Wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania podłoża hodowlanego z osadów ściekowych

• Autorzy: Wołczyński, M. , Janosz-Rajczyk, M.

Warianty tytułu

EN

Use of hydrogen peroxide for acquisition of growing substratum from sewage sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biologiczna produkcja wodoru w procesie fermentacji bez udziału światła jest jedną z bardziej atrakcyjnych metod pozyskiwania tego paliwa. Problemy związane z tą metodą są szeroko opisywane przez krajowych i zagranicznych badaczy. Kluczowym zagadnieniem jest opracowanie metody pozyskania z materiałów odpadowych odpowiedniego podłoża hodowlanego dla bakterii. Na ten temat stosunkowo mało jest doniesień naukowych. Zasadne wydaje się podjęcie badań w celu opracowania metody otrzymywania podłoża hodowlanego z substratu będącego produktem odpadowym. Celem pracy jest określenie dawki silnego utleniacza chemicznego (H2O2) do pozyskania płynnego substratu organicznego. Badania obejmowały rozpoznanie właściwości fizyczno-chemicznych osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków bytowych, przeprowadzenie dwugodzinnej hydrolizy z udziałem wzrastających dawek utleniacza, wyznaczenie optymalnego czasu kontaktu nadtlenku wodoru z substratem, określenie składu pozyskanych produktów hydrolizy, takich jak: substancje redukujące płyn Fehlinga, lotne kwasy tłuszczowe oraz ogólna zawartość rozpuszczonych i nierozpuszczonych substancji organicznych. Badania pozwoliły na określenie parametrów, dla których wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania monosacharydów ze stabilizowanych tlenowo osadów ściekowych zachodzi najefektywniej. Dokonano oceny możliwości wykorzystania tak otrzymanego substratu organicznego jako podłoża dla bakterii produkujących wodór w procesie fermentacji beztlenowej.

EN

Biological hydrogen generation in dark fermentation is one of the most promising technologies of this fuel production. The researchers have widely discussed the advantages and disadvantages of this process. The key problem was identified as a development of the effective method of fermentation bacteria medium attainment. Until now, this subject was rarely investigated by scientists, therefore investigations on hydrogen fermentation maintenance medium is of great interest. The aim of the study was to investigate the most effective dose of strong, chemical oxidant (H2O2) for generation of fluid monosacharide medium from sewage sludge. The sludge was sampled from a domestic wastewater treatment plant. The samples were homogenized and analysed for selected physicochemical properties. Next, the samples were hydrolysed for 2 hours with increasing doses of the oxidant. Reaction kinetics and composition of chemically stabilized medium were analysed (substances reduce Fehling solution, volatile fatty acids, dissolved and insoluble organic matter). The parameters allowing to obtain the most effective production of monosaccharides were set.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; nadtlenek wodoru; podłoże hodowlane

EN

sewage sludge; hydrogen peroxide; medium for fermenting bacteria

• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 11, nr 3
• Strony: 375-386
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Wołczyński, M.

autor

Janosz-Rajczyk, M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Katedra Chemii Technologii Wody i Ścieków,

Bibliografia

• [1] Lebner T., Liu Dawei, Liu Dapeng, Cirauqui B., Batstone D. J., Angelidaki L, Bio-hydrogen production by anaerobic fermentation of waste, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada 2004, 1-4, 2216-2219.
• [2] Chang J.-S. i inni, Biohydrogen production with fixed-bed bioreactors, International Journal of Hydrogen Energy 2002, 27, 1167-1174.
• [3] Ni M. i inni, An overview of hydrogen production from biomass, Fuel Processing Technology 2006, 87, 461-472.
• [4] Kunicki-Goldfinger W., Życie bakterii, WN PWN, Warszawa 1994.
• [5] Schlegel H. S., Mikrobiologia ogólna, WN PWN, Warszawa 2000.
• [6] Ahn Y., Park E. J., Oh Y. K., Park S., Biofilm microbial community in a thermophilic trickling biofilter used for continuous biohydrogen production, FEMS Microbiol. Lett. 249, 31-38.
• [7] Hallenbeck P. C., Fundamentals of the fermentative production of hydrogen, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada 2004, 1-4, 241-248.
• [8] Valdez-Vazquez I., Rios-Leal E., Cecchi F., Esparza-Garcia F., Garcia-Mena J., Poggi-Varaldo H. M., Semi-continuous production of hydrogen from fermentation of organic municipal solid wastes influence of the temperature, International Journal of Hydrogen Energy 2005, 30, Issues 13-14, October-November, 1383-1391.
• [9] Angenent L. T., Karim K., Al-Dahhan M. H., Wrenn B. A, Domiquez-Espinosa R., Production of bioenergy and biochemicals from industrial and agricultural wastewater, Trends in Biotechnology 2004, 22(9), 477-485.
• [10] Hallenbeck P. C., Benemann J. R., Biological hydrogen production; fundamentals and limiting processes, International Journal of Hydrogen Energy 2002, 27, 1185-1193.
• [11] Park W. S., Hwang M. H., Hyun S. H., Kim I. S., Suppression of hydrogen consuming bacteria in order to increase H2 production potential in anaerobic fermentation, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada 2004, 1-4.
• [12] Ren N. Q., Ding J., Wang A. J., Ding L., Wu Y. N., Effect of iron concentration on hydrogen-producing capacity of mixed culture in acidogenic-phase reactor, Proceedings 10th World Congress on Anaerobic Digestion, Montreal, Canada 2004, 1-4, 773-778.
• [13] Noike T., Ko I. B., Yokoyama S., Kohno Y., Li Y. Y., Continuous production from organic waste, Water Sci. Technol. 2005, 52 (1-2), 145-151.
• [14] Kapdan I. K., Kargi F., Biohydrogen production from waste materiale, Enzyme and Microbial. Tech. 2006, 38, 569-582.
• [15] Hermanowicz W. i inni, Fizyczno-chemiczne metody oznaczania wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.
• [16] Oleszczyk A., Tlenowo-beztlenowa fermentacja osadów, Materiały Konferencji Osady ściekowe w praktyce, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1998, 55-62.
• [17] Borowski S., Stabilizacja tlenowa mieszanych osadów z oczyszczalni ścieków miejskich w Tomaszowie Mazowieckim, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1999, 73, (10), 366-370.
• [18] Barbusiński K., Intensyfikacja procesów oczyszczania ścieków i stabilizacji osadów nadmiernych z wykorzystaniem odczynnika Fentona, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
• [19] Buyukkamaci N., Biological sludge conditioning by Fenton's Reagent, Process Biochemistry 2004,39,1503-1506.
• [20] Neyens E., Baeyensj, Weemaes M., De heyder B., Pilot scale peroxidation (H2O2) of sewage sludge, Journal of Hazardous Materials 2003, B98.
• [21] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach, Dz U Nr 62, poz. 628 z późn. zm.
• [22] Dyrektywa Rady 1999/31/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. w sprawie składowania odpadów, Dz. Urz. WE L 182 z 16.07.1999.