-41% and 13-35% respectively. The combination of microwave pre-treatment and mesophilic anaerobic digestion ensured the elimination of pathogens (Salmonella spp., Escherichia coli).

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było wyznaczenie najkorzystniejszych warunków prowadzenia procesu dezintegracji mikrofalowej (500-1200 W) osadów ściekowych przed ich przeróbką w warunkach beztlenowych (warunki ciągłe). Oceny efektywności procesu mikrofalowej dezintegracji osadów (moc mikrofal, temperatura) dokonano, kierując się stężeniem związków organicznych (ChZT, białka rozpuszczalne) uwolnionych do cieczy nadosadowych, wskaźnikami jakościowymi produkowanego biogazu, stopniem higienizacji oraz podatnością osadów przefermentowanych na odwadnianie. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, iż moc zastosowanego promieniowania mikrofalowego nie wpłynęła w znaczący sposób na efektywność procesu dezintegracji. Biorąc pod uwagę efektywność oraz zapotrzebowanie energetyczne, ustalono, iż najkorzystniejsze warunki prowadzenia procesu dezintegracji mikrofalowej zapewnia zastosowanie mikrofal o mocy 1200 W oraz temperatury osadów wynoszącej 70°C. Dezintegracja mikrofalowa osadów ściekowych za pomocą promieniowania mikrofalowego wpłynęła korzystnie na efektywność procesu fermentacji metanowej prowadzonego w warunkach ciągłych. Najkorzystniejsze wskaźniki produkowanego biogazu uzyskano dla HRT wynoszącego 15-20 dni. W tych warunkach dobowa i jednostkowa produkcja biogazu wzrosły odpowiednio o 18-41% oraz 13-35%. Zastosowanie dezintegracji mikrofalowej przed procesem mezofilowej fermentacji zapewniło całkowitą eliminację mikroorganizmów patogennych (Salmonella spp., Escherichia coli).

7

Post-Digestion Liquor Treatment in the Method Combining Chemical Precipitation with Reverse Osmosis

Kuglarz M., Grübel K., Bohdziewicz J.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 3

29--42

EN

The aim of the study was to develop an effective treatment of post-digestion liquors highly-loaded with biogenic and organic substances. The scope of the research project encompassed: mesophilic anaerobic digestion of waste activated sludge (WAS) as well as the treatment of post-digestion liquors, coming from the most appropriate HRT value of 25 days, in the process of ammonium magnesium phosphate (struvite) precipitation targeted at ammonia nitrogen binding and a subsequent reverse osmosis (RO) process. It was established that the method combining chemical precipitation and high-pressure ﬁltration ensures a high degree of contaminants removal allowing for a direct release of treated liquors into the natural reservoir. However, in order to decrease the residual NH4+ concentration (6.1 mg NH4+/dm3) in the puriﬁed post-digestion liquors below the level allowing for a direct release to the natural reservoir, it turned out to be necessary to apply increased molar ratio of magnesium and phosphates (Mg:NH4+: PO43- = 1.5:1:1.5).

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było opracowanie efektywnej metody oczyszczania wysoko obciążonych wód pofermentacyjnych, związkami biogennymi oraz organicznymi. Zakres przeprowadzonych badań obejmował mezofilową fermentację nadmiernych osadów czynnych oraz oczyszczanie powstałych wód pofermentacyjnych. Wody pochodzące z fermentacji osadów prowadzonej w warunkach uznanych za najkorzystniejsze (HRT = 25 dni) poddano oczyszczeniu z zastosowaniem procesu strącania fosforanu amonowo-magnezowego (struwitu) oraz wysokociśnieniowej filtracji membranowej (RO). Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że oczyszczanie wód pofermentacyjnych w procesie łączącym strącanie fosforanu amonowo- magnezowego z membranową filtracją wysokociśnieniową jest metodą efektywną, zapewniającą wysoki stopień usunięcia ładunku zanieczyszczeń. Jakkolwiek, zastosowanie 50% nadmiaru jonów magnezowych i fosforanowych (Mg:NH4+PO43-- =1.5:1:1.5) podczas strącania struwitu okazało się niezbędne w celu obniżenia stężenia azotu amonowego (6.1 mg NH4+/dm3) poniżej poziomu pozwalającego na bezpośrednie odprowadzenie oczyszczonych wód do odbiornika naturalnego.

8

Sekwencyjne oczyszczanie wody zawierającej mykoestrogeny w procesach fotokataliza i nanofiltracja

Dudziak M, Grübel K, Kuglarz M

Inżynieria Ekologiczna

|

2013

|

Nr 32

32--39

PL

W pracy przedstawiono badania dotyczące wpływu membrany na efektywność układu sekwencyjnego fotokataliza-nanofiltracja podczas usuwania wybranych związków z grupy mykoestrogenów z wody. Wyniki badań porównano do uzyskanych podczas fotokatalizy i nanofiltracji, które realizowano jako procesy pojedyncze. Oczyszczaniu poddano wody modelowe o różnym stężeniu kwasów humusowych do których dozowano wybrane mykoestrogeny w stężeniu 500 μg/dm3. Wykazano, że zastosowanie układu sekwencyjnego w odniesieniu do pojedynczego procesu fotokatalizy poprawia efektywność usuwania mykoestrogenów. Z kolei skuteczność usunięcia mykoestrogenów podczas nanofiltracji realizowanej jako proces pojedynczy i w układzie sekwencyjnym była na zbliżonym poziomie bez względu na rodzaj stosowanej membrany. Badane membrany nanofiltracyjne różnicuje podatność na zjawisko blokowania oraz stopień usuwania związków nieorganicznych, co jest istotne podczas opracowania technologii oczyszczania wody.

EN

The results of the study focused on the impact of membrane on the performance of the integrated system photocatalysis/nanofiltration applied to remove mycoestrogens from water are discussed in the paper. The results were compared with ones obtained during single step photocatalysis and nanofiltration processes. The subject of the study were simulated waters containing difference concentration of humic acids to which mycoestrogens were added to the concentration level 500 μg/dm3. It was shown, that the application of integrated system improved the efficiency of mycoestrogens removal in comparison with single step photocatalysis process. In case of nanofiltration, the efficiency of the treatment was comparable in both, integrated and single nanofiltration processes regardless of the membrane type applied. However, it was found that investigated membranes differ in the affinity to fouling and removal rate of inorganic compounds, what should be considered during water treatment technology development.

9

Ocena podatności bioodpadów kuchennych i osadów ściekowych do kofermentacji w warunkach statycznych

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Mrowiec B.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

197--202

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące ustalenia najkorzystniejszego udziału selektywnie zbieranych bioodpadów kuchennych poddawanych procesowi mezofilowej fermentacji z nadmiernym osadem czynnym. Wyznaczony optymalny skład mieszaniny kofermentacyjnej miał zapewnić stabilność prowadzonego procesu w warunkach statycznych. Podjęto również próbę zastąpienia części osadu czynnego poddawanego fermentacji metanowej pianą występującą okresowo na powierzchni komory napowietrzania. Dla najkorzystniejszego składu mieszaniny kofermentacyjnej (60% s.m. bioodpady kuchenne + 40% s.m. osad ściekowy) uzyskano ponad 3-krotny wzrost sumarycznej produkcji biogazu, w porównaniu z ilością biogazu generowanego w procesie fermentacji metanowej osadu nadmiernego. Nie zaobserwowano również znaczącego pogorszenia stabilności procesu (Lotne Kwasy Tłuszczowe/Zasadowości). Zastąpienie części osadu ściekowego pianą osadu czynnego nie wpłynęło negatywnie na efektywność oraz stabilność kofermentacji bioodpadów kuchennych i osadów ściekowych.

EN

The main aim of the study was to establish the optimal proportion of sourced-sorted kitchen biowaste as a co-substrate that can be added to the waste activated sludge (WAS) mesophilic batch digestion without deterioration of the process stability. Moreover, an attempt was made to substitute a proportion of waste activated sludge for foam floating periodically on the surface of the aeration tank. It was established that in case of optimal co-digested mixture (60% TS of kitchen biowaste + 40% TS of activated waste sludge) the biogas production increased more than three times, as compared with the sample containing only waste activated sludge (WAS). The co-digestion process did not deteriorate the stability of the methane fermentation, expressed as VFA/TA ratio. The addition of waste activated foam did not impact on the stability as well as efficiency of the kitchen biowaste and waste activated sludge co-digestion.

10

Intensyfikacja fermentacji metanowej odchodów zwierzęcych w wyniku dodatku bioodpadów kuchennych

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Kwarciak-Kozłowska A.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

191--196

PL

Celem badań przedstawionych w artykule była intensyfikacja produkcji biogazu generowanego w procesie mezofilowej fermentacji metanowej gnojowicy świńskiej. Podjęto próby ustalenia najkorzystniejszego udziału w fermentowanej biomasie kosubstratu, którym były bioodpady kuchenne. Jako kryterium oceny prawidłowości doboru składu poszczególnych mieszanin substratów, zapewniającego optymalny przebieg procesu beztlenowego rozkładu substancji organicznych, przyjęto: sumaryczną oraz jednostkową produkcję biogazu; stopień usunięcia suchej masy organicznej oraz stabilność procesu (LKT; LKT/Zasadowości). Dodatek bioodpadów kuchennych w ilości 20÷30% s.m. wpłynął pozytywnie na ilość i jakość generowanego biogazu fermentacyjnego oraz stopnie biokonwersji materii organicznej. Dla najkorzystniejszych mieszanin kofermentacyjnych odnotowano około 26÷35% wzrost sumarycznej oraz 12÷15% wzrost jednostkowej produkcji biogazu w porównaniu do fermentacji gnojowicy bez dodatku kosubstratu.

EN

The paper contains experimental results aiming at establishing the optimal proportion of sourced-sorted kitchen biowaste as a co-substrate that can be added to the pig munure mesophilic methane fermentation. However, the addition of the co-substrate should not cause a deterioration of the digestion stability. The assessment of co-digestion mixtures composition, ensuring an appropriate course of the organic matter biodegradation, was based on the daily biogas production; biogas yield; VS reduction as well as stability parameters (VFA concentration, VFA/TA ratio). It was established that the addition of 20÷30% TS of kitchen biowaste had a positive influence on the amount of biogas produced, CH4 content as well as indices of organic matter bioconversion. As compared with the sample containing pig manure exclusively, the biogas production rate and biogas yield recorded for optimal co-digestion mixtures increased by about 26÷35 and 12÷15%, respectively.

11

The influence of microwave irradiation on the increase of waste activated sludge biodegradability

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Grubel K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2011

|

Vol. 4, no. 4

123-130

EN

The aim of the research project was to establish the most appropriate time of microwave exposure, which ensures effective sludge lysis. The assessment of the sludge disintegration was based on a release of organic (COD) and inorganic (PO43", NH4 , Ca2+, Mg2+) substances into liquid phase as well as the quantity and quality of the biogas produced. It was established that an increase in sludge biodegradability caused by a rise in COD, had a positive impact on the amount of biogas generated. Based on the results obtained, the optimum microwave exposure amounted to 4 min, and was correlated with the sludge temperature of 60°C for the power of 700W and 80°C for power of 900W. As compared to the amount of biogas generated with raw sludge, the optimum exposing time allowed to generate 49% and 60% more biogas at 700W and 900W respectively. Microwave treatment at both powers, did not have an influence on the CH4 content in biogas produced.

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było ustalenie najkorzystniejszego czasu oddziaływania mikrofal zapewniającego efektywną lizę nadmiernych osadów czynnych. Stopień dezintegracji osadu oceniano na podstawie zmian zawartości związków organicznych (ChZT) i nieorganicznych (PO43", NH4+, Ca + , Mg2+) w cieczy nadosadowej oraz ilości i jakości wygenerowanego biogazu. Poprawa biodegradowalności osadów wskutek wzrostu stężenia związków organicznych (ChZT) wpłynęła pozytywnie na ilość wydzielanego biogazu. Jako optymalny czas oddziaływania mikrofal na analizowany osad ściekowy uznano czas wynoszący 4 minuty, który odpowiadał temperaturze osadu na poziomie około 60°C dla mocy mikrofal 700W oraz około 80°C dla mocy mikrofal - 900W. Dla czasu tego produkcja biogazu w odniesieniu do ilości biogazu wygenerowanego przez osad surowy wzrosła o 49% (700W) i 60% (900W). Wstępne preparowanie osadu mikrofalami nie wpłynęło na zawartość CH4 w produkowanym biogazie.

12

Mesophilic Anaerobic Digestion of Pig Manure for Biogas Production

Kuglarz M., Bohdziewicz J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 12

1635-1643

EN

The aim of the research was to establish the most appropriate technological parameters of anaerobic digestion treating non-straw-bedded pig manure. The digesters were maintained at a constant temperature of 36 oC (0.5). The process was carried out at the following hydraulic retention times (HRT): 15, 18, 20, 23, 25, 30, 35 and 40 days. The applied range of HRT corresponds to the OLR value of between 1.18 and 3.13 kg VS/(m3 d). Both analyses of fermentation digestate, including the susceptibility to dewatering, as well as quantitative and qualitative biogas generated were carried out during the experiment. The criteria taken into account while assessing the applied HRT values included: biogas production rate, biogas yield, organic matter decomposition (VS and COD reduction) as well as stability indices (VFA; VFA/TA). It was established that anaerobic digestion of the analysed manure in conditions of high ammonia concentration (5760–6390 mg NH4 +/dm3) turned out to be stable and effective for the HRT value of between 25 and 35 days. When the HRT was reduced to below 25 days, a significant decrease in biogas production and deterioration in organic matter decomposition was noticed. Moreover, the VFA/alkalinity ratio exceeded 0.4; ie a value which is believed to cause instability in methanogens activity. The capillary section time (CST) measurement showed that the digestion process impacted the dewatering properties of the digested manure in a positive way.

PL

Celem prezentowanych badań było ustalenie najkorzystniejszych parametrów technologicznych fermentacji metanowej gnojowicy oewińskiej pochodzącej z hodowli trzody chlewnej. Fermentację prowadzono w warunkach mezofilnych 36 oC (0,5) dla następujących wartości hydraulicznego czasu zatrzymania (HRT): 15, 18, 20, 23, 25, 30, 35 oraz 40 dni. Odpowiadały one obciążeniu komory bioreaktora ładunkiem suchej masy organicznej (s.m.o.) od 1,18 do 3,13 kg s.m.o./(m3 d). Podczas eksperymentu wykonywano analizy ilościowe i jakościowe generowanego biogazu oraz analizy fizykochemiczne materiału przefermentowanego. Dodatkowo analizowano wpływ fermentacji metanowej na właściwości odwadniające gnojowicy przefermentowanej. Analizując poszczególne wartości hydraulicznego czasu zatrzymania (HRT) gnojowicy w bioreaktorze, w głównej mierze wzięto pod uwagę: dobową oraz jednostkową produkcję biogazu, stopień biokonwersji materii organicznej oraz stabilność procesu (LKT; LKT/zasadowości). Fermentacja metanowa analizowanej gnojowicy prowadzona w warunkach dużego stężenia azotu amonowego (5760–6390 mg NH4 +/dm3) przebiegała stabilnie oraz efektywnie dla wartości HRT od 25 do 35 dni. W przypadku prowadzenia fermentacji metanowej dla wartooeci HRT poniżej 25, odnotowano znaczne zmniejszenie ilości generowanego biogazu oraz stopnia rozkładu materii organicznej. Stosunek KT/zasadowości po tym czasie zatrzymania wzrósł powyżej 0,4, co świadczy o niestabilnooeci procesu metanogenezy. Ponadto proces fermentacji metanowej wpłynął korzystnie na właściwości separacyjne przefermentowanej gnojowicy.

13

Assessment of Kitchen Biowaste and Sewage Sludge Susceptibility to Methanogenic Co-Digestion in Batch Tests

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Mrowiec B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 11

1405-1413

EN

The article presents the results of a study meant to establish the most favourable proportion of source-sorted kitchen biowaste undergoing mesophilic methane fermentation along with waste activated sludge (WAS). The optimum combination of substrates was supposed to ensure the stability of the process in a batch mode. An attempt was made to replace a part of sludge with waste foam floating periodically on the surface of the aeration tank. The assessment of the various combinations of substrates was based on the following criteria: total biogas production and biogas yield, degree of organic matter decomposition and indices of process stability (VFA, VFA/TA). It was established that the co-digestion of kitchen biowaste with sewage sludge influenced the quantity and quality of the biogas produced as well as organic matter biodegradation in a positive way. The optimum kitchen biowaste proportion in digestion mixtures amounted to 60 % TS, which is tantamount to about 25 % if expressed as wet weight proportion. Under those conditions, the total biogas production increased more than three times and the process exhibited the greatest biogas yields. Moreover, the addition of kitchen biowaste did not deteriorate the stability of the process. In case of optimum kitchen biowaste and sewage sludge co-digestion run, the replacement of a part of sewage sludge by waste foam did not impact the effectiveness as well as the stability of the process. However, the addition of waste foam had a positive impact on the biogas production rate.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące ustalenia najkorzystniejszego udziału selektywnie zbieranych bioodpadów kuchennych poddawanych procesowi mezofilowej fermentacji z nadmiernym osadem czynnym. Wyznaczony optymalny skład mieszaniny kofermentacyjnej miał zapewnić stabilność prowadzonego procesu w warunkach statycznych. Podjęto również próbę zastąpienia częoeci osadu czynnego poddawanego fermentacji metanowej pianą występującą okresowo na powierzchni komory napowietrzania. Jako kryterium oceny prawidłowości doboru składu poszczególnych mieszanin substratów, zapewniającego optymalny przebieg beztlenowego procesu rozkładu substancji organicznych przyjęto: sumaryczną oraz jednostkową produkcję biogazu; stopień usunięcia suchej masy organicznej oraz stabilnooeć procesu (LKT; LKT/Zasadowości). Wykazano, że kofermentacja bioodpadów kuchennych i osadów ściekowych wpłynęła pozytywnie na ilość i skład produkowanego biogazu oraz stopień usunięcia materii organicznej. Najkorzystniejszy udział bioodpadów kuchennych wyniósł 60 % s.m., co w przeliczeniu na udział mas odpowiadało około 25 % mas. Wykazano, że dla najkorzystniejszego składu mieszaniny kofermentacyjnej (60 % s.m. bioodpady kuchenne + 40 % s.m. osad oeciekowy) uzyskano ponad trzykrotny wzrost sumarycznej produkcji biogazu, w porównaniu z ilooecią biogazu generowanego w procesie fermentacji metanowej osadu nadmiernego. Nie zaobserwowano również znaczącego pogorszenia stabilności procesu (LKT/Zasadowości). Zastąpienie części osadu ściekowego pianą osadu czynnego nie wpłynęło negatywnie na efektywność oraz stabilność kofermentacji bioodpadów kuchennych i osadów ściekowych. Natomiast dodatek piany wpłynął pozytywnie na dynamikę produkcji biogazu.

14

Stabilization of animal by-products in anaerobic conditions coupled with digestate membrane post-treatment

Bohdziewicz J., Kuglarz M., Świerczyńska A.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2010

|

Vol. 3, no. 4

101-108

EN

The aim of the study was to establish the most appropriate technological parameters for anaerobic digestion of non-straw-bedded pigmanure. The influence of anaerobic digestion on the susceptibility of digestedmanure to separation into liquid and solid phase was also taken into consideration. It was established that anaerobic digestion of the manure in conditions of high ammonia concentration (5790÷5940 mg NH4+/dm3) turned out to be the most effective for the HRT value of 30 days, which corresponds to the OLR at the level of 1.57 kg VS/(m3d). In this condition, the highest biogas production (0.86m3/m3d) as well as the most appropriate indices of organic matter reduction (VS: 45%; COD: 57%) were achieved. Since the digestion effluent exhibited a high content of biogenic and organic substances, the digested manure after centrifuging was treated with membrane processes combined with nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) – in separate runs. Application of reverse osmosis ensured a high removal of pollutants. However, the permeate exhibited too high concentration of ammonia-nitrogen, which made it impossible to release into natural water reservoir without infringing the law. It was suggested thatmanure leachates should be pre-treated in a process geared towards the removal of ammonia. The precipitation of ammoniummagnesiumphosphate (NH4MgPO46H2O), known as struvite, seems to be an interesting solution to the problem, as it enables to a concurrent binding of both nitrogen and phosphorus. The other process used, i.e. nonofiltration (NF) turned out to be ineffective as regards the degrees of contaminants removal.

PL

Celem prezentowanych badań było ustalenie najkorzystniejszych parametrów technologicznych fermentacji metanowej gnojowicy świńskiej pochodzącej z hodowli trzody chlewnej. Dodatkowo określono wpływ fermentacji beztlenowej na podatność materiału przefermentowanego na frakcjonowanie na frakcję stałą i płynną. Za najkorzystniejszy hydrauliczny czas zatrzymania przedmiotowej gnojowicy w bioreaktorze uznano wartość 30 dni, która odpowiadała obciążeniu komory bioreaktora ładunkiems.m.o. na poziomie 1.57 kg /(m3d). Dla tych warunków prowadzenia procesu odnotowano najwyższą dobową produkcję biogazu (0.86m3/m3d) oraz najwyższe stopnie biokonwersji materii organicznej (s.m.o.: 45%; ChZT: 57%). Wzwiązku z tym, że wody odciekowe po procesie frakcjonowania gnojowicy przefermentowanej charakteryzowały się znacznym obciążeniem biogenami oraz związkami organicznymi, podjęto próby ich membranowego oczyszczania z zastosowaniem procesów nanofiltracji i odwróconej osmozy. Oczyszczanie wód pofermentacyjnych w procesie odwróconej osmozy zapewniło wysoki stopień usunięcia ładunku zanieczyszczeń. Oczyszczone wody pofermentacyjne charakteryzowały się jednak zbyt wysokim stężeniem azotu amonowego, co ostatecznie uniemożliwiło ich bezpośrednie odprowadzenie do odbiornika naturalnego.Wobec powyższego zasugerowano wstępne podczyszczanie wód odciekowych przed procesem odwróconej osmozy mające na celu obniżenie stężenia azotu amonowego. Interesującym rozwiązaniem umożliwiającym jednoczesne związanie azotu oraz fosforu wydaje się być proces strącania fosforanu amonowo-magnezowego o potocznej nazwie struvit. Oczyszczanie wód pofermentacyjnych z zastosowaniem procesu nanofiltracji okazało się nieefektywne.

15

Produkty uboczne produkcji zwierzęcej jako źródło uboczne energii odnawialnej

Bohdziewicz J., Kuglarz M.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 2

421--425

PL

Celem prezentowanych badań było przeprowadzenie stabilizacji beztlenowej gnojowicy pochodzącej z bezściółkowej hodowli trzody chlewnej. Fermentację prowadzono w bioreaktorze o pojemności roboczej 3 dm3 w warunkach mezofilnych (36˚C±0,5) dla następujących wartości hydraulicznego czasu zatrzymania (HRT): 15, 18, 20, 23, 25, 30, 35 oraz 40 dni. Odpowiadały one obciążeniu komory bioreaktora ładunkiem suchej masy organicznej (s.m.o.) od 1,18 do 3,13 kg s.m.o./(m3⋅d). Podczas eksperymentu wykonywano analizy ilościowe i jakościowe generowanego biogazu oraz analizy fizykochemiczne materiału przefermentowanego. Fermentacja metanowa gnojowicy prowadzona w warunkach duŜego stężenia azotu amonowego (5760÷6390 mg NH4/dm3) okazała się procesem efektywnym dla wartości HRT w zakresie od 25 do 35 dni. Największą produkcję biogazu - 0,86 dm3/(dm3⋅d) oraz najkorzystniejszy stopień redukcji suchej masy organicznej na poziomie 45,2% uzyskano dla HRT wynoszącego 30 dni. W przypadku prowadzenia fermentacji metanowej dla wartości HRT poniżej 25 odnotowano znaczne zmniejszenie dobowej produkcji biogazu oraz stopnia redukcji suchej masy organicznej. Ponadto stosunek LKT/zasadowości po tym czasie wzrósł powyżej 0,4, co świadczy o niestabilności procesu metanogenezy.

EN

The aim of the research project was to stabilize the manure generated in non-straw-bedded farm in anaerobic conditions. The digestion was conducted in a bioreactor with a working volume of 3 dm3. The digester was maintained at a constant temperature of 36˚C (±0.5). The process was carried out at the following hydraulic retention times (HRT): 15, 18, 20, 23, 25, 30, 35 and 40 days. The applied range of HRT corresponds to the OLR value of between 1.18 and 3.13 kg VS/(m3·d). Both analyses of the biogas produced as well as fermentation digestate were carried out during the experiment. Anaerobic digestion of the analysed manure in conditions of high ammonia concentration (5760÷6390 mg + NH /dm 43) found out to be effective for the HRT value of between 25 and 35 days. The highest biogas production, ie 0.86 dm3/(dm3·d) as well as volatile solids (VS) reduction, ie 45.2% was achieved for the HRT of 30 days. When the HRT was reduced to below 25 days, a significant decrease in biogas production and VS removal was noticed. Moreover, the VFA/alkalinity ratio exceeded 0.4; ie a value which is believed to cause instability in methanogens activity.

16

Obstacles in lime milk application for the treatment of food industry waste water

Wolny L., Kuglarz M., Przywara L.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 1-2

151-157

EN

It is particularly difficult to treat wastewater from the production of edible oils because of high concentration of phosphates, sulphates as well as organic compounds. What is more, the application of physicochemical methods of purification may be limited due to the varied wastewater character and its chemical properties. Phosphates precipitated by means of calcium hydroxide turn into calcium phosphates, usually in the form of hydroxyapatite (HAP), which together with an excessive amount of calcium hydroxide create well-sedimenting sludge. However, the industrial application of the method for the treatment of the analyzed effluent leads to the burdensome floating sludge. The research project was carried out to establish the causes of partial sludge floating. Raw and treated wastewater (after sedimentation process) as well as sludge samples collected in the settling tank were analyzed with a view to identify their chemical content. Furthermore, the sludge samples were mixed mechanically and stored in anaerobic conditions and the sedimentation process was studied in laboratory conditions. The research focused on basic physicochemical parameters, including concentration of calcium and fatty substances. It was established that the pretreatment process may be hindered by an excessive amount of fatty substances, which generate lime-fatty complex compounds. Moreover, calcium hydroxide used for phosphates precipitation lead to the release of sulphates into the treated wastewater.

PL

Ścieki pochodzące z produkcji olejów jadalnych są trudne do oczyszczenia ze względu na duże stężenia fosforanów, siarczanów i związków organicznych. Ze względu na zróżnicowany charakter i skład ścieków przemysłowych stosowanie fizykochemicznych metod usuwania zanieczyszczeń może być związane z pewnymi ograniczeniami. Podczas strącania fosforanów za pomocą wapna powstają fosforany wapnia zazwyczaj w postaci hydrosyapatytu (HAP), który wraz z nadmiarem wodorotlenku wapnia tworzy dobrze sedymentujący osad. Zastosowanie tej metody do oczyszczania badanych ścieków w warunkach technicznych powoduje powstawanie uciążliwego osadu flotującego na powierzchni ścieków. Szukając przyczyn wypływania części osadów, wykonano badania obejmujące charakterystykę jakościową ścieków dopływających oraz po procesie sedymentacji, a także osadów zatrzymywanych w osadniku. Zmierzając do lepszego poznania procesów zachodzących w osadniku, badano wpływ mieszania mechanicznego na osady przetrzymywane w warunkach laboratoryjnych. Analizowano podstawowe parametry fizykochemiczne, w tym zawartość wapna oraz substancji tłuszczowej. Stwierdzono, że obecność w ściekach tłuszczy w znacznych stężeniach przyczynia się do powstawania związków wapniowo-tłuszczowych flotujących na powierzchni ścieków, co w rezultacie zakłóca proces podczyszczania ścieków. Ponadto wapno stosowane do strącania fosforanów przyczynia się do uwalniania jonów siarczanowych.

17

Impact of Ultrasonic Field on the Efficiency of Landfill Leachate Co-Treatment in Anaerobic Digestion - Reverse Osmosis System

Bohdziewicz J., Kwarciak-Kozłowska A., Kuglarz M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 11

1483-1490

EN

The results of a research project pertaining to the specification of the influence of the ultrasonic, US field on the efficiency of landfill leachate co-treatment in the process of anaerobic digestion associated with reverse osmosis were presented. The biological process - methane fermentation - was conducted in the bioreactor equipped with submerged membrane module (MBR reactor). The concentration of the anaerobic sludge granules was maintained at the fixed level of 10 g/m3. The samples both after and before ultrasonic disintegration underwent the digestion process. Hydraulic retention time was varied within the range of between l and 3 days, which allowed to increase the OLR (Organic Loding Rate) value from 1.3 kg COD/m3d to 4.0 kg COD/m3d. It was established that ultrasonic disintegration reduced the HRT value from 2 to 1.5 days, as compared with non-disintegrated samples. What is more, ultrasonic, US-facilitated samples exhibited a higher COD reduction as well as the overall biogas production, on average by 10 % and 11 %, respectively. Since the biologically treated effluent in both analysed modes (MBR and MBR+US) exhibited a high degree of contamination - which did not allow to release the effluent into the natural water - an attempt was made to post-treat it by means of a high-driven membrane process, ie reverse osmosis. The application of reverse osmosis enabled a high degree of pollutants reduction. However, the final volumetric permeate flux (in both cases, ie MBR and MBR +US) exhibited an excessive concentration of ammonia nitrogen, which did not allow to release the effluent into receiving water. It was suggested that further experiments should additionally be based on nitrogen ammonia removal processes, eg ammonia stripping.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia wpływu pola ultradźwiękowego (UD) na efektywność współoczyszczania odcieków ze ściekami syntetycznymi w procesie fermentacji metanowej skojarzonym z odwróconą osmozą. Oczyszczanie ścieków metodą biologiczną realizowano w beztlenowym bioreaktorze z zanurzonym modułem membranowym (MBR), w którym stężenie osadu granulowanego utrzymywano na poziomie 10 g/dm3. Czas zatrzymania w reaktorze zmieniano w zakresie wartości od 3 do l d, uzyskując dzięki temu wzrost obciążenia reaktora ładunkiem zanieczyszczeń od 1,3 do 4,0 kg ChZT/m3d. Stwierdzono, że kondycjonowanie odcieków w polu UD pozwoliło na skrócenie z 2 do 1,5 d hydraulicznego czasu zatrzymania mieszaniny współoczyszczanych ścieków w reaktorze MBR w porównaniu z procesem fermentacji prowadzonym dla odcieków nie poddawanych nadźwiękawianiu. Odnotowano również średnio o 10 % większy stopień usunięcia ChZT oczyszczonych ścieków dla każdego z przebadanych HRT i o 11 % większą objętość generowanego biogazu. Z uwagi na fakt, że ścieki po procesie beztlenowej biodegradacji w obu przebadanych układach (MBR i MBR+UD) nadal charakteryzowały się dużym ładunkiem zanieczyszczeń uniemożliwiającym ich bezpośrednie odprowadzenie do odbiornika naturalnego, podjęto próbę ich doczyszczania metodą odwróconej osmozy. Pomimo bardzo dużej retencji ładunku zanieczyszczeń, w otrzymanym permeacie stężenie azotu amonowego pozostało nadal na zbyt wysokim poziomie. W celu obniżenia pozostałego azotu amonowego poniżej wartości umożliwiającej odprowadzenie do odbiornika naturalnego zaproponowano, aby w kolejnych etapach badań włączyć do badanego układu proces odpędzania amoniaku.

18

Wpływ procesu dezintegracji ultradźwiękowej na efektywność wpółoczyszczania odcieków w układzie zintegrowanym. Fermentacja metanowa - odwrócona osmoza

Bohdziewicz J., Kwarciak-Kozłowska A., Kuglarz M.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 2

423--427

PL

Celem pracy było określenie wpływu pola ultradźwiękowego (UD) na zwiększenie efektywności współoczyszczania odcieków ze ściekami syntetycznymi w układzie zintegrowanym kojarzącym beztlenowy bioreaktor membranowy (MBR) z procesem odwróconej osmozy (RO). Stwierdzono, że wstępne kondycjonowanie odcieków w polu UD przyczyniło się do skrócenia hydraulicznego czasu zatrzymania mieszaniny oczyszczanych ścieków w reaktorze MBR z 2 do 1,5, stopień obniżenia wartości ChZT wzrósł średnio o 10%, a produkcja biogazu o 11%. Z uwagi na fakt, że ścieki po procesie beztlenowej biodegradacji w obu przebadanych układach (MBR i MBR+UD) nadal charakteryzowały się dużym ładunkiem zanieczyszczeń uniemożliwiającym ich bezpośrednie odprowadzenie do odbiornika naturalnego, podjęto próbę ich doczyszczania metodą odwróconej osmozy. Pomimo bardzo dużej retencji ładunku zanieczyszczeń, w otrzymanym permeacie stężenie azotu amonowego pozostało nadal nadmiernie duże. W celu zmniejszenia pozostałego azotu amonowego poniżej wartości umożliwiającej odprowadzenie do odbiornika naturalnego zaproponowano, aby w kolejnych etapach badań włączyć dobadanego układu proces odpędzania amoniaku.

EN

The main objective of the reseaech was to establish the influence of the UD field on the efficiency of landfill leachates and synthetic wastewater co-treatment in the process of anaerobic digestion (MBR reactor) associated with reverse osmosis. It was proved that landfill leachate conditioning by means of UD field allows to shorten the HRT (hydraulic retention time) value of the co-treated mixture from 2 to 1.5 days in the MBR reactor, compared with the same process conducted for non-ultrasonically disintegrated sample. What is more, it was established that obtained COD reduction was on average 10% greater, for each of the analysed HRT value. Similarly, the amount of biogas generated increased by 11%. Since the biologically treated effluent in both analysed modes (MBR and MBR+UD) exhibited a high degree of contamination, which did not allow to their release into the natural water, an attempt was made to post-treat them by means of high-driven membrane process, ie reverse osmosis. The application of reverse osmosis allowed to receive a high degree of pollutants reduction. However, final permeate flux samples exhibited too high a concentration of ammonia nitrogen, which still did not allow to release the effluent into the receiving natural water. It was suggested that further experiments should include the process of ammonia stripping.

19

The influence of dual conditioning methods on sludge dewatering properties

Kuglarz M., Bohdziewicz J., Przywara L.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2008

|

Vol. 1, no. 3

103-106

EN

One of the main processes, which facilitates dewatering is conditioning. Although there exist a number of conditioning methods, chemical methods based on the application of polyelectrolytes tend to be used more than any other methods. The following paper contains a discussion of potential applications of fly-ash as well as two selected polyelectrolytes as conditioners. The sludge samples were treated by means of single polyelectrolyte as well as polyelectrolyte in combination with fly-ash. The assessment of conditioning was based on the capillary suction time (CST) as well as the parameters of vacuum filtration process, mainly sludge resistivity. The application of fly-ash turned out to be effective, the best results were achieved for a dose of 8% (by weight). It was established that the application of dual method allowed to reduce polyelectrolyte dose by about 30%.

PL

Jednym z głównych procesów wpływających na efektywność odwadniania osadów ściekowych jest ich wstępne kondycjonowanie. Chociaż istnieje wiele sposobów prowadzenia tego procesu, obecnie najczęściej stosowana jest metoda chemiczna z zastosowaniem polielektrolitów. W artykule zaprezentowano możliwości zastosowania popiołu lotnego jako środka kondycjonującego. Przebadano wpływ wybranych pojedynczych polielektrolitów oraz polielektrolitów z dodatkiem popiołów lotnych na stopień odwodnienia osadów. Ocenę efektywności prowadzonych procesów przeprowadzono na podstawie testu ssania kapilarnego (CSK) oraz parametrów procesu filtracji próżniowej, głównie oporu właściwego osadu. Wykazano pozytywny wpływ popiołu na proces odwodnienia osadu. Najkorzystniejsze rezultaty odnotowano dla dawki 8% wag. Zastosowanie zintegrowanej metody kondycjonowania umożliwiło obniżenie dawki polielektrolitu o około 30%.

20

Zakłócenia procesu oczysczania ścieków z przemysłu spożywczego

Wolny L., Kuglarz M., Przywara L.

Proceedings of ECOpole

|

2007

|

Vol. 1, No. 1/2

271--275

PL

Ścieki pochodzące z produkcji olejów jadalnych zawierają duże stężenia fosforanów, siarczanów i związków organicznych, dlatego są trudne do oczyszczenia. Podczas strącania fosforanów za pomocą wapna powstają fosforany wapnia zazwyczaj w postaci hydroksyapatytu (HAP), który wraz z nadmiarem wodorotlenku wapnia tworzy dobrze sedymentujący osad. Zastosowanie powyższej metody do oczyszczania analizowanych ścieków w warunkach technicznych powoduje powstawanie uciążliwego osadu flotującego na powierzchni ścieków. Szukając przyczyn wypływania części osadów, wykonano badania obejmujące charakterystykę jakościową ścieków dopływających oraz po procesie sedymentacji, a także osadów zatrzymywanych w osadniku. Zmierzając do głębszego poznania procesów zachodzących w osadniku, badano wpływ mieszania mechanicznego na osady przetrzymywane w warunkach laboratoryjnych. W pracy analizowano podstawowe parametry fizykochemiczne, w tym zawartość wapna oraz substancji tłuszczowej. Stwierdzono, że obecność w ściekach tłuszczów w znacznych stężeniach przyczynia się do powstawania związków wapniowo-tłuszczowych flotujących na powierzchni ścieków, co w rezultacie zakłóca proces podczyszczania ścieków. Ponadto wapno stosowane do strącania fosforanów przyczynia się do uwalniania jonów siarczanowych.

EN

The application of physico-chemical methods of purification may be limited due to the varied sewage character and its chemical properties. It is particularly difficult to treat sewage from the production of edible oils because of high concentration of phosphates, sulphates and organic compounds. Phosphates precipitated by means of calcium hydroxide tum into calcium phosphates, usually in the form of hydroxyapatitc (HAP), which together with an excessive amount of calcium hydroxide create well sedimenting sludge. What is more, the industrial application of the method for the treatment of the analysed sewage leads to the burdensome floating sludge on the surface of the sewage. The research project was carried out to establish the causes of partial sludge floating. Raw and post-sedimentation sewage as well as sludge collected in the settling tank were analysed with a view to identify their chemical content. One of the main aims was to transfer the sedimentation process into laboratory conditions. The sludge samples were mixed mechanically in anaerobic conditions. The research focused on basic physico-chemical parameters, including concentration of calcium and fatty substances. The process of sewage pretreatment may be hindered by an excessive amount of fatty substances, which generate lime-fatty compound. Moreover, calcium hydroxide used for phosphates precipitation lead to the release of sulphates into the treated sewage.