Obecnie najważniejszym zadaniem stawianym współczesnym systemom zarządzania składowiskami jest stosowanie efektywnych i ekonomicznie uzasadnionych technologii przetwarzania i składowania odpadów (niskie koszty eksploatacyjne oraz niski poziom zużycia energii).
Obecnie najpopularniejszą metodą zagospodarowania odpadów jest ich deponowanie na składowiskach. Tradycyjne składowiska charakteryzują się wysokim potencjałem do emisji zanieczyszczeń powodując długotrwałe zagrożenia dla środowiska naturalnego i zdrowia człowieka. Zagrożenia te można ograniczać stosując odpowiednie techniki przetwarzania odpadów przed ich składowaniem. W artykule przedstawiono, wpływ wstępnego tlenowego przetwarzania odpadów przed ich składowaniem na wielkość emisji zanieczyszczeń usuwanych w odciekach i w metanie. Badania wykazały, że całkowity ładunek ChZT, OWO, BZT5 i LKT wymyty w całym okresie badań z odpadów przetworzonych tlenowo był niższy niż z odpadów nieprzetworzonych o: 21, 18, 6, 23%, odpowiednio, a produkcja metanu o 20%.
EN
Currently, the most popular method of waste disposal is their deposition in landfills. Traditional landfills are characterized the high potential of pollutant emission causing long term risk to the environment and human health. These risks can be limited using the appropriate techniques of waste treatment prior it is landfilled. These risks can be limited using the appropriate techniques of waste treatment prior it is landfilled. In the article the impact of aerobic degradation of waste before its storage on decreased load of pollutant and biogas production are presented. The studies showed that the total loads of COD, TOC, BOD5 and VFA eluted in the whole study period from waste after aerobic treatment were lower than from untreated waste on: 21, 18, 6, 23%, respectively, and methane production on 20%.
Landfilling is still a popular waste disposal method. However, currently it is insufficient practice for effective waste management. Conventional waste disposal leads to pollutant emissions by a long periods of time and requires applying specific emission control and treatment method. Old landfill might require aftercare for decades or centuries. The consequences of this is long -term risks for environment and human health. Currently, the primary task posed for modern landfill management systems is the use of efficient and economic technology of waste treatment and disposal. The paper presents, according data from subject literature, the impact of leachate recirculation and aerobic degradation of waste and mechanical-biological treatment of wastes before their storage on the reduction of pollution emissions from landfills.
PL
Wzrost świadomości procesów przebiegających na składowiskach oraz wzrastająca ilość wytwarzanych odpadów przyczyniły się do szukania nowych dróg rozwiązań dla metod zagospodarowywania odpadów. Tradycyjne składowiska projektowane są jako składowiska "suche" ukierunkowane na minimalizację ilości powstających odcieków. Rozkład odpadów na takich składowiskach przebiega w warunkach beztlenowych z ograniczonym dostępem wilgoci. Procesy w nich zachodzące przebiegają wolno, a emisje zanieczyszczeń usuwanych wraz z odciekami i biogazem powodują długotrwałe zagrożenie dla środowiska i zdrowia człowieka. Składowiska te jeszcze wiele lat po ich zamknięciu wymagają długotrwałego i kosztownego monitoringu kontroli wielkości emisji zanieczyszczeń. Technologie takie jak przetwarzanie odpadów przed ich składowaniem oraz techniki intensyfikacji procesów rozkładu odpadów zdeponowanych na składowiskach, są rozwiązaniami ukierunkowanymi na osiągnięcie celów stawianych współczesnej gospodarce odpadowej. W artykule przedstawiono wpływ recyrkulacji odcieków, tlenowej degradacji odpadów na składowisku oraz mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów przed ich składowaniem, na zmniejszenie wielkości emisji zanieczyszczeń ze składowisk w oparciu o dane literaturowe.
Badania prowadzone w ciągu dwóch ostatnich dziesięcioleci dają obiecującą perspektywę produkcji biowodoru. Jednak z punktu widzenia ekonomii procesu jego wydajność musi być znacząco zwiększona. Celem badań powinno być poszukiwanie nowych metod umożliwiających odzysk wodoru z substratów organicznych na jak najwyższym poziomie. Produkcja biowodoru na drodze fermentacji jest wskazywana najczęściej, jako najbardziej efektywna metoda jego pozyskiwania.
EN
Studies carried out over the past two decades, gives a promising perspective biohydrogen production. However in terms of economy pro-cess its efficiency must be significantly increased. A current research goal should be to find new methods of recovery of hydrogen from organic substrates at the highest level. Biohydrogen production by fermentation is the most frequently indicated as the most effective method.
Obok powszechnie stosowanej fermentacji metanowej osadów ściekowych, coraz większego znaczenia nabierają metody biologicznego, beztlenowego przetworzenia wielu rodzajów odpadów organicznych, zarówno stałych jak i ciekłych. O efektywności procesu oraz o ilości produkowanego biogazu decyduje charakter substratu i jego podatność na rozkład beztlenowy. Podatność substratów organicznych na biodegradację ocenia się na podstawie ilorazu C/N, który powinien dla procesu fermentacji metanowej mieścić się w zakresie od 20 do 30:1. Optymalizację składu substratów, a w szczególności: zawartości suchej masy, suchej masy organicznej, ilorazu C/N czy też stężenia inhibitorów można uzyskać stosując ko-fermentację, czyli wspólną fermentację dwóch lub więcej składników połączonych w jednorodną mieszaninę. Najczęściej spotyka się rozwiązanie, gdy jeden z substratów jest w przeważającej ilości (>50%). W miarę prowadzonych doświadczeń w skali półtechnicznej czy też technicznej zwiększa się spectrum wykorzystywanych ko-substratów. Proces ko-fermentacji wymaga wprowadzenia bilansowania składu substratów i ich wstępnego przygotowania. Jednym z substratów do biogazowni rolniczych może być pomiot kurzy. Wykorzystanie pomiotu stwarza jednak problemy eksploatacyjne. Związane jest to przede wszystkim z wysokimi stężeniami azotu amonowego oraz niekorzystnym ilorazem węgla organicznego do azotu w granicach od 2 do 14:1. Prawidłowo przebiegająca fermentacja metanowa pomiotu kurzego wymaga, więc zbilansowania ilorazu C/N przez wprowadzanie odpowiedniej ilości dodatkowych ko-substratów, bogatych w węgiel organiczny. Ko-substratami tymi mogą być: odpady szklarniowe (łęty pomidorów, ogórków), odpady rolnicze (obierki, wysłodki, melasa), biomasa w tym rośliny energetyczne (kiszonki kukurydzy, traw), frakcja organiczna odpadów komunalnych i osady ściekowe. Konkurencyjnym ko-substratem w przypadku małych biogazowni rolniczych może być podłoże popieczarkowe. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące przebiegu procesu fermentacji pomiotu kurzego wraz z różnymi ko-substratami. Głównym celem badań było ustalenie optymalnych udziałów ko-substratów do procesu fermentacji w celu uzyskania wysokiej produkcji metanu (BMP). Głównym substratem był pomiot kurzy, a jako ko-substraty wykorzystywano: podłoże pieczarek, kiszonkę kukurydzy, słomę, trawę oraz łęty pomidorów. Udział ko-substratów we wsadzie do fermentacji pomiotu kurzego ustalano w oparciu o iloraz C/N. Substraty rozdrabniano do wymiarów < 20mm. Skład fizyczno-chemiczny oceniano na podstawie następujących parametrów: zawartość suchej masy, suchej masy organicznej, ChZT, pH, stężenia azotu Kjeldahla, azotu amonowego i fosforu. Podatność tych substratów na biodegradację beztlenową oceniano na podstawie ilorazu C/N oraz w teście BMP. Badania procesu beztlenowego rozkładu z produkcją biogazu prowadzono w reaktorach nie przepływowych o obj. 2,5 d3 w czasie 21-30 dób. Potencjał biogazowy określono dla różnego procentowego udziału pomiotu kurzego i ko-substratów. W badaniach testowano mieszaniny: pomiot kurzy + kiszonka kukurydzy, pomiot kurzy + łęty pomidorów, pomiot kurzy + słoma, pomiot kurzy + podłoże pieczarek. Wyznaczone wartości C/N dla substratów wynosiły od 12 do 169. Do zakresu optymalnego dla procesu fermentacji zbliżony był tylko iloraz C/N = 31 wyznaczony dla łęt pomidorów. Pomiot kurzy charakteryzował się wartością tego ilorazu na poziomie 12. Wyniki uzyskane dla pomiotu, trawy, kiszonki kukurydzy dobrze korespondują z wartościami C/N podawanymi w literaturze. Dla słomy stosowanej w badaniach uzyskano iloraz C/N=169 i odbiegał on od zakresu 80-100:1 podawanego w literaturze. Aby skorygować wartość ilorazu C/N do substratu podstawowego (pomiot kurzy) dodawano w różnych proporcjach inne substraty. W mieszaninach pomiot kurzy stanowił od 20 do 90%. Dla mieszaniny pomiotu kurzego z kiszonką kukurydzy uzyskano ilorazy C/N w zakresie 13-38. Iloraz C/N od 20 do 30 uzyskano dla mieszanin: 40% pomiot kurzy+ 60% kiszonka kukurydzy oraz 60% pomiot kurzy+40% kiszonka kukurydzy. Dobrym ko-substratem do pomiotu kurzego okazały się łęty pomidorów. Dla udziału łęt od 60 do 90% wartości C/N mieszaniny oscylowały w zakresie od 20 do 27. Najwyższą produkcję metanu na poziomie 320 d3/kg s.m. uzyskano dla kiszonki kukurydzy oraz dla trawy rzędu 237 d3/kg s.m. Wyniki badań wykazały, że kiszonka kukurydzy i łęty pomidorów są dobrymi ko-substratami do procesu fermentacji pomiotu kurzego. Mieszanina składająca się z 60% pomiotu i 40% kiszonki kukurydzy charakteryzowała się największą produkcją metanu. Produkcję metanu rzędu >200 d3/kg s.m. uzyskano również dla mieszanin: 60% pomiotu i 40% łęt pomidorów oraz 20% pomiot kurzy i 80% trawa. W przypadku dwóch ostatnich mieszanin wartości ilorazu C/N były < 20 i wynosiły kolejno 16 i 15. Dodatek 30 i 40% kiszonki kukurydzy powodował wzrost produkcji biogazu w stosunku do ilości produkowanej z pomiotu kurzego kolejno o: 25 i 35%. Porównując produkcję metanu z tych mieszanin odnotowano spadek tej produkcji w porównaniu do produkcji uzyskiwanej z samej kiszonki. Z mieszaniny pomiotu z łętami pomidorów z zawartością 40 i 60% pomiotu uzyskano większą produkcję metanu w porównaniu do produkcji uzyskanej dla samego pomiotu i samych łęt. Dodatek od 40 do 80% łęt do pomiotu powodował wzrost wartości ilorazu C/N mieszaniny, co nie wpłynęło na zwiększenie produkcji metanu. Największą produkcję metanu uzyskano w procesie ko-fermentacji mieszaniny: 60% pomiotu i 40% łęt pomidorów przy C/N = 16. Wyniki badań wykazują, że zalecany w literaturze iloraz C/N w zakresie 20-30:1 nie jest jednoznacznym parametrem oceniających podatność substratów i ich mieszanin na rozkład beztlenowy oceniany na podstawie ilości produkowanego metanu (biogazu).
EN
In addition to the commonly used methane fermentation of sewage sludge also organic wastes both solid and liquid they are increasingly being processed in anaerobic process. The effectiveness of the process and the amount of biogas produced depends on the type of substrate and its susceptibility to anaerobic digestion. The susceptibility of organic substrates to biodegradation is assessed on the basis of the ratio C/N, which for methane fermentation process should be in the range of from 20 to 30: 1. The optimization of the composition of substrates, in particular a dry matter content of organic dry matter, the ratio C/N or the concentration of inhibitor may be obtained using co-fermentation means fermentation of two or more ingredients combined in a homogeneous mixture. The most common is a solution where one of the substrates is proportion > 50%. As research on a pilot scale and technical scale increases spectrum used co-substrates. The process of co-fermentation requires a balancing of the composition of the feedstock and pretreatment. One of the substrates for biogas plants can be chicken manure. However, the use of manure causes operational problems. This is due to high levels of ammonia nitrogen and negative quotient of organic carbon to nitrogen in the range from 2 to 14: 1. Properly runs methane fermentation of chicken manure therefore requires balancing the ratio C/N by entering the appropriate number of additional co-substrates, rich in organic carbon. Co-substrates of these may be: greenhouse waste (haulm tomatoes, cucumbers), agricultural wastes (peels, pulp, molasses), biomass including energy crops (corn silage, grass), the organic fraction of municipal waste and sewage sludge. Competitive co-substrate in the case of small agricultural biogas plants can be ground mushrooms. The paper presents results of research on the process of fermentation chicken manure along with various co-substrates. The main aim of the study was to determine the optimal part of co-substrates for the fermentation process to obtain high production of methane gas (BMP). The main substrate was chicken manure, and as co-substrates were used: grant mushrooms, corn silage, straw, grass and haulm tomatoes. The share of the co-substrates in the feed to the poultry manure fermentation was determined based on the quotient of C / N. Substrates was shredded to a size <20 mm. The physicochemical composition was evaluated based on the following parameters: dry matter content, organic matter, COD, pH, concentration of Kjeldahl nitrogen, ammonia nitrogen and phosphorus. The susceptibility of these substrates on anaerobic biodegradation was evaluated based on the ratio C/N and BMP test. The study of the anaerobic decomposition of biogas production was carried out in the reactors with a volume 2.5 dm(3) at the time of 21-30 days. The potential of biogas specified for different percentages chicken manure and co-substrates. In the studies were tested a mixture of: chicken manure + corn silage, chicken manure + haulm tomatoes, chicken manure + straw, chicken manure + ground mushroom. A good co-substrate for chicken manure proved haulm tomatoes. For the portion haulms came from 60 to 90% of the C/N of the mixture fluctuated in the range of 20 to 27. The highest methane production at the level of 320 dm(3)/kg DM obtained for corn silage and grass for at the level of 237 dm(3)/kg DM. The results showed that maize silage and haulm tomatoes are good co-substrates for fermentation of chicken manure. A mixture consisting of 60% manure, and 40% corn silage characterized by the highest production of methane. Methane production at the level of >200 dm(3)/kg DM were also obtained for mixtures of 60% manure and 40% haulms came tomatoes and chicken manure 20% and 80% grass. For the last two mixtures, the ratio of C/N was <20 and were 16 and 15, respectively. The addition of 30 and 40% corn silage caused an increase the biogas production relative to the amount of poultry manure produced successively by 25 and 35%. Comparing the production of methane from these mixtures to produce the same corn silage recorded a decrease of these production. The addition of 30 and 40% corn silage caused an increase the biogas production relative to the amount of poultry manure produced successively by 25 and 35%. Comparing the production of methane from these mixtures to produce the same corn silage recorded a decrease production. With a mixture of manure with haulm tomatoes with the contents of 40 and 60% reported greater manure methane production compared to the production obtained for manure and haulm tomatoes. The addition of from 40 to 80% of the tomato haulm to manure caused an increase of the ratio C/N of the mixture, which did not affect the increase in methane production. The highest methane production achieved in the co-fermentation with a mixture of 60% manure, and 40% tomato haulm at C/N = 16. The test results show that recommended in the literature quotient C/N in the range of 20-30:1 is not a unique parameter for assessing the susceptibility of substrates and mixtures for anaerobic digestion.
Zintegrowany proces przeróbki osadów ściekowych i odpadów może być realizowany w procesach ko-fermentacji. Takie rozwiązania umożliwiają nie tylko lepsze wykorzystanie dostępnej pojemności istniejących komór fermentacyjnych, ale również, ze względu na odpowiedni dobór substratów, zwiększają produkcję biogazu z równoległym rozwiązaniem gospodarki odpadami w gminach.
EN
The integrated process of sludge treatment and waste can be realized in co-fermentation processes. Such solutions provide not only better utilization of the available capacity of the existing bioreactors, but also, due to the appropriate choice of substrates, increase the production of biogas from a parallel solution to waste management in municipalities.
Zgodnie z Prawem Ochrony Środowiska osady ściekowe nie są zaliczane do biomasy, a proces ich termicznego przekształcania musi spełniać rygorystyczne wymagania jak dla spalania odpadów. Natomiast zgodnie z Ustawą Prawo Energetyczne termiczna utylizacja osadów ściekowych to proces produkcji energii ze źródeł odnawialnych i związane z tym możliwości wywiązania się z obowiązku pozyskiwania „zielonej” energii.
EN
According to the Environmental Protection Law the sewage sludge are not included in the biomass and the process of thermal treatment must comply rigorous requirements as for the incineration of waste. However, according to the Energy Law Act thermal utilization of sewage sludge is a process of energy production from renewable sources and related possi-bilities to fulfill the obligation of obtaining 'green' energy.
Zagospodarowanie osadów ściekowych jest jednym z najważniejszych problemów krajowej gospodarki odpadami. Przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych w Polsce (obok składowania) jest obecnie najprostszą i najtańszą metodą ich ostatecznego unieszkodliwiania. W artykule przedstawiono ogólne zasady gospodarowania osadami ściekowymi i możliwości ich praktycznego zastosowania na przykładzie oczyszczalni o RLM 2600.
EN
Development of sewage sludge is one of the most important problems of the national waste management. Natural use of sewage sludge in Poland (next to the landfill) is currently the simplest and cheapest way to their final disposal. The article presents the general principles of sludge development and the possibility of practical application it on the example of waste water treatment plant on PE = 2600.
In the scientific literature, there is no field test results for the removal of organic pollutants and nutrients in sewage-type VF-CW during low temperatures, as well as evaluation of buildings after years of service. This paper presents the results of the composition of the raw sewage and treated in a wastewater treatment "a household" after 16 years of service with an indication of the efficiency of the removal of organic pollutants and biogenic compounds depending on the season. The results showed high efficiency in the removal of organic compounds from wastewater expressed in BOD5 and COD. Average removal efficiency of organic compounds was 94% for BOD5 and 91% for COD. Removal of nitrogen compounds were unstable over time and subject to fluctuations in annual and depend on the composition of the raw sewage, and environmental conditions (such as temperature and evapotranspiration). It has been shown that the examined object nitrification occurs, a temporary lack of oxygen (winter conditions) to increase efficiency in the removal of nitrogen in the process of denitrification. In the period under study the average efficiency of total nitrogen removal from wastewater was 64%. The test object was characterized by a surprisingly high total phosphorus removal efficiency. Efficiency of removal of phosphorus from the waste water ranged from 55% to 84%, averaging 74%. The observed increase in the efficiency of phosphorus removal, it may relate to the previous lightening bed and thus increase its ability to re-bind to phosphate.
The development of the production of poultry meat is connected with an increase in the quantity of the manure. The chemical characteristics predisposes this waste to processing by methane fermentation method. This study investigated the influence of ammonia and volatile fat acids on mesophilic anaerobic digestion of poultry manure. The aim of the studies was: to determine the degree of biodegradation of the poultry manure as well as manure and corn silage mixed in various proportions in the process of mesophilic fermentation, to evaluate the impact of mineral nitrogen and volatile fat acids on the course of fermentation, and to establish optimum proportions of these types of waste. The tests confirmed the positive effect of co-fermentation of poultry manure with corn silage. The most favourable ratio for mixing the substrates is the equal percentage of their dry matter in the mixture. With such waste mixing proportions, the degree of degradation of organic substances contained in the manure amounted to 61.8% and was higher than in the mono-digestion of manure and corn silage.
PL
Rozwój produkcji mięsa drobiowego jest połączony ze wzrostem ilości obornika. Właściwości chemiczne predysponują te odpady do przetwarzania metodą fermentacji metanowej. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu amoniaku i lotnych kwasów tłuszczowych na mezofilową ko-fermentację metanową obornika drobiowego i kiszonki z kukurydzy. Celem badań było ustalenie stopnia biodegradacji obornika drobiowego i kiszonki kukurydzy zmieszanych w różnych proporcjach. Badania potwierdziły pozytywny wpływ ko-fermentacji odchodów kurzych z kiszonką, a najlepszy efekt uzyskano po zmieszaniu badanych substratów w równych porcjach. Stopień rozkładu substancji organicznych zawartych w oborniku wyniósł 61,8% i był wyższy niż w mono-fermentacji obornika i kiszonki z kukurydzy.