Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Dezintegracja ultradźwiękowa osadu nadmiernego

100%

Zielewicz-Madej E. , Sorys P.

|

tom Nr 2 (29)

45-52

PL

Przedmiotem badań, prowadzonych od wielu lat na Wydziale Inżynierii Środowiska i Energetyki w Politechnice Śląskiej jest zastosowanie energii czynnej pola ultradźwiękowego w przeróbce osadów ściekowych, a zwłaszcza zastosowanie dezintegracji ultradźwiękowej osadu nadmiernego przed procesem fermentacji w celu pozyskiwania krótko łańcuchowych kwasów organicznych, jako źródła węgla dla intensyfikacji biologicznego usuwania azotu i fosforu ze ścieków. Dezintegracja ultradźwiękowa badana jest także pod kątem intensyfikacji procesu mineralizacji osadu i wydzielania biogazu w przebiegu fermentacji metanowej.

2

Wpływ dezintegracji chemiczno-termicznej na produkcję lotnych kwasów tłuszczowych z osadów nadmiernych

100%

Myszograj S.

|

2009

|

tom Nr 7-8

41-43

EN

Research results concerning the influence of thermo-chemical processing of excessive sewage sludge on changes in concentration of organic carbon compounds in obtained hydrolysates, described by such parameters as ChZT, OWO and LKT. Two series of research were conducted, in which samples of excessive sludge (containing 1% sm and 5% sm) were processed in temperatures of 115, 135 and 175 °C, earlier having been alcalized with sodium hydroxide in the dose of 0,4g NaOH/g sm.

3

Technologia minimalizacji osadu PROTE-MOS : alternatywne rozwiązanie ograniczające ilość powstającego osadu nadmiernego, poprawiające jakość ścieków oczyszczonych bez nakładów inwestycyjnych ze strony oczyszczalni

84%

Wypler M.

|

tom Nr 2 (83)

46-48

PL

Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o. w Rudzie Śląskiej zrealizowało w latach 1996-2010 program porządkowania gospodarki ściekowej. Porządkowanie rozpoczęto od oczyszczalni ścieków „Barbara". Ze względu na charakter zlewni oraz wpływy eksploatacji górniczej na funkcjonowanie kanalizacji, prace zostały podzielone na dwa etapy. Prace projektowe i wykonawcze w pierwszym etapie uwzględniały warunki brzegowe z lat 90. (uzyskanie stężenia azotu poniżej 30 mg/l, a fosforu poniżej 5 mg/l). Drugi etap zaprojektowany został zgodnie z późniejszymi przepisami - azot poniżej 15 mg/l, a fosfor poniżej 2 mg/l. Specyfika funkcjonowania miasta, wejście Polski do Unii Europejskiej oraz zmiany przepisów prawnych (zaliczenie miasta Ruda Śląska aglomeracji powyżej 100 000 RLM) wymagają obecnie uzyskiwania efektów oczyszczania na poziomie: azot poniżej 10 mg/l, a fi for poniżej 1 mg/l.

4

Effect of Ultrasound Field on Dewatering of Sewage Sludge

84%

Wolski P. , Zawieja I.

|

tom Vol. 38, no. 2

25-31

EN

The paper presents the investigations aimed at the determination of the effect of time and wavelength of ultrasound field on the value of capillary suction time (CST), sludge thickening and dry matter of the excess sludge subjected to the process of stabilization. The investigations were carried out on the excess sludge which comes from communal waste treatment plant. The sludge was exposed to ultrasound field, using ultrasound generator with power of 1500 W, frequency of 20 kHz and amplitude 39.42 ?m (which corresponded to the amplitude of 100%). Sonication of the sludge was carried out for different amplitudes and sonication times. The non-conditioned sludge and the sludge initially conditioned with ultrasound field were subjected to the process of stabilization in laboratory flasks (V = 0.5 dm3) for the period of 10 days. On each day, sludge thickening and dewatering capacities were determined. The sludge subjected to the effect of ultrasound field exhibited elevated levels of CST. However, the sonication time had positive effect on the increase in the degree of thickening for each of the amplitudes studied. Also, the process of stabilization positively affected final thickening and dewatering of the sludge.

PL

W artykule przedstawiono badania mające na celu określenie wpływu czasu i długości fali pola ultradźwiękowego na wartości czasu ssania kapilarnego (CSK), zagęszczania oraz suchej masy osadów nadmiernych poddanych procesowi stabilizacji. Do badań wykorzystano osady nadmierne pochodzące z komunalnej oczyszczalni ścieków. Osady poddano działaniu ekspozycji pola UD, wykorzystując procesor ultradźwiękowy o mocy 1500 W, częstotliwości 20 kHz i długości fali 39,42 ?m (co odpowiadało amplitudzie równej 100%). Nadźwiękawianie osadów prowadzono przy różnych długościach fal i czasach sonifikacji. Osady niekondycjonowane oraz wstępnie kondycjonowane polem UD poddano procesowi stabilizacji w kolbach laboratoryjnych (V = 0,5 dm3) przez okres 10 dni. W każdym dniu prowadzenia procesu oznaczano zdolność osadów do ich zagęszczania i odwadniania. Osady poddane działaniu pola UD posiadały wyższe wartości CSK. Czas nadźwiękawiania miał jednak pozytywny wpływ na zwiększenie stopnia zagęszczania dla każdej z badanych amplitud. Również proces stabilizacji wpłynął pozytywnie na końcowe zagęszczanie i odwadnianie badanych osadów.

5

Intensyfikacja procesu oczyszczania ścieków i stabilizacji osadów nadmiernych z wykorzystaniem odczynnika Fentona

67%

Barbusiński K.

|

tom z. 50

7-169

PL

Wyniki prezentowanych badań dowodzą, że odczynnik Fentona może być efektywnie wykorzystany w szerokim zakresie technologii oczyszczania ścieków przemysłowych. Zastosowanie odczynnika Fentona do oczyszczania ścieków z produkcji bezwodnika kwasu maleinowego, 2-etyloheksanolu, klejów mocznikowych oraz pestycydów wykazało, że jest to skuteczna i prosta w stosowaniu metoda oczyszczania różnorodnych ścieków przemysłowych zawierających trudno degradowalne i toksyczne zanieczyszczenia organiczne. Odczynnik Fentona może być także skutecznym sposobem trwałej destabilizacji zużytych emulsji olejowych. Poza efektywną destabilizacją uzyskuje się znaczne obniżenie wartości ChZT w fazie wodnej. Odczynnik Fentona intensyfikuje również proces tlenowej stabilizacji osadów. W porównaniu z samym nadtlenkiem wodoru oraz klasyczną stabilizacją tlenową, odczynnik Fentona wykazuje większą efektywność mineralizacji osadów. Zdecydowanie poprawia również właściwości sedymentacyjne osadów i ich zdolność do odwadniania oraz w większym stopniu obniża wartości ChZT cieczy nadosadowej. Wykazano, że wysoka efektywność degradacji związków organicznych nie zawsze powoduje jednoczesne obniżenie toksyczności ścieków do akceptowalnego poziomu. Dlatego oczyszczanie ścieków przemysłowych powinno być prowadzone nie tylko ze szczególnym uwzględnieniem obniżenia wartości ChZT, ale również odpowiedniego stopnia redukcji toksyczności. Przebieg zmian wartości ChZT oraz toksyczności ścieków podczas stosowania odczynnika Fentona można opisać równaniami matematycznymi uwzględniającymi wpływ H2O2, FeSO4 oraz temperatury reakcji na kinetykę procesu. Analiza opracowanych modeli kinetycznych potwierdziła trudności w uzyskaniu zadowalającego efektu obniżenia toksyczności w warunkach stosowania odczynnika Fentona, które były najkorzystniejsze dla efektywnego obniżenia wartości ChZT. Wyliczone w tych równaniach wartości pozornej energii aktywacji dla zmian ChZT były kilkakrotnie niższe od wartości pozornej energii aktywacji dla zmian toksyczności dla tych samych ścieków. Oznacza to, że aby uzyskać większą szybkość i efektywność usunięcia toksyczności, należy zwiększyć stężenie reagentów, wydłużyć czas reakcji lub podwyższyć temperaturę. Może się też okazać, że celowe jest jednoczesne zwiększenie stężenia reagentów oraz wydłużenie czasu reakcji. Opracowano także nowe modyfikacje odczynnika Fentona z wykorzystaniem alternatywnego źródła nadtlenku wodoru (PermeOx - handlowa postać nadtlenku wapnia) oraz odpadowego źródła żelaza (wiórki stalowe). Odczynnik Fentona z wykorzystaniem zarówno PermeOxu, jak i wiórków stalowych efektywnie odbarwiał ścieki zawierające barwnik azowy Acid Red 18. Wykazano wysoką skuteczność i praktyczne zalety opracowanych modyfikacji w porównaniu z klasycznym odczynnikiem Fentona (H2O2/Fe2+). Przy zastosowaniu PermeOxu jako alternatywnego źródła nadtlenku wodoru (proces PermeOx/Fe2+) porównywalne efekty oczyszczania ścieków barwnych uzyskiwano przy mniejszej ilości nadtlenku wodoru wydzielonego z najkorzystniejszej dawki PermeOxu w stosunku do wymaganej dawki H2O2 w procesie H2O2/Fe2+. Spośród opracowanych nowych modyfikacji odczynnika Fentona z alternatywnymi źródłami żelaza, tj. PermeOx/Fe0, H2O2/wiórki stalowe oraz PermeOx/wiórki stalowe, proces PermeOx/wiórki stalowe charakteryzował się największą szybkością odbarwiania ścieków. Istotną zaletą stosowania wiórków stalowych w modyfikacji odczynnika Fentona jest możliwość ich regeneracji i wielokrotnego wykorzystania w procesie oczyszczania. Również wykazana możliwość zastosowania modyfikacji odczynnika Fentona z wykorzystaniem wiórków stalowych w układzie przepływowym czyni tę metodę jeszcze bardziej konkurencyjną w stosunku do innych technologii. Dotychczas przy zastosowaniu klasycznego odczynnika Fentona taki sposób oczyszczania był praktycznie niemożliwy. Opracowane modyfikacje odczynnika Fentona otwierają nowe perspektywy jego wykorzystania w technologii oczyszczania ścieków.

EN

The results of the research show that the Fenton reagent can be successfully applied to a broad range of industrial wastewater treatment technologies. Use of the Fenton reagent in treatment of wastewater from production of maleic acid anhydride, 2-ethylhexyl alcohol, urea-formaldehyde resin adhesive and pesticides showed that this is an effective and simple to use method of treatment of various industrial wastewater containing resistant to degradation and toxic organic contaminants. Moreover, the Fenton reagent may be an effective technique employed for permanent destabilization of used oil emulsions. Except for effective destabilization effects considerable decrease in the COD values in water phase is attained. The Fenton reagent also intensifies the process of aerobic sludge digestion. In comparison with hydrogen peroxide alone and classical aerobic sludge digestion it shows greater efficiency of sludge mineralization. It also considerably improves the sedimentation properties and dewaterability of slugdes as well as to a larger degree decreases the COD values of supernatant liquid. It has been proved that high efficiency in degradation of organic compounds does not always bring about the reduction of toxicity in wastewater to an acceptable level. Therefore, in industrial wastewater treatment special emphasis should be laid not only on decreasing COD values but also on obtaining the appropriate level of toxicity reduction. The course of changes of COD values and toxicity of wastewater when the Fenton reagent is used may be described by kinetic equations which illustrate the influence of H2O2, FeSO4 and reaction temperature on the kinetics of the process. The analysis of the developed kinetic models confirmed difficulties in obtaining satisfactory reduction of toxicity under most favourable conditions in which the Fenton reagent was used to effectively remove the COD values. The calculated values of the apparent activation energy for COD changes were several times smaller than the apparent activation energy for toxicity changes for the same wastewater. Therefore, in order to increase the rate and efficiency of toxicity removal it is necessary to increase the concentration of reagents, prolong the time of reaction or raise the temperature. In some cases, simultaneous increase in the concentration of reagents and prolonging the time of reaction might be purposeful.

6

Effect of Thermal Disintegration of Excess Sludge on the Effectiveness of Hydrolysis Process in Anaerobic Stabilization

67%

Zawieja I. , Wolski P.

|

tom Vol. 38, no. 1

103-114

EN

The factor which essentially affects sludge biodegradation rate is the degree of fluidization of insoluble organic polymers to the solved form, which is a precondition for availability of nutrients for microorganisms. The phases which substantially limit the rate of anaerobic decomposition include hydrolytic and methanogenic phase. Subjecting excess sludge to the process of initial disintegration substantially affects the effectiveness of the process of anaerobic stabilization. As a result of intensification of the process of hydrolysis, which manifests itself in the increase in the value and rate of generating volatile fatty acids (VFA), elongation of methanogenic phase of the process and increase in the degree of fermentation of modified sludge can be observed. Use of initial treatment of sewage sludge i.e. thermal disintegration is aimed at breaking microorganisms' cells and release of intracellular organic matter to the liquid phase. As a result of thermal hydrolysis in the sludge, the volatile fatty acids (VFA) are generated as early as at the stage of the process of conditioning. The obtained value of VFA determines the course of biological hydrolysis which is the first phase of anaerobic stabilization. The aim of the present study was to determine the effect of thermal disintegration of excess sludge on the effectiveness of the process of hydrolysis in anaerobic stabilization i.e. the rate of production of volatile fatty acids, changes in the level of chemical oxygen demand (COD) and increase in the degree of reduction in organic matter. During the first stage of the investigations, the most favourable conditions of thermal disintegration of excess sludge were identified using the temperatures of 50°C, 70°C, 90°C and heating times of 1.5 h - 6 h. The sludge was placed in laboratory flasks secured with a glass plug with liquid-column gauge and subjected to thermal treatment in water bath with shaker option. Another stage involved 8-day process of anaerobic stabilization of raw and thermally disintegrated excess sludge. Stabilization was carried out in mesophilic temperature regime i.e. at 37°C, under periodical conditions. In the case of the process of anaerobic stabilization of thermally disintegrated excess sludge at the temperature of 50°C and heating time of 6 h (mixture B) and 70°C and heating time of 4.5% (mixture C), the degree of fermentation of 30.67% and 33.63%, respectively, was obtained. For the studied sludge, i.e. mixture B and mixture C, maximal level of volatile fatty acids i.e. 874.29 mg CH3COOH/dm3 and 1131.43 mg CH3COOH/dm3 was found on the 2nd day of the process. The maximal obtained value of VFA was correlated on this day with maximal COD level, which was 1344 mg O2/dm3 for mixture B and 1778 mg O2/dm3 for mixture C.

PL

Za czynnik wpływający w istotny sposób na szybkość biodegradacji osadów uważany jest stopień upłynnienia nierozpuszczalnych polimerów organicznych do postaci rozpuszczonej, warukującej dostępność substancji odżywczych dla mikroorganizmów. Fazami ograniczającymi szybkość beztlenowego rozkładu są faza hydrolityczna i metanogenna. Poddanie osadów nadmiernych procesowi wstępnej dezintegracji znacząco wpływa na efektywność procesu stabilizacji beztlenowej. W wyniku intensyfikacji procesu hydrolizy, przejawiającej się wzrostem wartości oraz zwiększeniem szybkości generowania lotnych kwasów tłuszczowych (LKT), można zaobserwować wydłużenie fazy metanogennej procesu oraz wzrost stopnia przefermentowania modyfikowanych osadów. Zastosowanie wstępnej obróbki osadów ściekowych, tj. m.in. termicznej dezintegracji osadów, ma na celu rozbicie komórek mikroorganizmów oraz uwolnienie wewnatrzkomórkowej materii organicznej do fazy ciekłej. W wyniku zachodzącej hydrolizy termicznej osadów następuje już na etapie procesu kondycjonowania generowanie lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Uzyskana wartość LKT determinuje przebieg hydrolizy biologicznej, stanowiącej pierwszą fazę stabilizacji beztlenowej. Celem badań było określenie wpływu termicznej dezintegracji osadów nadmiernych na efektywność procesu hydrolizy w stabilizacji beztlenowej, tj. szybkość produkcji lotnych kwasów tłuszczowych, zmiany wartości ChZT oraz wzrost stopnia redukcji substancji organicznych. W pierwszym etapie badań dokonano określenia najkorzystniejszych warunków termicznej dezintegracji osadów nadmiernych stosując temperaturę 50°C, 70°C, 90°C i czas ogrzewania 1,5 h - 6 h. Osady umieszczone w kolbach laboratoryjnych, zamknięte szklanym korkiem z rurką manometryczną, poddano termicznej obróbce w łaźni wodnej z wytrząsaniem. W kolejnym etapie przeprowadzono 8-dobowy proces stabilizacji beztlenowej surowych oraz dezintegrowanych termicznie osadów nadmiernych. Stabilizacje prowadzono w mezofilowym reżimie temperatur tj. 37°C, w warunkach okresowych. W przypadku procesu stabilizacji beztlenowej termicznie dezintegrowanych osadów nadmiernych w temperaturze 50°C i czasie ogrzewania 6 h (Mieszanina B) oraz 70°C i czasie ogrzewania 4,5 h (Mieszanina C) uzyskano stopień przefermentowania wynoszący odpowiednio: 30,67% oraz 33,63%. Dla badanych osadów, tj. Mieszaniny B oraz C, maksymalną wartość lotnych kwasów tłuszczowych, tj. 874,29 mg CH3COOH/dm3 i 1131,43 mg CH3COOH/dm3, uzyskano w 2 dobie procesu. Z otrzymaną maksymalną wartością LKT korelowała odnotowana w ww. dobie procesu maksymalna wartość wskaźnika ChZT, wynosząca dla mieszaniny B 1344 mg O2/dm3, natomiast dla Mieszaniny C 1778 mg O2/dm3.