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 11, Numer 3

1. Wypłukiwanie osadów gromadzonych na dnie komór zbiorników kanalizacyjnych
Flushing out Sludge Settling at the Bottom of Retention Chambers in Sewage Reservoirs
Robert Malmur, Adam Kisiel
Strony: 269-280

Intensywne opady deszczu, a także roztopy śniegowe powodują dopływ do kanalizacyjnych zbiorników retencyjnych dużej ilości zanieczyszczeń, dlatego istotne jest opracowanie efektywnego i niezawodnego systemu czyszczącego, który będzie powodował płukanie zbiornika po każdym jego opróżnieniu. W artykule przedstawiono propozycje nowych rozwiązań, których istotą jest polepszenie samoczynnego i niezawodnego ich działania oraz uzyskanie maksymalnej efektywności płukania. Zaprezentowano konstrukcje komór płuczących i różne sposoby hydraulicznego sterowania procesem płukania dna komór zbiorników retencyjnych. Sugerowane metody płukania dna komór retencyjnych zbiorników kanalizacyjnych nie stanowią rozwiązań ostatecznych, albowiem opracowywane są nadal modyfikacje dotychczasowych rozwiązań w celu uzyskania coraz lepszych ich wariantów.

Long lasting rain falls and thaw periods supply stormwater reservoirs with large quantities of mud and solids, therefore it’s important to work out an effective and reliable cleaning system. The paper presents existing cleaning methods: tipping buckets, flushing gates and pump systems and also proposed innovative device. The device use a stormwater storage compartment separated from the main detention chamber to produce a flushing transient wave for cleaning the tank floor and to wash out the settled matter to the outlet channel. Presented devices are patented and their main advantage is operation without any external power (mechanism is released hydraulically) or external water supply because stored wastewater is used.

2. Zmiany zawartości metali ciężkich w glebach pod wpływem kilkunastoletniego nawożenia nawozami naturalnymi
The Changes of Heavy Metals Content in Soils under the Influence of Several-year Fertilization by Means of Natural Fertilizers
Ewa Ociepa, Kamil Pruszek, Joanna Lach
Strony: 281-285

Zawartość metali ciężkich w naturalnych nawozach pochodzenia zwierzęcego może być bardzo zróżnicowana, co wynika z warunków chowu zwierząt, zawartości metali w stosowanych paszach, środkach weterynaryjnych itp. Przedstawiono wyniki badań gleb długotrwale nawożonych obornikiem ptasim i trzody chlewnej pod kątem zanieczyszczenia ich metalami ciężkimi. Kilkunastoletnie nawożenie gleby obornikiem ptasim spowodowało wzrost w tej glebie stężeń Cd, Zn, Pb. Nawożenie obornikiem trzody chlewnej wpłynęło na wzrost stężenia w glebie Cd i Zn. Wzrost zawartości tych metali w glebach można uznać za stosunkowo niewysoki, ponieważ nie spowodował on zmiany przynależności gleby do zerowego stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG. Warto podkreślić, że dla kompleksowej oceny wpływu stosowanych nawozów pod kątem zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi należałoby uwzględnić migrację metali z gleb do roślin oraz wód powierzchniowych i podziemnych.

The content of heavy metals in natural fertilizers of animal origin can be distinctly diversified, that is caused by the conditions of breeding animals, and the metals content in the used feed and in the veterinary medicines etc. In the article there have been presented the results of research on the soils fertilized for a long time by bird dung and by swine dung as regards their pollution by heavy metals. The several-year fertilization of soil by bird dung caused the increase of Cd, Zn and Pb content in this soil. The fertilization by means of swine dung caused the increase of concentration of Cd and Zn in the soil. The increase of the content of these metals in soils can be considered as relatively low because this increase did not cause the change of soil affiliation to the zero class according to IUNG classification. It should be stressed that in order to make the complex evaluation of the influence of the used fertilizers on pollution of natural environment with heavy metals, we should take into consideration the migration of metals from soils into plants and into surface and underground waters.

3. Komunalne osady ściekowe jako biomasa w świetle prawa i praktyk krajów UE
Municipal Sewage Sludge as Biomass in the Light of Low and Standard Practice of EU Countries
Tadeusz Pająk
Strony: 287-300

Przypisywanie komunalnym osadom ściekowych cech biomasy bywa często dyskusyjne. Zgodnie z krajowym prawem, a konkretnie katalogiem odpadów, komunalne osady ściekowe pozostają odpadem, stąd ich wszelkie procesy przeróbki, a szczególnie proces termicznego przekształcania, muszą być prowadzone zgodnie z obowiązującym w tym zakresie prawem. Niemniej w sensie przepisów Dyrektywy 2001/77/WE w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych można osady ściekowe potraktować jako biomasę, a odzyskaną energię podczas ich termicznego przekształcania w spalarniach lub współspalarniach w postaci ciepła lub elektryczności jako energię ze źródła odnawialnego, co udowadniają praktyki wielu krajów UE. Jednocześnie komunalne osady ściekowe, szczególnie osady mechanicznie odwodnione, nie są znaczącym nośnikiem energii. Mogą się nim stać dopiero wówczas, gdy w procesie suszenia wyeliminujemy znaczną zawartość wody, a przez to istotnie podniesiemy wartość opałową osadów. Suszenie jednak wymaga istotnego nakładu energii, często dostarczanej do procesu suszenia w postaci konwencjonalnych nośników energii, i bardzo często równego ilości energii potencjalnie możliwej do odzyskania w procesie spalania bądź współspalania tych osadów. Rozważania w tym zakresie, dotyczące bilansu energii w procesie suszenia i spalania/współspalania osadów, traktowania odzyskanej energii jako energii ze źródła odnawialnego oraz kwestia neutralności emisji CO2, stanowią zasadniczy temat niniejszej pracy.

The idea of treating municipal sewage sludge as biomass is often controversial. According to domestic law and, specifically to catalog of waste, municipal sewage sludge is waste material. Therefore, any treatment processes, and thermal treatment in particular, must be carried out according to legally binding principles. However, as far as the directive 2001/77/WE on the promotion of the electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market is concerned, municipal sewage sludge can be treated as biomass. Thus, recovery energy obtained from burning in incineration or co-combustion plants can be considered the energy from a renewable source, as many EU countries experience shows. At the same time municipal sewage sludge, especially mechanically dewatered sludge, is not a significant energy carrier. It can become one only when a great amount of water is eliminated in the drying process, radically increasing the calorific value of the sewage sludge. But drying requires a lot of energy, often from conventional carriers, and the quantity of the potential energy to be obtained from burning is equal to the quantity used in the process. Analysis of energy balance in the drying and combustion processes, treating obtained energy as renewable energy, as well as CO2 neutral energy generation are basic problems of the paper.

4. Wpływ parametrów materiału strukturotwórczego na jakość kompostu uzyskanego w wyniku tlenowego - zamkniętego procesu kompostowania osadu ściekowego
Influence of Structural Material's Parameters on Quality of Compost Resulted from Close Oxygen Sewage Sludge Composting Process
Adam Rak
Strony: 301-309

Przedstawiono jedną z metod wykorzystania osadów ściekowych pochodzących z procesu oczyszczania ścieków komunalnych metodą osadu czynnego. Artykuł omawia wyniki testów prowadzonych na etapie rozruchu technologicznego stacji kompostowania osadu ściekowego. Kompostownia zlokalizowana została na terenie miejskiej oczyszczalni ścieków w Jeleniej Górze. W wyniku oczyszczania 25 000 m3/d ścieków komunalnych powstaje do zagospodarowania osad odwadniany na wirówkach o objętości 16÷24 m3/d. Proces kompostowania osadów z udziałem materiału strukturotwórczego, którym była słoma, prowadzony był w trzech zamk¬niętych bębnach komposterów o pojemności 125 m3. Testy technologiczne prowadzono, dozując do reaktora komponenty w proporcji osad/słoma odpowiednio: 1,0/2,0; 1/2,2 i 1/2,5. Podawany osad ściekowy do reaktora posiadał następujący skład: zawartość suchej masy 20÷24%; zawartość substancji organicznych 53,5% s.m. Słomę podawano pociętą o długości 2÷3 cm i wilgotności 20÷50%. W trakcie badań ustalono, że zbyt mała proporcja materiału strukturotwórczego (osad/słoma; 1/2,0;) oraz duża jego wilgotność powoduje, że uzyskano kompost o stosunkowo małej zawartości suchej masy 29,2%, pH 7,9, a iloraz C/N jako miernik dojrzałości kompostu był stosunkowo niski i wynosił 18:1. Wyniki te świadczyły o konieczności zwiększenia udziału materiału strukturalnego o niskiej wilgotności w mieszance w celu zwiększenia zawartości węgla i zmniejszenia zawartości wody w gotowym kompoście. W wyniku kolejnych prób ustalono, że dla charakterystycznych parametrów jakościowych osadu pochodzącego z oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego najlepsze efekty osiągnięto dla proporcji komponentów osad/słoma 1/2,5 i wilgotności słomy nie większej niż 20%. Zastosowanie takich proporcji pozwoliło na osiągnięcie kompostu świeżego o następujących parametrach jakościowych: pH 8,3; sucha masa 46,2%; substancja organiczna 76,9%, stosunek C/N 25:1. Uzyskane wyniki wskazują, że otrzymano kompost świeży o optymalnych parametrach, który powinien być następnie poddany procesowi dojrzewania przez 4÷6 miesięcy na pryzmach. Po tym okresie może być wykorzystany jako cenny nawóz organiczny.

The article focuses on one of the ways of taking advantage of sewage sludge derived from the active sludge method waste water treatment process. It also refers to results of the tests carried out during the start-up process at the sludge composting facility. The composting facility is located at the Municipal Waste Water Treatment Plant of Jelenia Gora (Poland). As a consequence of 25 000 m3/d waste water being treated there is sludge produced of 16÷24 m3/d capacity, after dewatering in a centrifuge. Sludge composting process with use of structural material, in that case hey, was carried out into 3 close drums composters of the 125 m3 capacity. The technology tests were based on adding both sludge and hey in the following proportions: 1/2, 1/2.2, and 1/2.5. The given sewage sludge composed of: dry mass 20÷24%; organic substances 53.5% of d.m. The given hey was cut into 2÷3 cm pieces of 20÷50% moisture. The tests showed that the compost of required quality was obtained for the proportions sludge/hey 1/2.5 at hey humidity 20% at most. Such proportions allowed for achieving the compost of the following parametrs: pH 8.3; dry mass 46.2%; organic substance 76.9% and propotion of C/N 25:1. It should be next stored and treated in piles within the next 4÷6 months. After that period it can be used as organic fertilizer.

5. Ocena możliwości zagospodarowania osadów dennych z hodowli ryb łososiowatych na bazie stanu prawnego dotyczącego stosowania komunalnych osadów ściekowych
The Possibilities of Utilizations of Bottom Sediments from Fresh Water Fish Farms on the Base of Legal Status of Biosludge Utilization
Anna REMISZEWSKA-SKWAREK, Bernard QUANT
Strony: 311-318

Hodowle ryb łososiowatych są źródłem stosunkowo niewielkich ilości odpadów, jakim są osady denne, które jednak stanowią istotny problem do rozwiązania dla eksploatatora obiektu. Przepisy prawne generalnie pomijają ten aspekt gospodarki odpadami. Właściciele stawów hodowlanych postępują z tymi osadami różnie, ale przeważnie ich działania ukie¬runkowane są na tzw. przyrodnicze ich wykorzystanie - najczęściej w granicach własności działki. W artykule przedstawiono wyniki badań ukierunkowanych na ocenę możliwości tzw. przyrodniczego wykorzystania osadów dennych ze stawów hodowli ryb łososiowatych w oparciu o przepisy dotyczące stosowania osadów ściekowych. Wykazano, że pomimo zasadniczych różnic w składzie jakościowym pod wieloma względami osady denne zbliżone są charakterem do osadów ściekowych i - tym samym - założono również możliwość ich stosowania do poprawy właściwości gleb. Z tego też względu charakterystykę osadów dennych poszerzono o zagadnienia dotyczące ograniczeń stosowania osadów ściekowych.

Fresh water fish farms produce comparatively small amount of the waste in the form of bottom sediments. They make essential problem to solve by the object exploiter. Law rules pass over this aspect totally. The owners of fresh water fish farms manage these sediments in different ways, but their activities mainly locate on their own properties. Paper presents the results of the studies directed to the assessment of opportunity of the utilization the bottom sediments from ponds of fresh water fish farms. It proved that the bottom sediments are similar to biosludge from municipal wastewater treatment plants (WWTPs). Both kinds of the wastes can improve properties of soils. For this reason the characterization of the bottom sediments was as well as possible limitations of their usage were discussed.

6. Osady ściekowe stałym źródłem energii w oczyszczalniach ścieków
Sewage Sludge as Regular Source of Energy in WWTP
Zofia Sadecka
Strony: 319-329

W oczyszczalniach ścieków powstają: osady wstępne usuwane z osadników wstępnych oraz osady wtórne - nadmierne, usuwane z osadników wtórnych. Powszechnie stosowanym ciągiem technologicznym przeróbki osadów na terenie oczyszczalni są: zagęszczanie, stabilizacja, odwadnianie. Wybór metody biologicznej stabilizacji osadów zależy od wielkości oczyszczalni oraz kosztów danej metody. Dla małych oczyszczalni korzystniejsza jest tlenowa stabilizacja. Dla oczyszczalni średnich i dużych ekonomicznie korzystniejsza jest fermentacja metanowa, ponieważ pozwala na odzysk energii w postaci gazu. W pracy przedstawiono dane eksploatacyjne z mechaniczno-biologicznej Miejskiej Oczyszczalni Ścieków w Głogowie o przepustowości 21 000 m3/d, dotyczące ilości powstających osadów i efektywności procesu stabilizacji beztlenowej. Sporządzony bilans energetyczny oraz badania prowadzonego systemu gospodarki biogazem wykazały 100% pokrycie zapotrzebowania na ciepło oraz 36% pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną dla całej oczyszczalni.

In sewage treatment plants two kinds of sludge were generated: primary sludge removed from primary settlers and activated sludge removed from secondary settlers. Generally, a practical technological course of the reshaping of sludge in WWTP includes: thickening, stabilization, dewatering. The choice of the method of the biological stabilization of sewage sludge is relative to the size of WWTP and costs of this stabilization. For small WWTP the oxygenic stabilization is better. For medium and large WWTP economically better is the methane fermentation because of the salvage of the energy from biogas. Operating data of mechanical-biological municipal sewage treatment plant of the capacity Q = 21 000 m3/d were presented including quantities of formed sewage sludge and effectiveness of the process of the anaerobic stabilization. Prepared energy balance shows: 100% the cover of the entire heat requirement, and 36% the cover of the electric energy demand.

7. Zastosowanie bioreaktora dynamicznego w procesie kompostowania osadów ściekowych
Application of Dynamic Bioreactor in Composting Process of Sewage Sludge
Robert Sidełko, Kazimierz Szymański
Strony: 331-342

Przedstawiono wyniki badań próbek kompostu pobieranych w kolejnych fazach jego produkcji, opartej na technologii dwuetapowej. Surowiec do kompostowania stanowiły odwodnione mechanicznie, niestabilizowane osady ściekowe z oczyszczalni ścieków komunalnych w Kościerzynie. Prezentowane wyniki są związane z tematem badawczym dotyczącym wpływu czasu przetrzymania kompostu w bioreaktorze (etap I) na czas dojrzewania w warunkach polowych (etap II). Oznaczono wartości wybranych wskaźników fizyczno-chemicznych: pH, s.o. (sub. org.), OWO, RWO, Nog, N-NH4+ oraz stężenie ekstrahowalnej substancji humusowej (HS), w tym stężenie kwasów huminowych (HA) i fulwowych (FA).

In this paper the results of investigation of compost samples collected from different phases of production based on two-stage technology, were presented. Composting material based on mechanical dewatered and non stabilized sludge derived from municipal sewage treatment plant in Kościerzyna (Poland). Presented results are related with research of influence of sustained composing material in reactor on time needed to receive mature compost. During investigation time a physical and chemical coefficients were assigned as follows: pH, OM (organic matter), TOC (total organic carbon), DOC (disolved organic carbon), Ntotal, N-NH4+ likewise humic substance (HS), humic and fulvic acid (HA, FA)

8. Wybrane problemy gospodarki osadami ściekowymi na terenach wiejskich
Selected Problems of Sewage Sludge Management in Rural Areas
Mikołaj Sikorski, Hanna Bauman-Kaszubska
Strony: 343-353

Końcowym etapem unieszkodliwiania komunalnych osadów ściekowych powinno być ich rolnicze bądź przyrodnicze wykorzystanie, oczywiście po spełnieniu przez nie wymagań jakościowych (osady ustabilizowane, odkażone, przekompostowane). W referacie omówione zostały wybrane zagadnienia formalnoprawne i agrotechniczne dotyczące możliwości rolniczego bądź przyrodniczego wykorzystania osadów ściekowych. Przedstawiono również algorytm dotyczący toku badań i obliczeń związanych z określeniem wpływu, stosowanych w celach rolniczych bądź przyrodniczych, osadów ściekowych lub kompostów z nich wytworzonych, na gleby bądź ziemię. Ocena ta jest niezbędna z uwagi na bardzo rygorystyczne ograniczenia formalnoprawne w tym zakresie.

The final stage of sewage sludge disposal should be its agricultural or natural utilization. This is possible if the sludge complies with qualitative requirements (stabilization, decontamination, composting). This paper is a review of formal, legal and agrotechnical issues concerning the possibilities of sewage sludge utilization in agriculture and environment. Also, the algorithm of research and calculations assessing the influence of sludge agricultural and natural usage on soil was presented. This estimation is vital on account of the strict formal-legal restrictions in this field.

9. Możliwości zastosowania osadów ściekowych do fitostabilizacji składowisk odpadów zawierających metale ciężkie
Possibilities of Sewage Sludge Implementatation for Phytostabilization of the Landfills with the Heavy Metals Content
Jolanta Sobik-Szołtysek, Ewa Stańczyk-Mazanek
Strony: 355-366

Przekroczenie dopuszczalnych zawartości metali ciężkich w niektórych osadach ściekowych dyskwalifikuje je do wykorzystania rolniczego. W pracy podjęto badania możliwości zastosowania takich osadów do wspomagania procesów fitostabilizacji składowisk odpadów poflotacyjnych rud Zn-Pb. Wykonano 7 doświadczeń wazonowych, tworząc syntetyczne podłoża dla roślinności z różnym udziałem osadu ściekowego, odpadu poflotacyjnego i odpadowego mułu węglowego. W doświadczeniach użyto nasion trawy z gatunku Argona, charakteryzującej się odpornością na wysokie stężenia metali. Dla każdego podłoża określono przyrost biomasy, a w zebranej masie roślinnej oznaczono zawartość Zn i Pb. Obliczone współczynniki bioakumulacji pozwoliły określić mobilność tych metali dla każdego ze stosowanych podłoży. Doświadczenia wykazały, że optymalnym dla założonych celów podłożem było podłoże składające się z 1/6 osadu ściekowego + 1/6 mułu węglowego+4/6 odpadu flotacyj¬nego. Charakteryzowało się ono najmniejszą dostępnością badanych metali dla roślinności oraz przyrostem biomasy wystarczającym dla prawidłowej stabilizacji powierzchni skła¬dowiska. Metoda wspólnego zagospodarowania badanych odpadów, poprzez tworzenie mie¬szanek glebowych, umożliwia skojarzone likwidowanie uciążliwości i zagrożeń, wynikających z ich specyfiki.

The excess of heavy metals content in some sewage sludge is the reason of their disqualification for agricultural purposes. The aim of this work was to examine the possibilities of these sludge implementation for supporting the phytostabilization processes of the landfills with Zn-Pb ore post-flotation waste. Seven pot experiments were conducted, with synthetic substrata for flora with different participation of sewage sludge, post-flotation waste and coal mud. Argona grass seeds were used in the experiment. This particular grass type is resistant to high metal concentration. For each type of ground the arising in biomass were estimated, and the content of Zn and Pb in the collected plant mass was determined. The bioaccumulation coefficients that were calculated, allowed to determine mobility of these metals for each of the ground applied. The experiments showed, that for the intended purposes, optimum ground was the one composed of 1/6 of sewage sludge + 1/6 of coal mud + 4/6 of flotation waste. The described ground was characteristic both of the lowest availability of examined metals for plants and the biomass arising, sufficient for correct stabilization of the landfill surface. The method of joint management of the examined waste, by means of producing soil mixtures, allows for conjoined eliminating nuisance and hazards, resulting from specificity of the described waste.

10. Wpływ pyłów z wapienników i pieców cementowych na zawartość metali ciężkich w osadach ściekowych
The Influence of Dusts from Lime-Kilns and Cement Kilns on the Content of Heavy Metals in the Sewage Sludge
Ewa Surma, January Bień, Ewa Neczaj, Monika Gałwa-Widera
Strony: 367-374

Badano wpływ zastosowania pyłów z wapienników i z pieców cementowych na zawartość metali ciężkich w osadach ściekowych. Celem badań było określenie możliwości zastosowania analizowanych osadów w procesie rekultywacji terenów oraz gleb zdegradowanych. Jednym z podstawowych kryteriów przyrodniczego wykorzystania jest zawartość w nich metali ciężkich, która poprzez ich zwiększoną ilość dyskwalifikuje przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych. Przedstawiono wyniki badań osadu odwodnionego poddanego działaniu pyłów z wapienników i pieców cementowych. Przeanalizowano zmiany zawartości metali ciężkich w badanych osadach, a ich zawartość oceniano w oparciu o aktualne podstawy prawne dotyczące przyrodniczego wykorzystania osadów ściekowych. Przeprowadzono także analizę pyłów z wapienników oraz z pieców cementowych pod kątem zawartości metali ciężkich. Badano odwodnione osady ściekowe pochodzące z miejskiej oczyszczalni ścieków komunalnych oraz pyły pochodzące z filtra odpylającego gazy odlotowe powstałe w wyniku produkcji zarówno wapna, jak i cementu. Osady ściekowe aplikowano następującymi dawkami pyłów: 0,1 kg/kg osadu, 0,5 kg/kg osadu. Dokonano przeglądu i porównano osady ściekowe poddane działaniu pyłów z wapienników i pieców cementowych.

The influence of the some dusts addition to sewage sludge on the content of heavy metals was examined in the paper. The substrates used to the research were dehydrated sewage sludge coming from the municipal sewage treatment plant and dusts from lime-kilns and from cement kilns. The sewage sludge was mixed with dusts doses in two different mass proportions: dust/sewage sludge = 0.1 and 0.5. The aim of the research was to estimate the opportunity of usage the prepared waste mixtures in reclamation processes of land and degraded soils. One of the basic criteria of sewage sludge natural usage is the limited content of heavy metals. Generally, excessive levels of heavy metals disqualify the natural usage of raw municipal sewage sludge. The contents of heavy metals in the examined sewage sludge, dusts and mixtures were the main subject of the examination. The obtained contents were compared to the operative limits from Polish and EU standards.

11. Wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania podłoża hodowlanego z osadów ściekowych
Use of Hydrogen Peroxide for Acquisition of Growing Substratum from Sewage Sludge
Marcin Wołczyński, Marta Janosz-Rajczyk
Strony: 375-386

Biologiczna produkcja wodoru w procesie fermentacji bez udziału światła jest jedną z bardziej atrakcyjnych metod pozyskiwania tego paliwa. Problemy związane z tą metodą są szeroko opisywane przez krajowych i zagranicznych badaczy. Kluczowym zagadnieniem jest opracowanie metody pozyskania z materiałów odpadowych odpowiedniego podłoża hodowlanego dla bakterii. Na ten temat stosunkowo mało jest doniesień naukowych. Zasadne wydaje się podjęcie badań w celu opracowania metody otrzymywania podłoża hodowlanego z substratu będącego produktem odpadowym. Celem pracy jest określenie dawki silnego utleniacza chemicznego (H2O2) do pozyskania płynnego substratu organicznego. Badania obejmowały rozpoznanie właściwości fizyczno-chemicznych osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków bytowych, przeprowadzenie dwugodzinnej hydrolizy z udziałem wzrastających dawek utleniacza, wyznaczenie optymalnego czasu kontaktu nadtlenku wodoru z substratem, określenie składu pozyskanych produktów hydrolizy, takich jak: substancje redukujące płyn Fehlinga, lotne kwasy tłuszczowe oraz ogólna zawartość rozpuszczonych i nierozpuszczonych substancji organicznych. Badania pozwoliły na określenie parametrów, dla których wykorzystanie nadtlenku wodoru do pozyskiwania monosacharydów ze stabilizowanych tlenowo osadów ściekowych zachodzi najefektywniej. Dokonano oceny możliwości wykorzystania tak otrzymanego substratu organicznego jako podłoża dla bakterii produkujących wodór w procesie fermentacji beztlenowej.

Biological hydrogen generation in dark fermentation is one of the most promising technologies of this fuel production. The researchers have widely discussed the advantages and disadvantages of this process. The key problem was identified as a development of the effective method of fermentation bacteria medium attainment. Until now, this subject was rarely investigated by scientists, therefore investigations on hydrogen fermentation maintenance medium is of great interest. The aim of the study was to investigate the most effective dose of strong, chemical oxidant (H2O2) for generation of fluid monosacharide medium from sewage sludge. The sludge was sampled from a domestic wastewater treatment plant. The samples were homogenized and analysed for selected physicochemical properties. Next, the samples were hydrolysed for 2 hours with increasing doses of the oxidant. Reaction kinetics and composition of chemically stabilized medium were analysed (substances reduce Fehling solution, volatile fatty acids, dissolved and insoluble organic matter). The parameters allowing to obtain the most effective production of monosaccharides were set.

12. Wpływ chemicznego kondycjonowania na parametry fizyczno-chemiczne przefermentowanych osadów ściekowych
Influence of Chemical Conditioning on the Physicochemical Parameters of Digested Sewage Sludge
Iwona Zawieja, Paweł Wolski, Lidia Wolny
Strony: 387-396

Przedstawiono badania dotyczące określenia doboru najkorzystniejszych wodorotlenków i ich dawek w celu kondycjonowania osadów ściekowych poddanych stabilizacji beztlenowej. Oceniano efektywność procesu stabilizacji beztlenowej osadów ściekowych kondycjonowanych badanymi metodami, a także niepoddanych kondycjonowaniu. Do kondycjonowania alkalicz¬nego osadów nadmiernych zastosowano cztery wodorotlenki: wodorotlenek wapnia Ca(OH)2, wodorotlenek magnezu Mg(OH)2, wodorotlenek potasu KOH. oraz wodorotlenek sodu NaOH. Dla wszystkich przeprowadzonych badań sporządzono mieszaniny osadów nadmiernych i przefermentowanych odpowiednio w stosunku objętościowym 10:1. Proces fermentacji prowadzono w cyklu 28-dniowym w laboratoryjnej zamkniętej komorze fermentacyjnej o pojemności 5 dm3. Wykazano, że kondycjonowanie alkaliczne wpływa na intensyfikację procesu hydrolizy. Osady preparowane odpowiednimi dawkami wodorotlenków posiadały wyższe wartości ChZT, zasadowości, stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) oraz niższe wartości suchej masy organicznej w kolejnych dniach fermentacji. Spośród zastosowanych do badań wodorotlenków najkorzystniejsze wartości uzyskiwano dla osadów ściekowych kondycjo¬nowanych NaOH.

In the paper the investigation concerning the proper dose of selected hydroxides to sewage sludge conditioning after anaerobic stabilization was presented. The effectiveness of anaerobic stabilization process of sludge conditioned with tested methods and also unconditioned was estimated. To alkaline pretreatment of excessive sludge four hydroxides were applied: Ca(OH)2, Mg(OH)2, KOH, NaOH. The mixtures of investigated excessive and digested sludge in the volumetric ratio 10:1 were prepared. The fermentation process was led in the hermetic digesting chamber of 5 dm3 volume. It was noticed that alkaline conditioning intensified the hydrolysis process. Sludge after conditioning with the proper doses of hydroxides had the higher values of COD, alkalinity, concentration of volatile fatty acids, and lower values of dry organic matter in the successive days of fermentation. The most advantageous values of investigated indicators were obtained for the sludge conditioned with NaOH.

13. Dezintegracja hybrydowa jako metoda poprawy efektów stabilizacji osadu
Hybrid Disintegration as a Technique for Improving the Effects of Sludge Stabilization
Ewa Zielewicz, Piotr Sorys, Marcin Janik, Łucja Fukas-Płonka
Strony: 397-409

Wykazano, że dezintegracja hybrydowa, prowadzona przy użyciu mieszadła homogenizującego i nadźwiękawiania, jest daleko bardziej korzystna niż każda z wymienionych metod dezintegracji osobno. Bezpośrednie efekty dezintegracji osadu nadmiernego wyrażono za pomocą wskaźników dyspergowania kłaczków osadu - kD, lizy komórek mikroorganizmów - kL, a także wskaźnika zmian właściwości filtracyjnych - kF. Efekty te znalazły odzwierciedlenie w postaci korzystnych efektów technologicznych procesu fermentacji metanowej. Były nimi zmniejszenie ilości masy organicznej oraz poprawa efektu odwodnienia.

It has been found that the hybrid disintegration carried out with a homogenizing stirrer and ultrasonic treatment is much more favourable than each of the disintegration techniques separately. The direct effects of excess sludge disintegration were expressed as dispergation indicators of sludge floccules - kD and lysis of microorganism cells - kL as well as indicator of change of sludge quality for dewatering - kF. Those effects were reflected in the favourable technological effects of methane fermentation i.e. the decrease in dry weight of organic matter and the dehydration effect improvement.