Zjawisko zalegania piany pochodzenia biologicznego na powierzchni bioreaktorów z osadem czynnym jest powszechne. Powoduje szereg utrudnień eksploatacyjnych. Często pomimo redukcji wieku osadu czynnego i podjęcia innych ograniczających liczebność organizmów nitkowatych w osadzie czynnym zabiegów piana wciąż występuje. Artykuł ukazuje sposób zdiagnozowania i rozwiązania problemu.
EN
A foam retention on the surface of activated sludge bioreactors is a common phenomenon. As a result a number of operational difficulties occur. Often, despite the reduction of sludge age and the using of other treatments limiting the abundance of filamentous organisms in activated sludge, the foam still persists. The article shows how to diagnose and resolve the problem.
W oparciu o stochastyczne metody prowadzenia badań, podjęto próbę stworzenia fizycznego modelu działania trójstopniowego mechanicznego destruktora piany. Celem opracowania było stworzenie podstaw projektowania procesowego tego typu urządzenia.
EN
Using stochastic methods of research, the attempts to create the operation model of a 3-stage mechanical destructor were made. The aim of the paper was to create fundamentals for project design of this type of apparatus.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono pokrótce różne problemy związane z modelowaniem struktury obszarów powierzchniowych oraz zachodzących na granicach fazowych procesów sorpcji. W ostatnich latach obserwuje się zasadniczy i szybki postęp w technicznych możliwościach symulowania komputerowego coraz bardziej złożonych zjawisk. W szczególności dotyczy to równoczesnego stosowania technik MC i MD w dziedzinie mechaniki kwantowej oraz termodynamiki statystycznej, co doprowadziło do ogromnych postępów w zrozumieniu zjawisk powierzchniowych. Podano, opierając się głównie na pracach przeglądowych, przykłady ważnych osiągnięć uczonych polskich, które mogą przyczynić się do rozwoju fizyko-chemii procesów "mineralurgicznych".
EN
Various aspects of modeling of the structure of interfacial regions and sorption processes proceeding at different interfaces are shortly discussed. In recent years a fundamental and fast progress in computer simulation of more and more complex phenomena is observed. In particular, it applies to the MC and MD modeling in quantum mechanics and statistical thermodynamics. This has lead to enormous progress in understanding of the nature of interfacial phenomena. Examples of the important achievements of the Polish scientist/researchers, which may affect the development of physical chemistry of mineralogical processes are given, basing on recent review articles.
Analiza literatury w zakresie modelowania sprawności destrukcji piany wskazuje, że nie istnieje ogólnie uznawana definicja tego pojęcia. Stosowane równania definicyjne dostarczają niejednolitych wartości maksymalnej i minimalnej skuteczności; co oznacza brak stałych, porównywalnych punktów odniesienia. Nowa propozycja definicji skuteczności destrukcji bazuje wyłącznie na zmniejszeniu zawartości gazu dla piany pierwotnej i wtórnej oraz przez unormowanie tej różnicy pozwala wyeliminować przytoczone powyżej niedoskonałości. Zaproponowaną definicję zweryfikowano na podstawie badań własnych destruktorów mechanicznych. Słowa kluczowe: destrukcja piany, kryterium oceny destrukcji, destruktory mechaniczne
EN
Literature survey in the scope of foam destruction efficiency modelling showed that a widely recognized definition of this term does not exist. The equations used provide diversified values of the maximum and minimum effectiveness, and it is difficult to find permanent comparable points of reference. A new proposal of the destructive effectiveness definition is based exclusively on the decreasing of gas content for primary and secondary foam and, via normalizing this difference, enables one to eliminate the abovementioncd imperfections. On the basis of own experiments dealing with mechanical destructors a new concept of the efficiency was verified.
Celem pracy było określenie wpływu środków spieniających (albumina jaja kurzego, monostearynian glicerolu, izolat białka sojowego) i stabilizujących (metyloceluloza) na stabilność i strukturę pian z przecieru jabłkowego. Analiza parametrów fizycznych i strukturalnych wskazuje, iż zastosowanie dodatku 2% albuminy i 0,5% metylocelulo-zy umożliwia uzyskanie stabilnych piany o wysokim stopniu ekspansji.
EN
The aim of research was to determine an effect of addition of foaming (albumin, glycerol monostearate, soy protein isolate) and stabilizing agents (methylcellulose) on stability and structure of apple pulp foam. The analysis of physical and structural parameters shows that foaming of apple pulp with 2% albumin and 0.5% methylcellulose enables one to obtain stable foam characterized by the high expansion index.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Many microorganisms have the ability to stare phosphorus as polyphosphates in volutine granules. The aim of the research was to compare the phosphorus uptake by filamentous microorganisms present in the foam (scum) and that of activated sludge bacteria, which play an important role in enhanced biological phosphorous removal processes. The results obtained have indicated that filamentous microorganisms dominantly present in the scum have the ability of phosphorus uptake and accumulation at a rate similar to that of Acinetobacter calcoaceticus.
PL
Wiele drobnoustrojów ma zdolność do gromadzenia fosforu w postaci polifosforanów w ziarnach wolutyny. Celem badań było porównanie akumulacji fosforu przez bakterie nitkowate (fi1amentacyjne) obecne w pianie z bakteriami osadu czynnego, które odgrywają bardzo ważną rolę w poprawie procesów biologicznego usuwania fosforu. Uzyskane wyniki dowodzą, że bakterie nitkowate dominujące w pianie mają zdolność poboru fosforu i jego akumulacji w tempie podobnym do tempa akumulacji przez Acinetobacter calcoaceticus.
Powstawanie piany lub kożucha na powierzchni urządzeń do biologicznego oczyszczania ścieków czy też puchnięcie osadu czynnego stwarza wiele problemów eksploatacyjnych. Ze względu na to, iż występowanie tych zjawisk wiąże się z nadmiernym rozwojem mikroorganizmów nitkowatych, od wielu lat na całym świecie prowadzone są badania nad stosowaniem różnych zabiegów i środków, prowadzących do ograniczenia ich rozwoju czy też likwidacji. W artykule zebrano dane głównie ze skali technicznej z krajowych oczyszczalni ścieków, dotyczące stosowania różnych środków chemicznych w celu ograniczenia rozwoju mikroorganizmów nitkowatych, a co się z tym wiąże również likwidacji piany, kożucha i puchnięcia osadu czynnego.
EN
Appearance of foam and scum on the surface of devices for waste water treatment plants or bulking of activated sludge, causes many exploitation problems. Because these phenomena connected with outgrowth of filamentous microorganisms, for many years all over the world there are investigated from usage various of methods and chemicals leading to limit these microorganisms develop or elimination. In this paper there are data, mainly from technical scale from domestic waste water treatment plants, concern usage of various chemicals aiming to filamentous microorganisms development limit and what is more, foam, scum and activated sludges bulking elimination.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Exploitation noxiousness caused by presence of foam. Thread-like microorganisms present in foam. Methods and means limiting excessive development of thread-like microorganisms and foam occurring in the process.
W artykule przedstawiono charakterystykę procesu suszenia pianowego płynnych surowców, trudnych do wysuszenia innymi metodami - soków, przecierów owocowych i warzywnych oraz materiałów pochodzenia biotechnologicznego. Omówiono podstawowe środki spieniające stosowane przy wytwarzaniu stabilnej piany, mechanizm suszenia oraz czynniki wpływające na szybkość procesu. Scharakteryzowano metody suszenia spienionych surowców oraz jakość uzyskanych proszków.
EN
This work characterizes process of foam-mat drying of liquid materials difficult-to-dry such as fruit, vegetable juices and purees as well as materials of biotechnological origin. The main foaming agents applied to produce the stable form as well as mechanism of drying process and factors affected the drying rate are discussed. The review includes description of different drying methods of foamed materials and quality of the produced powders, as well.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Filamentous microorganisms are responsible for foam formation and activated sludge bulking. Hydrodynamic disintegration process facility biodegradation of organic matter included in scum biomass. Hydrodynamic disintegration results in destruction and disruption of the scum microorganisms as well as increase concentration of organic matter, phosphorus, volatile fatty acids (VFA), ammonium nitrogen in liquid phase and biogas production. It was demonstrated that disintegration of foam biomass permits removal of a part of nutrients in the form of struvite. Disintegration by hydrodynamic cavitation foam has a positive effect on wastewater treatment.
PL
Mikroorganizmy nitkowate są odpowiedzialne za tworzenie się piany i pienienie osadu czynnego. Hydrodynamiczna dezintegracja może w znaczący sposób wpłynąć na biodegradację materii organicznej zawartej w biomasie mikroorganizmów piany. Hydrodynamiczna kawitacja skutkuje zniszczeniem i destrukcją drobnoustrojów piany, a tym samym wzrostem koncentracji w cieczy otaczającej ChZT, fosforanów, lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) i azotu amonowego. Ponadto, zwiększając dostępność materii organicznej, staje się przyczyną wzrostu produkcji biogazu. W artykule została również przedstawiona możliwość dezintegracji biomasy piany, a następnie usunięcia części substancji odżywczych w formie struwitu.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The aim of wastewater treatment is mineralization of organic matter and release nutrients removal. Hydrodynamic disintegration process facility biodegradation of organic matter included in scum biomass of activated sludge. Hydrodynamic disintegration results in destruction and disruption of the scum microorganisms as well as increase concentration of organie matter (including proteins and carbohydrates) - in liquid. In order to have a quantitative measure of the effects of disintegration a coefficient defined as a Degree of Disintegration (DDm) was introduced. The degree of cell disruption can be measured using biochemical parameters like the COD or proteins release. Hydrodynamic disintegration can activate the biological hydrolysis process and therefore, significantly increase the biogas production in anaerobic stabilization. The additional positive effect improving efficiency of wastewater treatment and capability to developing of undesirable foam is the disintegration and then inputs to systems in internal or external recirculation with a part of surplus activated sludge from secondary setting tank.
PL
Podstawowym celem oczyszczania ścieków jest mineralizacja związków organicznych i usuwanie substancji biogennych. Jedną z możliwości ułatwienia biodegradacji substratów organicznych obecnych w biomasie piany osadu czynnego jest proces hydrodynamicznej kawitacji. Hydrodynamiczna dezintegracja piany powstającej w komorach osadu czynnego skutkuje rozdrobnieniem i destrukcją struktury mikroorganizmów, a tym samym wzrostem stężenia materii organicznej - w tym białek i polisacharydów - w cieczy. Określenie skuteczności i ilości uwolnionej substancji organicznej w procesie dezintegracji można wyrazić za pomocą tzw. stopnia dezintegracji określanego na podstawie zmian wartości ChZT (DDM) lub stężenia uwolnionych białek (DDP). Hydrodynamiczna dezintegracja mikroorganizmów umożliwia proces biologicznej hydrolizy, przez co znacząco wpływa na wzrost produkcji biogazu w procesie fermentacji. Dodatkowym pozytywnym efektem poprawiającym skuteczność oczyszczania ścieków i możliwość podarowania niepożądanej piany jest jej dezintegracja, a następnie wprowadzenia do systemy oczyszczania ścieków w procesie recyrkulacji wewnętrznej lub zewnętrznej wraz z częścią osadu z osadnika górnego.
In many wastewater treatment plants (WWTPs) inconveniences resulting from foam formation on the surface of activated sludge wastewater treatment devices appear. Foaming phenomenon is related to the characteristics of raw sewage and applied technological parameters of activated sludge process which promote the development of specific foam-forming filamentous microorganisms. In bulking activated sludges there are about 30 species of filamentous microorganisms and in the foam not more than about 10 species. Basic method of identification of filamentous microorganisms present in foam are microscopic investigations which can be performed both in vivo by direct observation of no stained, so called living smears, with contrast - phase device and in stained smears after different stain methods in direct light or dark field. In domestic WWTPs the following species commonly occur: nocardioform actinomycetes, Microlhrix parvicella, Nostocoida limicola, Type 021N/Thiothrix sp.
PL
W wielu oczyszczalniach ścieków występują uciążliwości wynikające z tworzenia się piany na powierzchni ścieków w urządzeniach do ich biologicznego oczyszczania. Powstawanie piany jest związane z charakterystyką ścieków oraz stosowanymi parametrami procesu osadu czynnego, co sprzyja rozwojowi specyficznych mikroorganizmów nitkowatych, pianotwórczych. O ile w spuchniętych osadach czynnych można spotkać około 30 gatunków mikroorganizmów nitkowatych to w pianie nie więcej niż około 10 gatunków. Podstawową metodą wykorzystywaną do identyfikacji mikroorganizmów nitkowatych występujących w pianie są obserwacje mikroskopowe, które prowadzić można zarówno w preparatach bezpośrednich, nieutrwalonych i niebarwionych tzw. przyżyciowych z zastosowaniem kontrastu fazowego jak również preparatach utrwalonych po zastosowaniu różnych metod barwienia zarówno w technice jasnego jak i ciemnego pola. W krajowych oczyszczalniach ścieków najczęściej występuje kilka gatunków, takich jak: promieniowce nocardiopodobne, Microthrix parvicella, Nostocoida limicola, Typ 021N/Thiothrix sp.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Hydrodynamic disintegration of the activated sludge and foam results in organic matter transfer from the solid phase to the liquid phase. Hydrodynamic disintegration caused an increase of COD value in activated sludge and foam of 220 mgdm^-3 and 609 mgdm^-3- respectively, besides the degree of disintegration increases to 38% and 47% - respectively - after 30 minutes of disintegration. Hydrodynamic cavitation affects positively the degree of disintegration and rate of biogas production. Also addition of a part of digested sludge containing adapted microorganisms resulted in acceleration of the anaerobic process. Addition of disintegrated foam (20% and 40% of volume) to the fermentation processes resulted in an improvement in biogas production by about 173% and 195% respectively - in comparison to activated sludge without disintegration (raw sludge) and 142% and 161% respectively - in comparison to activated sludge with a part of digested sludge (80% raw sludge + 20% digested sludge).
PL
Dezintegracja hydrodynamiczna osadu czynnego oraz piany powoduje uwolnienie materii organicznej z fazy stałej do fazy ciekłej. Dezintegracja 30 minutowa osadu czynnego i piany skutkuje wzrostem wartości ChZT w cieczy odpowiednio o 220 mgdm^-3 i 609 mgdm^-3, a tym samym wzrostem stopnia dezintegracji do 38% i 47% w przypadku osadu czynnego i piany. Kawitacja hydrodynamiczna skutkuje wzrostem stopnia dezintegracji i tempa produkcji biogazu. Ponadto dodanie przefermentowanego osadu z zaadoptowanymi mikroorganizmami przyczynia się do przyspieszenia procesu beztlenowego. Dodatek dezintegrowanej piany (20% i 40% objętościowych) do procesu fermentacji powoduje wzrost wydajności produkcji biogazu odpowiednio o 173% i 195% w porównaniu do produkcji biogazu z. osadu czynnego niepoddanego dezintegracji (osad surowy) i o 142% i 161% w porównaniu do próby osadu czynnego z udziałem objętościowym osadu przefermentowanego (80% osadu surowego + 20%> osadu przefermentowanego.