Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Determination of salinity changes in building materials using electric methods

100%

Suchorab Z. , Widomski M.

|

2011

|

tom Vol. 5, No. 1

121--126

EN

Building materials salinity is an important exploitation problem of many objects, especially those which are built without obeying the essential rules connected with performing of waterproof insulation. Porous structure of building materials which form the building barriers is the cause of water capillary rise and thus the movement of salt ions which are the reason extensive barriers destruction. In high concentrations the salt ions crystallize inside the pores of building materials and are the reason of their destruction. It is especially visible in the form of dropping external layers from the walls - plasters, which are mainly vulnerable on the salinity phenomenon. Simulations and measurements of salinity change processes in building materials give the possibility to evaluate the threat and may help to choose the suitable renovation method. The paper presents measurements of water desorption in aerated concrete sample and also the simultaneous process of salinity change in particular layers of the material. The measurements of the above mentioned processes are done using TDR probes (Time Domain Reflectometry) which enable constant monitoring of water flow and thus salinity changes.

PL

Zasolenie przegród budowlanych jest znaczącym problemem eksploatacyjnym wielu obiektów, w szczególności tych wzniesionych bez zachowania podstawowych zasad obowiązujących przy wykonywaniu zabezpieczeń przeciwwilgociowych i przeciwwodnych. Porowata struktura materiałów budowlanych, z których wzniesiono przegrody, sprzyja zjawisku podciągania kapilarnego wody, wraz z którą przenoszone są jony soli będące przyczyną przyspieszonego niszczenia przegród. W dużych stężeniach jony soli krystalizują wewnątrz porów materiałów budowlanych i są przyczyną ich niszczenia. Szczególnie jest to widoczne w postaci odpadających zewnętrznych powłok przegród budowlanych - tynków, które są najbardziej narażone na zjawisko zasolenia. Symulacje i pomiary przebiegu procesów zmian zasolenia przegród budowlanych dają możliwość oceny zagrożenia tym zjawiskiem i mogą być podstawą doboru właściwych zabiegów renowacyjnych. Artykuł przedstawia pomiary zjawiska desorpcji w modelowej próbce betonu komórkowego i następującą równolegle zmianę zasolenia w poszczególnych warstwach próbki wskutek powyższego zjawiska. Badania powyżej wymienionego procesu wykonano z wykorzystaniem sond TDR (Time Domain Reflectometry), które umożliwią jednoczesny monitoring zjawiska przepływu wody oraz zmian zasolenia.

2

Some issues concerning the problems of water quality modeling in distribution systems

80%

Musz A. , Kowalska B. , Widomski M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2009

|

tom Vol. 16, nr 2

175-184

EN

Some issues concerning the most popular practical problems encountered during modeling the water quality in water distribution systems were presented. The mathematical basis of water quality modeling, commonly understood as chlorine distribution modeling, covering the governing equations, initial and boundary conditions description as well as required and necessary simplifications, were discussed. Then, the most popular computer models of water quality in distribution systems used in environmental engineering practice, such as: input-output (110) model, inverse chlorine decay model and forward simulation, were introduced. The modeling assumptions, model structure and limitations, advantages and disadvantages of given models were also discussed.

PL

Przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące najczęściej pojawiających się problemów w modelowaniu jakości wody wodociągowej. Zaprezentowano podstawy matematyczne modelowania numerycznego jakości wody, często pojmowanego jako modelowanie rozkładu chloru, obejmujące równania stanu, warunki brzegowe i początkowe. Przedstawiono także najczęściej stosowane uproszczenia w opisie matematycznym opisywanego zjawiska. Następnie w pracy omówiono najpopularniejsze modele jakości wody stosowane w inżynierii środowiska: model wejście-wyjście (110), model odwrócony oraz model postępujący. Zaprezentowano także założenia modelowe, struktury omawianych modeli, ich zalety oraz wady i ograniczenia.

3

Some Models of Sediments Transport in Gravitational Sanitation Systems

80%

Jlilati A. , Jaromin K. , Widomski M. , Łagód G.

|

tom Vol. 18, nr 11

1467-1476

EN

The sediments in gravitational sanitation systems appear when the velocity of flow decreases below the value of hydraulic self-purification. These sediments have the significant influence on the processes occurring in the sanitation systems, causing inter alia the periodical fluctuation of loads entering the wastewater treatment plants. The sediments deposited in the channel are also causing the changes of the shape of pipe cross-section thus influencing the changes of physical and hydrodynamic parameters of the whole system. The sediments are also influencing the development of the sulphuric corrosion of pipes and intensity of biological biodegradation of wastewater in sanitation conduits. The research concerning the wastewater sediments and the connected processes are pretty costly so they are only being conducted in countries in which the biding law requires the mathematical modeling of mass transport to the wastewater plants and storm spillways. The results of this research give the necessary data to calibration of hydraulic models. The general description of structure and properties of sediments should be known at the stage of the consideration of minimal inclinations of conduits. It is also very important during the modeling of pollutants load transport in sanitation system and the process of wastewater biodegradation, because for different type and properties of sediments different model of transport should be used. The classification of sediments based on literature research and the results of classification research in sanitary systems in Chelm, Poland, as well as models often used for describing of sediment transport in gravitational conduits were presented.

PL

Osady w kanalizacji grawitacyjnej występują w przypadku, gdy prędkość przepływu ścieków spada poniżej prędkości hydraulicznego samooczyszczania przewodów. Osady mają duży wpływ na procesy przebiegające w systemie kanalizacyjnym, powodując m.in. znaczne okresowe wahania ładunku w dopływie do oczyszczalni. Gromadzące się na dnie przewodów osady powodują również zmianę kształtu i pola powierzchni przekroju czynnego przewodu, a tym samym wpływają na zmianę parametrów fizycznych i hydrodynamicznych całego systemu. Osady wpływają też w dużej mierze na rozwój korozji siarczanowej kanałów oraz na intensywność procesów biodegradacji ścieków w przewodach kanalizacyjnych. Badania dotyczące osadów ściekowych oraz związanych z nimi procesów są dość kosztowne, więc prowadzi się je na szerszą skalę jedynie w tych krajach, gdzie regulacje prawne wymagają matematycznego modelowania transportu masy zanieczyszczeń do oczyszczalni ścieków oraz przelewów burzowych. Wyniki takich badań dostarczają danych niezbędnych do kalibracji odpowiednich modeli matematycznych. Ogólna charakterystyka struktury i właściwości osadów powinna być znana na etapie rozważania metody doboru minimalnych spadków dna kanałów grawitacyjnych, ma także duże znaczenie podczas modelowania transportu ładunków zanieczyszczeń w sieci kanalizacyjnej oraz powiązanych z tym zagadnieniem procesów biodegradacji ścieków. Właściwości osadów muszą być uwzględnione przy doborze modelu opisującego ich transport. Przedstawiono klasyfikację osadów na podstawie literatury krajowej i zagranicznej, modele stosowane do opisu transportu osadów w kanalizacji grawitacyjnej oraz zaprezentowano wyniki badań klasyfikacyjnych osadów zlokalizowanych w sieci kanalizacyjnej Chełma.

4

Analiza ilościowo-jakościowa ścieków dla nowo projektowanej kanalizacji sanitarnej w zachodniej części miasta Rejowiec Fabryczny

80%

Krukowski I. , Iwanek M. , Widomski M. , Fisz M.

|

2011

|

tom Vol. 5, No. 1

257--262

PL

Podstawowym rodzajem aktywności inżynierskiej zapewniającym na poprawę jakości i komfortu życia mieszkańców jest utrzymanie odpowiedniego stanu sanitarnego. Możliwe jest to dzięki urządzeniom i budowlom pozwalającym na odprowadzanie i unieszkodliwianie ścieków. Prawidłowo zaprojektowana sieć kanalizacyjna zapewnia nieprzerwany odbiór ścieków przy minimalizacji negatywnego wpływu na zdrowie i środowisko naturalne. Coraz częściej istniejące już sieci kanalizacyjne są rozbudowywane, co powoduje wzrost ilości i ładunku zanieczyszczeń w ściekach dopływających do oczyszczalni. Niniejsza praca przedstawia wyniki analizy ilościowo-jakościowej ścieków sanitarnych z nowo projektowanej kanalizacji sanitarnej w zachodniej części miejscowości Rejowiec Fabryczny. Analiza miała na celu określenie wzrostu ładunku zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni. Przeprowadzono ją na podstawie ładunku zanieczyszczeń w próbkach średniodobowych ścieków surowych, dopływających do kraty w istniejącej mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków. Do analizy przyjęto badania jakości ścieków z okresu 2008-2009, przeprowadzanych w kolejnych kwartałach. Ładunek zanieczyszczeń w kolejnych godzinach w ciągu doby z nowo projektowanej sieci w zachodniej części Rejowca Fabrycznego określono na podstawie badań nierównomierności rozbioru wody w siedmiu gospodarstwach domowych. Przeprowadzona analiza pozwala na określenie całkowitego prognozowanego ładunku zanieczyszczeń w ściekach surowych, doprowadzanego przez nowo projektowaną sieć kanalizacji sanitarnej. Jednocześnie określa ładunki dopływające w poszczególnych godzinach w ciągu doby. Zaproponowana analiza wymaga przeprowadzenia weryfikacji w celu potwierdzenia bądź odrzucenia prawidłowości zastosowanych uproszczeń.

EN

A basic kind of engineering activity improving the quality and comfort of citizens’ life is maintenance of the suitable sanitary state. The above may result from suitable devices and buildings of sewage transport and treatment. The correctly designed sewer system assures the uninterrupted intake of sewage at the minimization of the negative impact on human health and the environment. The already existing sewer systems are frequently extended for new lines causing the growth of the quantity and load of pollutions in sewage entering the wastewater treatment plant (WWTP). This paper shows the results of the quantitative-qualitative analysis of sanitary sewage from the newly designed sanitary sewage system in the west site of Rejowiec Fabryczny. Our analysis was conducted to determine the increase of the pollutants load entering the WWTP. The analysis was based on the pollutants load in average-twenty-four hours samples of raw sewage sampled in the screens chamber in mechanical-biological WWTP. The results of sewage qualitative analyses from the period of years 2008-2009 were adopted to our research. The pollutants loads in the newly designed network in the west of Rejowiec Fabrycznego were defined basing on the research of the inequality of the water demand in seven household. This analysis allowed the pollutants loads prediction in raw sewage inside the newly designed network of the sanitary sewage system. The proposed analysis demands validation permitting confirmation of assumed simplifications.

5

Analiza wpływu rodzaju materiału oraz czasu i sposobu eksploatacji kolektorów kanalizacji grawitacyjnej na prędkość przepływu ścieków

80%

Jaromin K. , Borkowski T. , Łagód G. , Widomski M.

|

tom Vol. 3, No. 1

139--145

PL

Podczas projektowania sieci kanalizacji sanitarnej założenie obliczeniowego spadku dna odcinka kanału, podobnie jak niezmienność przekroju oraz chropowatości, jest bliskie rzeczywistości. Spełnienie tego założenia zależy od jakości przewodów kanalizacyjnych oraz dokładności wykonania kanałów. Wszystkie wyżej wymienione elementy mają znaczący wpływ na średnie prędkości przepływu ścieków w kanalizacji grawitacyjnej i dobierane są w taki sposób, aby zapewnić samooczyszczanie kanału. Przeprowadzone badania pokazują rzeczywistą prędkość średnią przepływu ścieków po wieloletniej eksploatacji wybranych przewodów kanalizacyjnych. Zaprezentowano wyniki badań przeprowadzonych w 2008 r. w kolektorach kanalizacji sanitarnej miasta Chełm. W celu uwierzytelnienia otrzymanych wyników badania przeprowadzono dwiema niezależnymi metodami - metodą pływakową i dynamometryczną. Wykazano, iż wyznaczone prędkości przepływu ścieków w wybranych przewodach grawitacyjnej kanalizacji sanitarnej w Chełmie nie umożliwiają samooczyszczania z osadów ściekowych, pomimo że badane kanały zostały ułożone zgodnie z wytycznymi projektowania sieci kanalizacyjnej. W związku z powyższym kanał ulega zamuleniu, a zalegający osad niekorzystnie wpływa na warunki hydrauliczne w przewodzie.

EN

The assumption of computational inclination of the channel, as well as constancy of cross-section and roughness are close to reality. Accomplishment of these assumptions depends to pipes quality and conduits execution. The all mentioned elements influence the sewage flow mean velocity in gravitational sanitation systems and they are selected to ensure self-purification of the conduits. Our research shows the real mean velocity of sewage flow after long lasting exploitation of the selected conduits. This paper presents the results of research conducted in 2008 on sanitation system in Chelm city, Poland. The studies cover the analysis of the influence of pipe material, duration and exploitation manner on the value of sewage mean velocity. In order of validation of the gained results two methods of flow measurements were used - floating object and dynamometric. It was shown that gained velocities of sewage flow in chosen sanitation channels in Chelm, do not render the purification of the pipe - despite the fact that studied channels are fulfilling the binding guidelines. Consequently, the channel is silted and sediments are unfavourably influencing the hydraulic conditions of the flow.

6

Influence of conduit geometrical characteristics on sewage flow parameters

80%

Jlilati A. , Widomski M. , Łagód G.

|

tom Vol. 2, No. 2

329--334

EN

The shape of sanitary conduits consistently defines the cross section of the wastewater stream, which influences the basic parameters of flow hydrodynamics. The most important of these parameters: wetted perimeter and hydraulic radius are commonly used in sanitation systems designing and their work condition modeling. The determination of these parameters is quite simple in case of new conduits in good technical condition, without sediments. During the determination of old channels discharge capacity and their work modeling providing for the sediments deposition is necessary. Deposits covering the bottom of sanitation conduits influence the hydraulic resistance of flow in there different ways: decreasing the cross-section area of the stream, increasing the roughness of the side walls and bottom of the pipe and decreasing the kinetic energy of the stream. The simulation of sanitary network work conditions concerning sediments may have a very important practical meaning. The in situ research showed that the height of deposited sediments sometimes was higher than the height of active area of the stream. The analysis of changes in channel characteristics caused by sedimentation process and their influence on sewage flow parameters were presented.

PL

Kształt kolektora kanalizacyjnego w sposób jednoznaczny definiuje przekrój poprzeczny strumienia ścieków, który z kolei wpływa na podstawowe parametry związane z hydrodynamiką przepływu. Najważniejsze z tych parametrów to obwód zwilżony i promień hydrauliczny, czyli wielkości standardowo wykorzystywane w pracach projektowych systemu kanalizacyjnego oraz przy symulacjach komputerowych pracy tych systemów. Wyznaczenie tych parametrów jest stosunkowo proste w przypadku nowych kolektorów w dobrym stanie technicznym bez złogów osadów. Przy określaniu przepustowości starych kanałów oraz modelowaniu ich pracy niezbędne staje się uwzględnianie osadów odkładających się na dnie kanałów oraz narastających na ściankach. Osady zalegające na dnie przewodów kanalizacyjnych mają wpływ na opory hydrauliczne przepływu na trzy różne sposoby, a mianowicie: zmniejszają przekrój wewnętrzny kanału, zmieniają szorstkość ścian i dna oraz podczas rozmywania nagromadzonych złogów zmniejszają energię strumienia przepływających ścieków. Symulacja pracy sieci kanalizacyjnej z uwzględnieniem odkładających się osadów wydaje się mieć duże znaczenie praktyczne. Podczas prowadzonych pomiarów terenowych zaobserwowano, iż wysokość złogów osadów przekraczała niekiedy wysokość czynnego przekroju strumienia ścieków. Zaprezentowano w pracy analizę wpływu zmian charakterystyk kanału wywołanych przez proces sedymentacji osadów na parametry przepływu ścieków.

7

Badania modelowe rozprzestrzeniania się butylohydroksytoluenu (BHT) migrującego z rur polietylenowych (PE-HD) do wody

80%

Widomski M. , Kowalska B. , Kowalski D.

|

tom Vol. 34, nr 3

33-37

PL

Rury wykonane z polietylenu wysokiej gęstości (PE-HD) są szeroko stosowane do budowy sieci i instalacji wodociągowych. Migracja stosowanych w ich produkcji związków organicznych (zwłaszcza przeciwutleniaczy) ze ścianek przewodów może pogarszać jakość wody wodociągowej. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych i numerycznych rozprzestrzeniania się butylowanego hydroksytoluenu (BHT) w wodzie, migrującego ze ścianek przewodu z PE-HD. Badania zostały przeprowadzone w zamkniętym układzie laboratoryjnym, w którym krążyła woda ze stałą prędkością przez 72 h. Pomiar zawartości BHT w wodzie wykonano metodą spektometrii mas, natomiast obliczenia modelowe przeprowadzono stosując komercyjny program Fluent (Ansys Inc.), wykorzystując niezbędne dane wejściowe oraz warunki początkowe i brzegowe. Zaobserwowano wyraźny wzrost zawartości BHT w cyrkulującej wodzie, wynikający z migracji tego przeciwutleniacza ze ścianek przewodu z PE-HD do płynącej w nim wody. Uzyskane wyniki obliczeń modelowych zawartości BHT w wodzie wykazały dobrą zgodność z wartościami pomierzonymi w układzie badawczym.

EN

Pipes made of high density polyethylene (HDPE) are widely applied in drinking water distribution systems and household installations. However, the organic com-pounds used for pipe production (especially antioxidants) may migrate from the pipe walls and thus affect the quality of tap water. This paper presents the results of laboratory tests and numerical computations visualizing the propagation of the antioxidant BHT that migrates from the HDPE pipe into the water. Our laboratory test was conducted using a closed-loop setup, where water circulated in the pipe interior with a constant flow velocity for 72 hours. BHT concentration in the water was measured by mass spectrometry, while numerical modeling was carried out using the commercial software Fluent (Ansys Inc.), supported by the input data required, and also the initial and boundary conditions. A noticeable increase was observed in the BHT content of the circulating water, which is attributable to the migration of the antioxidant from the HDPE pipe wall into the flowing water. The values obtained from numerical modeling of BHT concentration in the water were in good agreement with those measured in the laboratory setup.

8

Methodical aspects of bioreactor modeling in wastewater management

61%

Łagód G. , Suchorab Z. , Sobczuk H. , Malicki J. , Montusiewicz A. , Widomski M.

|

tom Vol. 4, No. 1

67--72

EN

Mathematical models are generally created for the needs of the processes control and for the simulations of processes occurring at the really existing objects. For the control of the bioreactors, even for multiparameter models, it is popular to apply both calibration and application at the linear ranges of interactions. If the bioreactor runs the process based on the defined substrate with the application of the previously defined processing factor (for strains, not only species) as an effect only the determined product and the excess biomass are obtained. Also, if the process undergoes in the optimal, constant physical-chemical-biotical conditions, its mathematical description can contain the elements of not only description of transition function but also of mechanisms responsible for the process realization. A kind of bioreactor like a n-step municipal sewage treatment plant with the activated sewage sludge has the unidentified, multicomponent substrate, which differs both in the daily and weekly scale with the multispecies and variable composition. Also, such a bioreactor works in the wide extend of physical-chemical conditions and time-dependent inhibiting factors. Only the product - purified wastewater - is defined by standards and should have the appropriate parameters. It is clear that models with elements describing the process mechanisms have to be complicated and multifactor, thus, the nonlinear models are capable to describe not only the local and global maxima and minima, but also the extreme situations. The models sufficient for processes control and operation should only describe the transition function in the linear interaction of the process important factors (independent variables). That explains the background of the aim of the paper as a methodical assumption presentation of models describing bioreactors like sewage treatment plants with activated sludge together with the elements of the processes running in the particular facilities and calibration of such a model by biomonitoring.

PL

Modele matematyczne mogą być wykorzystywane na potrzeby sterowania procesami w obiektach eksploatowanych, a także do symulacji procesów poza realnie istniejącymi obiektami. Dla sterowania obiektami, takimi jak bioreaktory, praktykowane jest - nawet dla modeli wieloczynnikowych - zarówno ich kalibrowanie, jak i stosowanie w przedziałach oddziaływań liniowych. Jeżeli bioreaktor realizuje proces zdefiniowanego substratu z użyciem zdefiniowanego czynnika procesowego (zdefiniowanego dla szczepu, a nie tylko gatunku) w efekcie uzyskiwany jest ściśle określony produkt i nadmiarowa biomasa czynnika. Ponadto, jeśli proces realizowany jest w optymalnych, ustalonych warunkach fizyczno-chemiczno-biotycznych, matematyczny model procesu może zawierać w sobie elementy opisujące nie tylko funkcje przejścia, lecz również mechanizmy odpowiadające za przebieg procesu. Bioreaktor taki jak n-stopniowa oczyszczalnia ścieków miejskich z osadem czynnym ma niezidentyfikowany, wieloskładnikowy substrat, który jest zmienny w czasie zarówno w skali dobowej, tygodniowej, jak również rocznej. Niezdefiniowany jest również czynnik procesowy o składzie wielogatunkowym i wielorodzajowym, a często nawet wielotypowym. Ponadto bioreaktor taki pracuje w szerokim zakresie warunków fizycznych, chemicznych (różnorodne i różnie przyswajalne źródła C, N, P) oraz różnorodnych i zmiennych w czasie czynników inhibitujących. Jedynie produkt - oczyszczone ścieki - jest ustawowo definiowany i musi spełniać parametry określone w pozwoleniu wodno-prawnym. Jest zatem oczywiste, że modele zawierająceelementy opisujące mechanizmy procesu muszą być rozbudowane i wieloczynnikowe (ponadto nieliniowe), jeśli mają opisywać lokalne oraz globalne maksima i minima, a także sytuacje ekstremalne. Modele przydatne dla sterowania procesami zachodzącymi w urządzeniach oczyszczalni mogą opisywać funkcje przejścia jedynie w liniowych oddziaływaniach ważnych procesowo czynników (zmiennych niezależnych). Celem opracowania jest przedstawienie zasad tworzenia modeli opisujących bioreaktor typu „oczyszczalnia z osadem czynnym” zarówno z wykorzystaniem procesów realizowanych w poszczególnych obiektach, jak i przedstawiających jedynie funkcje przejścia.