Anthropopressure is considered as one of the most important causes of disorder of natural water relations in the environment and impoverishment of the landscape. This is particularly evident in urban areas, where the degree of builtup areas and participation of impervious surfaces are still increasing. The result of such processes are extreme phenomena – more frequent droughts and floods. One way to keep a good state of water resources in urban catchments is creating retention and infiltration of rainwater. The paper presents examples of sustainable rainwater management that determine change of the face of the city and increase its friendliness towards the environment.
The degree of accumulation of cadmium, chromium and nickel in sludge of a large rainwater treatment plant was assessed in the paper. The facility collects runoffs from an area of about 500 hectares of Puławy (a city in south-eastern Poland) and in terms of innovativeness, throughput and retention capacity stands out among other national solutions of this type. The main elements of analysed technological line are screen chambers, grit chambers, a settler and a retention pond. In the treatment plant there is only gravity flow - possible because of preserving the appropriate slopes and differences in bottom elevation of the individual devices. During the flow, physical, chemical and biological processes of self-cleaning occur. Sewage sludge was collected using a sediment core sampler, type Beeker, by Eijkelkamp. The material of intact structure was taken from the bottom of particular stormwater treatment facilities from the 0-10 cm layer. The cadmium content was determined in plasma using a quadrupole mass spectrometer and an ion detector. Chromium and nickel contents were determined using the method of atomic absorption spectrometry in acetylene-air flame. The trace metal contents in sediments are characterised by relatively large diversity. Different hydraulic conditions prevailing in individual devices – especially speeds of liquid flow – may be the cause. As a result, sequential sedimentation of various fractions of suspension occurs, along with adsorbed metals. The use of drained surfaces may be of great importance. The highest concentrations of pollutants were observed in the part of the treatment plant supplied with runoffs from the main streets of the city. The least polluted was sludge from the retention pond, from which purified sewage flows to the oxbow of the Vistula river. In grit chambers, Cr (54-60%) has the highest share in the pool of analysed metals. In contrast, the settler and the retention pond are dominated by Ni (respectively 64 and 80%). The contribution of Cd is in the range of 0.02-0.7%. In comparison with results obtained by other authors, the degree of accumulation of trace metals in the sludge is not very high. Their presence in the research area is probably related to the functioning of road transport and burning of fuels for energy purposes. A certain pool of metals can be released from various components of the technical infrastructure. Although no disturbingly high levels of heavy metals were found in the sediments, their quality should be continuously monitored. The city is developing dynamically and it is not possible to exclude the emergence of further potential pollution sources (e.g. increase in sealed surfaces and intensity of road traffic, establishing new production plants and service). In the case of increased concentrations of metals, an effective method of neutralization of sediments should be developed and implemented, e.g. using bioremediation processes.
PL
W pracy dokonano oceny stopnia akumulacji kadmu, chromu i niklu w osadach dużej oczyszczalni ścieków deszczowych. Obiekt zbiera spływy z powierzchni około 500 ha miasta Puławy (południowo-wschodnia Polska) i pod względem innowacyjności, przepustowości oraz pojemności retencyjnej wyróżnia się wśród innych krajowych rozwiązań tego typu. Podstawowymi elementami analizowanego ciągu technologicznego są: kraty, piaskowniki, osadnik i staw retencyjny. W oczyszczalni odbywa się wyłącznie przepływ grawitacyjny – możliwy dzięki zachowaniu odpowiednich spadków i różnic rzędnych den poszczególnych urządzeń. W trakcie przepływu zachodzą fizyczne, chemiczne i biologiczne procesy samooczyszczania. Osady ściekowe pobierano za pomocą próbnika Beeker firmy Eijkelkamp. Materiał o nienaruszonej strukturze pozyskiwano z dna poszczególnych obiektów oczyszczalni z warstwy 0-10 cm. Zawartość kadmu oznaczano w plazmie za pomocą kwadrupolowego selektora mas oraz detektora jonowego. Natomiast zawartość chromu i niklu oznaczano metodą spektrometrii absorpcji atomowej ze wzbudzeniem w płomieniu acetylen-powietrze. Zawartości metali śladowych w osadach cechuje stosunkowo duże zróżnicowanie. Przyczyną mogą być odmienne warunki hydrauliczne panujące w poszczególnych urządzeniach – przede wszystkim prędkości przepływu cieczy. W efekcie następuje sekwencyjna sedymentacja różnych frakcji zawiesiny, a wraz z nią zaadsorbowanych metali. Duże znaczenie może mieć sposób użytkowania powierzchni odwadnianych. Największe stężenia badanych zanieczyszczeń obserwowano w części oczyszczalni zasilanej spływami z głównych ulic miasta. Najmniej zanieczyszczone były osady ze stawu retencyjnego, z którego ścieki oczyszczone odpływają do starorzecza Wisły. W piaskownikach, w puli analizowanych metali największy udział wykazuje Cr (54-60%). Natomiast w osadniku i stawie retencyjnym zdecydowanie dominuje Ni (kolejno 64 i 80%). Udział Cd mieści się w granicach 0,02-0,7%. W porównaniu z wynikami uzyskiwanymi przez innych autorów, stopień akumulacji metali śladowych w osadach nie jest wysoki. Ich obecność w obszarze badań prawdopodobnie wiąże się z funkcjonowaniem transportu drogowego oraz spalaniem paliw w celach energetycznych. Pewna pula metali może uwalniać się z różnych elementów, wchodzących w skład infrastruktury technicznej. Mimo, że nie stwierdzono w badanych osadach niepokojąco wysokich zawartości metali ciężkich, ich jakość powinna być stale monitorowana. Miasto rozwija się dynamicznie i nie można wykluczyć pojawiania się kolejnych potencjalnych źródeł zanieczyszczeń (m.in. wzrost powierzchni uszczelnionych i natężenia ruchu, tworzenie nowych zakładów produkcyjnych i usługowych). W przypadku wzrostu stężeń metali należy opracować i wdrożyć skuteczną metodę neutralizacji osadów, np. z wykorzystaniem procesów bioremediacji.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Składowisko odpadów (szczególnie jego skarpy wewnętrzne i zewnętrzne) narażone jest na erozję wodną i ruchy masowe w fazie budowy, eksploatacji i rekultywacji. Omówiono główne przyczyny i sposoby zapobiegania tym zjawiskom. Zwrócono uwagę na problem erozji warstw izolujących uszczelnienia skarp wewnętrznych w okresie eksploatacji oraz czaszy składowiska na etapie zamykania obiektu.
EN
Landfill site (particularly its internal and external scarpes) are at risk of water erosion and mass-movements during construction, exploitation and land reclamation. The main reasons and ways of prevention these phenomena were discussed. They paid attention to problem of erosion of isolation layers of external scarpes during exploitation and of landfill plateau in stage of its shutdown.
W artykule opracowano modele matematyczne do wyznaczania parametrów i charakterystyk wysokoobrotowej prądnicy wzbudzanej magnesami trwałymi dla stanów ustalonych. Analizę oparto na metodzie obwodowej z uwzględnieniem zjawisk nieliniowych. Sformułowany model matematyczny oparto na ogólnych założeniach pozwalających na prowadzenie analizy dla założeń szczegółowych. Opracowany model matematyczny umożliwia analizę stanu magnetycznego maszyny dla rożnych obciążeń określanych wskaźnikowo oraz umożliwia wyznaczanie między innymi charakterystyki zewnętrznej dla pełnego zakresu obciążeń. Nowość podejścia polega w usuwaniu z obliczeniowego algorytmu procedury liczbowego całkowania układu równań algebro-różnicowych. Opracowany model umożliwia wyznaczanie napięcia wysokoobrotowej prądnicy dla rożnych wartości obciążenia na etapie wstępnego projektowania maszyny. Przedstawiona w artykule metodyka pozwala na wykorzystanie jej elementów do wyznaczania charakterystyk mechanicznych silników PMSM. Ponadto w artykule przedstawiono porównanie wyników obliczeń z proponowanej metody z obliczeniami uzyskanymi z modelu matematycznego opartego na teorii polowej analizowanej maszyny.
EN
The mathematical formulation and the algorithm for the calculation of the static characteristics of steady-state high-power generator with permanent magnet excitation is proposed. The study was carried out using the circuit theory methods, which are based on the nonlinear theory of electric machines of alternate current and an invariant theory of approximation of functions. The described mathematical model is butli based on the conventional assumptions. It allows you to analyze the magnetic state of the machine at the reference current and power factor, and also – to count an external characteristic over the entire range of possible loads. The novelty of the approach is in excluding a procedure of numerical integration of differential-algebraic equations systems from calculation algorithm. The main purpose of this model – voltage rating of generator under load at the prime design of the high-speed machines. Results of the calculation of regime values obtained by the proposed method and results, which were calculated on adequate field model of the same machine, which uses 2D to FEM-analysis are compared. Elements of the proposed methods of calculation of the magnetic state of high-speed machines with permanent magnet excitation can be used for calculation of the mechanical characteristics of the PMSM motors.
W artykule przedstawiono model matematyczny dynamiki trójmasowego układu zastępczego z połączeniami sprężystymi na przykładzie odcinka linii technologicznej walcowania blach grubych składającego się z klatki walcowniczej oraz rolek odbierającego samotoku transportowego z motoreduktorowymi napędami indywidualnymi o konstrukcji samonośnej mocowanymi na końcach wałów rolek. Sformułowanie modelu matematycznego oparto na równaniu Lagrange’a drugiego rodzaju. W modelu matematycznym uwzględniono sprężyste połączenia pomiędzy masami układu zastępczego z uwzględnieniem położenia elementu transportowanego. Wykonano przykładowe obliczenia symulacyjne z wykorzystaniem modelu symulacyjno-komputerowego. Wyniki obliczeniowe przykładowych stanów dynamicznych przedstawiono w formie przebiegów czasowych.
EN
This paper presents the mathematical model of a dynamics triple-mass system with elastic connections based on example of the part of a plate mill processing line with the roller table transporting line individually equipped with motors with gear reducers fixed at the ends of roller shafts. Mathematical model was based on the basis of Lagrange’s equation of the second type. In the analysis, the moment of inertia as a function of time was taken into account. This function was introduced into the system of differential equations describing the mechanical part of drive system. Considering the complex parameters of drive system the exemplary numerical calculations by using a simulation model were made. Results of simulation of computational dynamic states as time dependencies are presented.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy, na podstawie uogólnionej interdyscyplinarnej metody wykorzystującej modyfikację zasady Hamiltona z uwzględnieniem rozszerzenia funkcji Lagrange’a sformułowano model matematyczny układu napędowego z silnikiem synchronicznym o biegunach jawnych we współrzędnych fizycznych prądów. Wał napędowy rozpatrywano jako podatny sprężysto-dyssypacyjny układ transmisji ruchu. Równania elektromechanicznego stanu przedstawiono w postaci Causze’go. Na podstawie sformułowanego modelu przeprowadzono obliczenia numeryczne. Wyniki symulacji komputerowych przedstawiono w postaci graficznej.
EN
In the paper the mathematical model of a salient pole synchronous motor-based drive system is presented. The model was formulated for the current reference frame on the basis of the generalized interdisciplinary method that uses a modification of Hamilton’s principle including extending function of Lagrange. The transmission shaft is considered as an elastic and dissipative transmission system of mechanical power. The equations of electromechanical state are given in Cauchy form. The numerical calculations based on the formulated mathematical model were carried out. The results of computer simulations are presented as time dependencies.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the analysis of electromechanical processes in drive system for rolling mill with rigid torque transmission is presented. The abovementioned drive system, that bases on lumped parameters, consists of two high-power induction motors driving the rolls of rolling mill. The method based on the modification of Hamilton's principle was used in order to formulate the state differential equations. The numerical simulations of rolling-mill operation are made for three examples. The results are presented as graphs.
PL
W pracy poddano analizie procesy elektromechaniczne w układzie napędowym walcarki o sztywnej transmisji ruchu. Badany układ składa się z dwóch silników indukcyjnych dużej mocy, które napędzają cylindry walcarki. System rozpatruje się jako układ o parametrach skupionych. Dla formowania różniczkowych równań stanu wykorzystano metodę, która bazuje na modyfikacji zasady Hamiltona. Przeprowadzono symulacje numeryczne pracy układu walcarki dla trzech przypadków obliczeniowych. Wyniki przedstawiono w postaci graficznej.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a mathematical model of power system. The interdisciplinary method, based on a modification of Hamilton’s integral variational principle, is used in order to model the system. The analyzed system consists of a nonlinear power transformer that is connected to the unbalanced energy source via asymmetric cable line. The unbalanced RLC circuit is considered as a load of the transformer. The operation of the transformer in transient states is analyzed using the formulated model. The results of computer simulations are presented as graphs.
PL
W pracy przedstawiono model matematyczny układu elektroenergetycznego stosując interdyscyplinarną metodę modelowania, która wykorzystuje modyfikację integralnej zasady wariacyjnej Hamiltona. Analizowany układ składa się z nieliniowego transformatora mocy, który jest podłączony przez asymetryczną linię kablową do niesymetrycznego źródła energii. Transformator pracuje obciążony niesymetrycznym obwodem RLC. Wykorzystując sformułowany model przedstawiono analizę pracy transformatora w stanach przejściowych. Wyniki symulacji komputerowych przedstawiono w postaci graficznej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.