Czasopismo Inżynieria i Ochrona Środowiska

ISSN 1505-3695

Kolegium Redakcyjne

Strona czasopisma w trakcie migracji pod NOWYM ADRESEM

UWAGA ! Preferujemy artykuły w języku angielskim.

Drodzy Czytelnicy i Autorzy

Seria wydawnicza "Inżynieria i Ochrona Środowiska" stanowi czasopismo naukowe, w którym są zamieszczane prace naukowe i opracowania techniczne obejmujące szeroko rozumianą inżynierię i ochronę środowiska. Inicjatywa powołania czasopisma powstała w lutym 1997r. w Ustroniu na spotkaniu dziekanów wydziałów politechnik prowadzących kierunki studiów inżynieria środowiska i ochrona środowiska. W 2001r Komitet Inżynierii Środowiska PAN objął swoim patronatem wydawanie naszego czasopisma. 

Mamy nadzieję, że "Inżynieria i Ochrona Środowiska" zyskała już wielu Czytelników. Jak wiadomo jest ona adresowana przede wszystkim do środowisk naukowych, technicznych i przemysłowych, zainteresowanych problematyką publikowanych artykułów. Nie mniej jednak swą ofertę wydawniczą kierujemy zarówno do teoretyków, jak i praktyków, a także do wszystkich osób pasjonujących się inżynierią i ochroną środowiska. Zainteresowanych zapraszamy do współpracy.

 

Tom 7, Numer 1

1. Badanie właściwości adsorpcyjnych nieuporządkowanych i uporządkowanych nanoporowatych materiałów węglowych
Studies of Adsorption Properties of Disordered and Ordered Nanoporous Carbonaceous Materials
Jerzy CHOMA
Strony: 7-17

Przedstawiono porównanie właściwości adsorpcyjnych węgli aktywnych i dobrze uporządkowanych adsorbentów - CIC. Dla dwóch przemysłowych węgli aktywnych MED-FE i WG-12 (z firmy Gryfskand, Hajnówka) oraz dla dwóch uporządkowanych adsorbentów węglowych CIC-13 i CIC-24 (zsyntezowanych metodą koloidalnego odwzorowania) wyznaczono metodą objętościową (analizator adsorpcyjny ASAP 2010, Micromeritics, Norcross, GA, USA) niskotemperaturowe (77 K) izotermy adsorpcji azotu w szerokim przedziale ciśnień względnych od ok. 10-5 do ok. 1,0. Za pomocą metody Brunauera, Emmetta i Tellera (BET), metody αs Gregga i Singa oraz metody Barretta, Joynera i Halendy (BJH) charakteryzowano strukturę porowatą badanych adsorbentów. Stwierdzono, że badane węgle aktywne są mikro- i mezoporowatymi adsorbentami o powierzchni właściwej równej 1810 (MED-FE) i 1410 m2/g (WG-12), z wymiarem porów równym ok. 2 nm, natomiast uporządkowane adsorbenty węglowe są mezoporowatymi materiałami o powierzchni BET równej 405 (CIC-13) i 415 m2/g (CIC-24) z wymiarem porów dla maksimum funkcji rozkładu ich objętości równym 12,7 (CIC-13) i 23,6 nm (CIC-24). Uzyskane wyniki wskazują, że otrzymane materiały węglowe CIC są bardzo dobrze uporządkowanymi adsorbentami węglowymi, które już wkrótce mogą stać się konkurencyjnymi materiałami dla klasycznych węgli aktywnych w oczyszczaniu wody i powietrza, a także w katalitycznych procesach przemysłowych.

The paper includes comparison of adsorption properties of commonly known and widely used carbonaceous adsorbents - active carbons and new well-ordered carbonaceous adsorbents - CIC. For two commercial active carbons MED-FE and WG-12 (from Gryfskand, Hajnowka, Poland), and for two carbonaceous adsorbents CIC-13 and CIC-24 (synthesized by colloidal imprinted method), the low temperature (77 K) nitrogen adsorption isotherms, in wide range of relative pressures from approx. 10-5 to approx. 1.0, were obtained using volumetric method (adsorption analyzer ASAP-2010, Micromeritics, Norcross, GA, USA). These isotherms were bases for further calculations. Brunauer, Emmett and Teller (BET) method, Gregg and Sing αs -method, and Barrett, Joyner and Halenda (BJH) method were used to obtain specific surface area BET, micropore volume and specific surface area of mesopores of active carbons and primary mesopore volume and external surface area of ordered carbonaceous materials and pore size distribution functions and maximum values of most characteristic peaks. It was found that studied active carbons are micro- and mesoporous adsorbents with surface area equal to 1810 (MED-FE) and 1410 m2/g (WG-12), with pore dimension equal approx. 2 nm, while ordered carbonaceous adsorbents are mesoporous with BET surface area equal to 405 (CIC-13) and 415 m2/g (CIC-24) with the maximum of volume distribution functions for diameter equal to 12.7 (CIC-13) and 23.6 nm (CIC-24). The presented results indicate that the obtain CIC ordered carbonaceous materials are high quality adsorbents and soon may become competitive for classic active carbons in water and air purification processes as well as in catalytic commercial processes. The paper also proves that nitrogen adsorption data with correctly chosen analyses methods are useful in characterizing miscellaneous porous materials.

2. Praca biologicznie aktywnego filtra węglowego w cyklu uzdatniania wody
Bio-active Carbon Filter Operation in a Water Treatment Cycle
Anna WOLBORSKA, Jerzy CYRAN
Strony: 19-38

Przedstawiono wyniki kompleksowych badań prowadzonych na modelowym filtrze o średnicy 1 m wypełnionym węglem aktywnym, włączonym do cyklu procesowego Stacji Uzdatniania Wody w Kalinko k. Rzgowa. Omówiono działanie filtra po osiągnięciu przez niego pełnej aktywności biologicznej. Analizie poddano wpływ zmian jakości dopływającej wody, a także prędkości przepływu przez warstwę wypełnienia na jakość wody uzdatnionej. Zaprezentowano kryteria pozwalające prowadzić bieżącą kontrolę przebiegu procesu i sygnalizować wystąpienie jego zakłóceń, m.in. ubytek tlenu rozpuszczonego w wodzie, test EMS, porównawcza analiza zapotrzebowania wody na dwutlenek chloru, badania bakteriologiczne i hydrobiologiczne wody, adsorbentu i popłuczyn z filtra. Przeanalizowano przyczyny i skutki incydentalnej zmiany jakości wody zasilającej instalację pilotową na przebieg procesu. Podstawą oceny chłonności sorpcyjnej węgla aktywnego i jej zmian w wyniku 1,5-roczej eksploatacji złoża sorpcyjnego była liczba jodowa. Ta wielkość dobrze korelowała z pozostałymi wskaźnikami opisu procesu. Zwrócono szczególną uwagę na rolę bioregeneracji adsorbentu w odnawianiu pojemności sorpcyjnej węgla aktywnego i wydłużeniu czasu pracy złoża w cyklu uzdatniania wody.

Water filtration through the bed of granulated activated carbon is currently one of the basic technological processes used in the modern water treatment plants. With more stringent water quality regulations, when restrictions concerning disinfectants are introduced, the role of activated carbon in the process cycle changes. The activated carbon is now used first of all to determine micropollutants that are precursors of disinfection by-products, to remove the products of ozonation and to decrease the required doses of disinfectants. In a sorption layer, biochemical processes develop in proper thermal and food conditions. The mentioned processes could have both beneficial and detrimental influence on filter’s performance, so usually pilot-plant investigations are performed before the carbon filters are introduced to technology. Results of extensive studies carried out for 18 months on a model filter 1 m in diameter, filled with activated carbon, operating in the Water Treatment Plant at Kalinko near Rzgow are presented. A model filter was supplied with water treated on a technical scale and ozonated. Systematic measurement of hydraulic parameters of the bed, physico-chemical analysis, hydrobiological and bacteriological analysis, chlorine dioxide demands for in- and outflowing water were done. Parallel to water quality tests the iodine number of activated carbon taken cyclically from several bed levels was determined. The filter operation after reaching full biological activity was discussed. The effect of changes in the quality of water flowing in and the rate of flow through the packing on the treated water quality was analysed. The criteria enabling a current control of the process and monitoring any disturbances were discussed. Among the others, a comparative analysis was made of carbon dioxide demand in water, loss of oxygen dissolved in water, pH changes, EMS test, bacteriological and hydrobiological analysis of water, adsorbent and filter washes. Iodine number indicator correlated well with the other indices of the process description. Causes and effects of change in the quality of water supplied to the pilot-plant system on the process were analysed. An incidental, however abrupt change of water conductivity and a possible impact of blue-green algae toxins was found among the other things. Measurements of the quality indices of water supplied to the filter and filtered did not reveal any disturbances in the process. Only a complex control of the criteria assumed in the estimation of carbon bed operation showed changes in the process mechanism in the bed, transient disturbances in biodegradation of pollutants, an increased adsorption impact and changes in the contribution of particular bed layers in the reduction of water pollution index. Organic contamination decrease by water filtration through biosorption bed appeared to be an effective technique. Protection of quality standards of cleaned water, decrease of chlorine dioxide demand by 2¸3 times, limitation of side-effect products of disinfection process was achieved. Bioregeneration of active carbon bed was observed. Special attention was paid to the role of adsorbent bioregeneration in renewal of sorption capacity of activated carbon and prolongation of the bed working period in the water treatment cycle.

3. Wpływ na osad czynny zeolitu naturalnego oraz modyfikowanego
Evaluation of Influence Natural and Modified Zeolites upon the Activated Sludge
Krzysztof PIASKOWSKI, Anna M. ANIELAK
Strony: 39-53

Przedstawiono charakterystykę osadu czynnego biorącego udział w obecności zeolitów w procesie oczyszczania ścieków syntetycznych w laboratoryjnym SBR. W badaniach zastosowano naturalny zeolit meksykański oraz zeolit węgierski modyfikowany związkami żelaza i wapnia. Uziarnienie zeolitów było poniżej 250 µm, dawka < 1 g/l Badano stężenie osadu, jego indeks objętościowy oraz morfologię kłaczków i skład ilościowo-jakościowy mikroorganizmów wskaźnikowych. Otrzymane wyniki badań wykazały, że ziarna zeolitu wpływają na charakter osadu czynnego, na rozdrobnienie jego kłaczków i obniżenie ich spójności. Zeolit obciąża osad czynny, zwiększając szybkość jego sedymentacji, ale jednocześnie wpływa na wzrost aktywności biologicznej bakterii nitkowatych. Analizy mikroskopowe mikrofauny osadu czynnego wykazały zmniejszanie się po dozowaniu zeolitu liczby orzęsków osiadłych oraz wrotków. Wzrost obserwowanej tendencji w reaktorze z zeolitem modyfikowanym powiązano z oddziaływaniem użytych do modyfikacji chemicznych reagentów.

This work presents the results of experiments on the zeolites influence upon the activated sludge during wastewater treatment in the lab-scale sequencing batch reactors. The activated sludge process was conducted using synthetic wastewater. To simulate the real wastewater peptone and bouillon as organic substrate and mineral compounds (NH4Cl, NaCl, CaCl2, MgSO4, KH2PO4, K2HPO4) were added to tap water. The SBR was operated 3 cycles/day and the sludge age at about 10 d was controlled by abstracting from the reactor of mixed sewage per cycle at the end of the aerobic phase. Two zeolites were added to the reactors: natural zeolite from desposits in Mexico and modified Hungarian zeolite. The analyses were carried out on the activated sludge, adapted to work in SBR technology. The experiment showed that the tested zeolites have significant influence upon the work of the activated sludge. The addition of 1 g zeolite, having a grain size of < 250 µm to 1 L of wastewater in SBR decreased the volume index at the average from 15 to 20%. Zeolite grains appeared as substrates for bacteria flocs and microscopic observation revealed that the floc of activated sludge from the SBR with zeolites were smaller than without. The used minerals changed not only the morphological characteristic of the flocs, but their biological composition. During the experiments period the variability of the microorganisms was observed which results from the presence of zeolite in the reactor, especially modified. The addition of zeolites decreased the amount of protozoa and rotatoria, which were predominantly in sludge and increased the biological activity of the filamentous organisms. While the amount of these microbes in the sludge with natural Mexico zeolit stabilized flocs, the sedimentation characteristic of sludge got worse in the presence of the modified zeolite.

4. Wpływ substancji powierzchniowo czynnej na proces rozkładu fenantrenu i benzo(a)pirenu w glebie
The Influence of Non-ionic Surfactant on Biodegradation of Phenanthrene and Benzo(a)pyrene in Soil
Anna MAŁACHOWSKA-JUTSZ
Strony: 55-64

Jednym z czynników, który w znacznej mierze decyduje o efektywności bioremediacji, jest biodostępność zanieczyszczeń, czyli ich dostępność dla mikroorganizmów glebowych. W celu podwyższenia skuteczności procesu bioremediacji gruntów stosuje się różne techniki wspomagające. Do takich należy m.in. stosowanie substancji powierzchniowo czynnych, ułatwiających desorpcję zanieczyszczeń hydrofobowych z cząstek gruntu. W pracy badano wpływ dodatku środka powierzchniowo czynnego Tween 80 na stopień usunięcia fenantrenu i benzo(a)pirenu z gleby. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w próbkach gleb z dodatkiem Tween 80 stopień usunięcia fenantrenu i benzo(a)pirenu był wyższy o kilkanaście procent w porównaniu do prób bez tego środka. Łatwiej dostępnym substratem dla mikroorganizmów był fenantren. Analiza zawartości węgla organicznego wykazała znaczny jej spadek, który wahał się w granicach od ok. 72 do 90%, co świadczy o bardzo intensywnym przebiegu procesów mineralizacji. W glebach z dodatkiem emulgatora stwierdzono o ok. 10% większy spadek zawartości węgla organicznego niż w próbkach bez jego dodatku. W miarę upływu czasu stwierdzono wzrost pojemności sorpcyjnej gleby.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are major recalcitrant components in oil contaminants and are known to be carcinogenic to humans and other living organisms. These compounds are produced by industrial activities such as oil processing and storage, and are often found in contaminated soil. Physical, chemical and biological methods can all be used for the remediation of such contaminated sites, but biological treatment is known to be advantageous for both environmental and economic reasons. The low water solubility of PAHs and strong sorption limit their availability to microorganisms, which is a potential problem for bioremediation of PAH-contaminated sites. Microbially produced surfactants enhance the bioavailability of these hydrophobic compounds for bioremediation. They are molecules that have both hydrophobic and hydrophilic domains and are capable of lowering the surface tension and the interfacial tension of the growth medium. Surfactants possess different chemical structures - lipopeptides, glycolipids, neutral lipids, and fatty acids. They are nontoxic biomolecules that are biodegradable. Surfactants also exhibit strong emulsification of hydrophobic compounds and form stable emulsions. Surfactant enhanced solubility of PAHs has potential applications in bioremediation. The objective of this study is to determinate the influence of non-ionic surfactant Tween 80 on biodegradation of two PAHs (phenanthrene and benzo(a)pyrene). Tween 80 at 12.5 cm3/1000 g of soil increased the biodegradation of phenanthrene and benzo(a)pyrene in organic soil. The stimulation was greater in samples with phenanthrene. Phenanthrene was degraded in 98% during 16 weeks of the experiment, benzo(a)pyrene - 70%. In samples with addition of Tween 80 to soil, the degree of PAHs degradation was about 12% higher.

5. Przegląd badań nad oczyszczaniem ścieków z zastosowaniem technologii złoża ruchomego (moving bed)
A Literature Review of the Moving Bed Biofilm Process in Wastewater Treatment
Monika ŻUBROWSKA-SUDOŁ
Strony: 65-79

Przedstawiono główne założenia technologii złoża ruchomego oraz obecny stan wiedzy nad zastosowaniem tej metody w przepływowych oraz porcjowych systemach oczyszczania ścieków. W swoich założeniach technologia złoża ruchomego wykorzystuje zalety zarówno metody osadu czynnego, jak i złoża biologicznego, jednocześnie eliminując wady tych rozwiązań. Zasada procesu polega na zastosowaniu jako podłoża dla rozwoju mikroorganizmów swobodnie poruszających się w oczyszczanych ściekach elementów o dużej powierzchni właściwej. W przepływowych systemach oczyszczania ścieków metoda złoża ruchomego (reaktory typu MBBR) znalazła zastosowanie do: usuwania zanieczyszczeń organicznych, realizacji procesu nitryfikacji, eliminacji azotu oraz biologicznej defosfatacji. Doniesienia literaturowe wskazują, że sekwencyjne reaktory porcjowe ze złożem ruchomym (MBSBBR) dają możliwość wysoko sprawnego zintegrowanego usuwania związków C, N i P.

A literature review of the moving bed biofilm process in wastewater treatment was performed. The moving bed biofilm process is based on the biofilm principle and utilizes the advantages of activated sludge process and the biofilter process without being restrained by their disadvantages. The basic rule of the process is that the biomass grows on the carrier elements that move freely along with wastewater in the reactor due to aeration or mechanical mixing. In moving bed process diffusion of compounds in to and out of the biofilm plays a key role. That is why the ideal biofilm is thin and evenly distributed over the surface of the carriers which is possible thanks to the proper turbulence and existence of the shearing forces. Results of experimental studies (run during wastewater treatment) on the influence of carrier size and shape indicate that moving bed biofilm reactors should be designed based on surface loading rate. The shape and the size of the carrier elements do not seem to be significant as long as the effective surface area is the same. The moving bed biofilm process has been used for many different applications: carbon removal, nitrification, nitrogen removal (pre-denitrification, post-denitrification, combined denitrification) and biological phosphorus removal. The process has been used for both municipal and industrial wastewater. Various investigations have shown that biological phosphorus and nitrogen removal can be achieved in a moving bed biofilm reactor operated as SBR. The results from laboratory scale indicate that organic carbon uptake and phosphorus release have been achieved in the anaerobic phase of the cycle, while nitrification, simultaneous denitrification and phosphorus uptake were observed in the aerobic phase. In order to evaluate the full scale potential of the process further studies are required.

6. Defosfatacja biologiczna a wiek osadu
Biological Phosphorus Removal and Sludge Retention Time
Jolanta PODEDWORNA
Strony: 81-92

Na podstawie doniesień literaturowych i badań własnych omówiono wpływ wieku osadu na przebieg biologicznej defosfatacji ścieków, wykazując, że parametr ten jest równie istotnym czynnikiem dla efektywności wewnątrzkomórkowego wiązania fosforu co powszechnie uznawany za kryterium procesu stosunek łatwo przyswajalnego ChZT/P. Nowe doświadczenia dotyczące istotnej roli wieku osadu autorka odnosi nie tylko do składu ścieków (zawartość lotnych kwasów tłuszczowych, ChZT w ściekach surowych, ChZT/P, źródło związków węgla w ściekach), ale także do odkrytej w latach 90. grupy bakterii, umownie (tymczasowo) nazwanych „bakteriami G”. Bakterie te podobnie jak bakterie defosfatacyjne w warunkach beztlenowo-tlenowych mają zdolność poboru substratu w środowisku anaerobowym (z równoczesną kumulacją polisacharydów), stając się tym samym konkurentami we współzawodnictwie o źródło węgla z bakteriami akumulującymi polifosforany (BAP). Udowodniony przy długim wieku osadu nadmierny rozwój „bakterii G”, w środowisku zawierającym węglowodany, stwarza niebezpieczeństwo znaczącego obniżenia efektu lub całkowitego rozkładu procesu wzmożonego usuwania fosforu na drodze biologicznej w układach z sekwencyjną zmianą warunków środowiska z beztlenowych na tlenowe. Wpływ wieku osadu potwierdzono w artykule także wynikami wielomiesięcznych badań własnych autorki, wykazując wzrost efektu biologicznego wiązania ortofosforanów wraz z obniżaniem wartości omawianego parametru w szerokim przedziale 5÷18 dób. Tym samym wykazano, że iloraz CHZT/P nie może być uznany za jedyne abiotyczne kryterium biologicznej defosfatacji.

The article contains the discussion, based on literature and own research, on the impact of the activated sludge age on the biological phosphorus removal from the sludge, demonstrating that this parameter is also an important factor for the effectiveness of the intercellular phosphorus accumulation, which is generally deemed to be the criterion of the process relation of the easily assimilated ChZT:P (COD:P). The author refers the new experiences regarding the material role of the sludge age not only to the sludge composition (contents of volatile fatty acids, ChZT (COD) in the raw wastewater, ChZT:P (COD:P), source of carbon compounds in the wastewater, and also the group of bacteria discovered in the 90-ies, called tentatively the „G-bacteria”. Those bacteria, like Phosphorus Accumulating Organisms - PAOs have the capacity uptake substrate in the aerobic-anaerobic environment (with the simultaneous accumulation of polysaccharides), thus becoming competitors in the struggle for the source of carbon from PAO. Excessive development of the „G-bacteria” with the old activated sludge age in the environment containing carbohydrates, threatens with the significant reduction of the effect or the total decomposition of the process of intensified biological dephosphorisation in the systems of sequencing changes from anaerobic to aerobic conditions. The article confirms the sludge age impact based on the results of the author’s months-long research, demonstrating the enhanced effect of the biological ortophosphates accumulation accompanied by the reduced value of the parameter under consideration in the broad range of 5÷18 days. By the same, it was demonstrated that the ChZT:P ratio cannot be considered to be the only abiotic criterion of the biological phosphorus removal.

7. Wykorzystanie odpadów wełny mineralnej do produkcji kompozytów cementowych i ocena ich trwałości
Use of Mineral Wool Waste Material for Production of Cement Composites and Evaluation of their Durability
Zofia Barbara RUDZIŃSKA
Strony: 93-106

Celem badań było określenie możliwości zastosowania odpadów wełny mineralnej i luźnych włókien do produkcji drobnoziarnistych kompozytów cementowych. Do wykonania prób kompozytów wełnocementowych użyto piasku, stanowiącego również surowiec częściowo odpadowy, który powstaje w dużych ilościach przy otrzymywaniu w procesach przesiewu kruszyw grubszych frakcji. Produkcja materiałów budowlanych z surowców odpadowych ma tylko wówczas sens, jeżeli można uzyskać finalny produkt o wymaganych właściwościach technicznych, ale także trwały. Istotnym celem części pracy było określenie trwałości kompozytów cementowych z włóknami wełny mineralnej oraz włókien w nich zawartych poddanych działaniu mediów korozyjnych, na które mogą być narażone. Kompozyty poddano korozji zewnętrznej w 3% roztworach chlorku i siarczanu sodowego, 5% kwasu mlekowego. Włókna wełny mineralnej w kompozytach były ponadto narażone na działanie alkalicznego środowiska wilgotnego zaczynu cementowego, czyli na korozję wewnętrzną. Roztwór kwasu mlekowego, jako medium korozyjne, zastosowano, aby uzasadnić celowość modyfikacji kompozytów cementowych dodatkiem włókien wełny mineralnej zamiast włókien polipropylenowych w zakładach przemysłu spożywczego i oczyszczalniach ścieków, gdzie są narażone na działanie związków organicznych. Określono podstawowe właściwości techniczne kompozytów po korozji zewnętrznej i wewnętrznej. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że istnieje możliwość stosowania odpadów i luźnych włókien wełny mineralnej do produkcji materiałów budowlanych o wytrzymałościach odpowiadających betonom konstrukcyjnym. Włókna wełny mineralnej nie uległy istotnym zauważalnym zmianom po prawie dwuletnim okresie korozji wewnętrznej. Kompozyty z włóknami wełny mineralnej wykazały większą trwałość w zastosowanych w badaniach 3% roztworach NaCl i Na2SO4 w porównaniu z próbami kontrolnymi bez włókien. Ponadto włókna wełny mineralnej w odróżnieniu od włókien polipropylenowych wykazały całkowitą odporność w kompozytach poddanych działaniu 5% roztworu kwasu mlekowego.

The aim of the study was to assess the possibility of using mineral wool waste material and loose fibres to produce fine-grained cement composites. Samples of mineral wool and cement composites were made with addition of sand, which is in part a waste product, obtained in large amounts when fractions of coarser aggregate are sieved. Production of building materials from waste products makes sense only if it is possible to obtain a final product of the required technological properties, which at the same time is sufficiently durable. An important aspect of the study was to assess the durability of cement composites containing mineral wool fibres as well as the durability of the fibres subjected to corrosion mechanisms. Samples of composites were subjected to external corrosion in 3% sodium chloride and sodium sulfate solutions and in 5% solution of lactic acid. Mineral wool fibres in the composites were also exposed to the effect of alkaline environment of moist cement paste, i.e. subjected to internal corrosion. Lactic acid solution was applied as a corrosive medium in order to justify modification of cement composites with addition of mineral wool fibres instead of polypropylene fibres in food processing and waste water treatment plants, in which composites are exposed to the influence of organic compounds. Basic technological properties of the composites after external and internal corrosion treatment were determined. The results prove that it is possible to use mineral wool waste material and loose fibres of mineral wool to produce building materials which are as durable as construction concrete. Mineral wool fibres did not undergo any significant, noticeable changes after a nearly two-year-long period of internal alkaline corrosion. In the series of experiments with 3% solutions of NaCl and Na2SO4, composites with mineral wool fibres turned out to be more durable than control samples of composites without fibres. Moreover, in contrast to polypropylene fibres, mineral wool fibres were found to be completely resistant to corrosion in composites subjected to the effect of 5% lactic acid solution.

8. Określenie możliwości zmniejszenia objętości retencyjnych zbiorników rurowych w kanalizacji deszczowej
Reduction of Storage Capacity of Tubular Detention Tanks in Sewerage Systems
Maciej MROWIEC
Strony: 107-119

Zaprezentowano nowe rozwiązania techniczne w zakresie retencjonowania ścieków w systemach kanalizacyjnych. Koncepcja wykonania zbiorników retencyjnych jako odcinków rur o dużych średnicach umożliwia znaczące uproszczenie procesów projektowania i wykonawstwa inwestycji. Szczególnie dużo miejsca poświecono zbiornikom działającym w układzie szeregowym względem sieci, które znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie brak jest dostępnych powierzchni poza pasem drogowym pod budowę systemu retencyjnego. Głównym obszarem badań autora było opracowanie bardziej efektywnych hydraulicznie konstrukcji zbiorników rurowych, charakteryzujących się wyższym stopniem wykorzystania objętości retencyjnej. W tym celu opracowane zostały modele matematyczne działania rurowych zbiorników wielokomorowych, które zostały zweryfikowane na modelach fizycznych w badaniach laboratoryjnych. Wymiernym wskaźnikiem sprawności hydraulicznej zbiorników wielokomorowych jest efektywność objętościowa, która wskazuje stopień możliwej redukcji objętości w odniesieniu do zbiorników jednokomorowych. Otrzymane wyniki efektywności objętościowej wskazują, że możliwa do uzyskania redukcja objętości w odniesieniu do zbiorników jednokomorowych może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu procent.

This paper presents a new technical solutions in the field of stormwater detention in sewerage systems. Application of large diameter pipes to construct detention systems makes possible to gain significant simplifications at the various stages of design and construction process. Wide space of work has been taken up by the in-line detention tanks which could be applied wherever the available area to construct on-site detention systems is insufficient. New construction of in-line tubular tank (Longus type) presented here is characterized by use of three chambers that perform different functions. Inlet chamber and main detention chamber are separated by a weir, whereas the outflow from the detention chamber by an orifice regulated by a float valve located at the outlet chamber. Essential part of this tank is a throttle pipe which allows to transit flow between inlet and outlet chamber thence the detention chamber is not polluted by minor discharges. Not to install the float valve is exploitation favorable (no mechanical parts) but it meaningly changes hydraulic operation of the tank, therefore was recognized as a separate solution - Magnus type. Hydraulic models of both tanks has been developed on the basis of one-chamber reservoir, in such way as to permit comparative mathematical analysis of the characteristic filling and emptying phases of stormwater storage. The basis of formulated models is strictly defined as cause-effect relationship among the factors that impact the course of flow balance. This relationship along with other laws applied in hydraulics was drew up as a set of differential equations. Because of complexity of this equations algorithms have been developed for numerical solutions. Formulated mathematical models has been verified at hydraulic laboratory using the physical models (detention chamber main dimensions: length: 2.10 m, diameter d = 0.29 m). Differences between measured and computed values were negligible for each phases duration time as well as for the values of discharge and heights, so models makes possible to precisely describe of stormwater storage process in technical scale. A preliminary analysis of results of simulating examples shows that for identical values of input parameters, the required storage capacity for multi-chamber tanks is significantly lower. Reduction ratio is usually called as storage efficiency and means a percentage decrease in the storage capacity of traditional model in comparison to innovative construction of tubular detention tanks. Obtained results show potential possibilities to reach the storage efficiency from few to even sixty percent according to the value of flow reduction factor. If the tank has not the float valve the storage efficiency is smaller and additionally depends on split flow factor. Presented innovative solutions have their advantages not only in the reduction of the overall cost for the installation but also for the maintenance of the stormwater detention tank once it is in operation.