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 13, Numer 2

1. Wpływ termicznej hydrolizy na zmiany struktury osadów nadmiernych poddanych stabilizacji beztlenowej
Influence of Thermal Hydrolysis on the Excess Sludge Structure during Anaerobic Stabilization
Mariusz Barański, Iwona Zawieja
Strony: 85-91, Pobierz w wersji .PDF

Zastosowanie termicznej obróbki osadów przed procesem mezofilowej stabilizacji beztlenowej wpływa na zwiększenie podatności osadów na proces biochemicznego rozkładu w warunkach beztlenowych. W wyniku kondycjonowania osadów uzyskano wyższy stopień dezintegracji osadów poddanych działaniu podwyższonej temperatury w odniesieniu do stopnia dyspersji surowych osadów nadmiernych. W wodzie nadosadowej modyfikowanych termicznie osadów zaobserwowano wzrost wartości stężenia substancji organicznych w formie rozpuszczonej wyrażony przyrostem wartości chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) oraz lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Celem przeprowadzonych badań, mających charakter obserwacji mikroskopowych, było zobrazowanie oraz ocena zmian zachodzących w strukturze osadów nadmiernych podczas termicznej modyfikacji osadów oraz w kolejnych 10 dobach procesu stabilizacji beztlenowej. Substratem badań był nadmierny osad czynny pochodzący z Centralnej Oczyszczalni Ścieków P.S.W. „WARTA” w Częstochowie. W celu zainicjowania procesu stabilizacji osad nadmierny zaszczepiono osadem przefermentowanym, stanowiącym 10% mieszaniny badawczej. Badania przeprowadzono dla Mieszaniny I (osad nadmierny + osad przefermentowany) oraz Mieszaniny II (osad nadmierny kondycjonowany termicznie w temp. 70ºC przez 1,5 h + osad przefermentowany).

Application of sludge thermal treatment before the mesophilic anaerobic stabilization process influenced on the increase of sludge susceptibility to biochemical decomposition in anaerobic conditions. In the result of thermal pretreatment the higher disintegration degree of sludge submitted to temperature action, in comparison to dispersion degree of raw excess sludge was observed. In the liquid phase of the sludge pretreated by the mentioned method, the increasing of concentration value of organic substances in soluble form was noticed. It was expressed by the increase of chemical oxygen demand (COD) value. The purpose of the microscope observation study was the estimation of the sludge structure changes during thermal modification as well as during successive days of 10 days’ anaerobic stabilization process. The subject of the tests was excess active sludge coming from the waste water treatment plant P.S.W. „WARTA” in Czestochowa. The tests were conducted on a mixture of excessive and digested sewage that was subjected to mesophilic methane fermentation. The Mixture I (raw excess sludge + digested sludge) and the Mixture II (thermal pretreatment excess sludge at the temp 70ºC through the period of 1.5 h + digested sludge) were submitted to the research.

2. Wpływ pH roztworu wodnego na wielkość adsorpcji anionowych substancji powierzchniowo czynnych
The Influence of Solution pH on the Adsorption of Anionic Surfactants
Dagmara Kowalczyk, January Bień, Joanna Lach
Strony: 93-102, Pobierz w wersji .PDF

Przeprowadzono badania usuwania dwóch anionowych substancji powierzchniowo czynnych: laurylosiarczanu sodu i dwuoktylosulfobursztynianu sodu z rozcieńczonych roztworów wodnych na trzech handlowych węglach aktywnych: WG-12, F-300 i ROW 08 Supra. Proces adsorpcji prowadzono w warunkach statycznych w zakresie stężeń 50÷150 mg/dm3 przy różnych wartościach pH (2, 4, 6, 8). Wszystkie użyte w badaniach węgle aktywne z dużą skutecznością adsorbują anionowe SPC. Z przeprowadzonych badań wynika, że im wyższe pH, tym mniejsza adsorpcja. Zaobserwowano, że stopień usunięcia obu anionowych substancji powierzchniowo czynnych był najlepszy przy pH = 2 bez względu na użyty węgiel aktywny. Niemniej różnice w pojemnościach sorpcyjnych węgli aktywnych dla różnych wartości pH roztworów nie są duże, co sugeruje dominujący wpływ sorpcji fizycznej. Spośród badanych węgli aktywnych najwyższe pojemności sorpcyjne w stosunku do obydwu sorbatów uzyskano dla węgla ROW 08 Supra, charakteryzującego się największą ilością mezoporów. Podczas sorpcji dwuoktylosulfobursztynianu sodu skuteczności sorpcji na wszystkich węglach aktywnych są porównywalne.

Laboratory examination of adsorption of two anionic surfactants (sodium dioctylsulphosuccinate and sodium lauryl sulfate) on three commercial activated carbons: WG-12, F-300 and ROW 08 was carried out. The process of the adsorption was provided under the static conditions in the range of concentration 50÷150 mg/dm3 at defined pH levels (2, 4, 6, 8). Activated carbons adsorbed the anionic surfactants (SPC) with high effectiveness. The presented results shows that there is some correlation between pH and adsorption. When pH is high adsorption is low. It was observed that the removal degree of anionic surfactants is the best at pH = 2, regardless of kinds active carbon. Differences in sorption capacities of activated carbons for various values of pH were not significant. The physical sorption was a dominant process. Among of activated carbons the highest sorption capacity showed the carbon called ROW 08 Supra in relation to both sorbates. This carbon had the largest number of mesopores. During the process of the sorption of sodium dioctylsulphosuccinate, the effectiveness on all activated carbons was comparable.

3. Wpływ termicznego kondycjonowania na efektywność odwadniania osadów ściekowych poddanych stabilizacji beztlenowej
Impact of Thermal Conditioning on the Effectiveness of Sewage Sludge Dewatering after Anaerobic Stabilization
Mariusz Małkowski, Paweł Wolski
Strony: 103-109, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawione badania miały charakter rozpoznania, którego celem było określenie zależności pomiędzy wstępnym kondycjonowaniem termicznym osadów nadmiernych poddanych stabilizacji beztlenowej a ich podatnością na końcowe odwadnianie. Do badań wykorzystano osad nadmierny pochodzący z komunalnych oczyszczalni ścieków, do którego dodano osadów przefermentowanych (10%). Badania prowadzono w dwóch etapach: w pierwszym etapie osad nadmierny niekondycjonowany i kondycjonowany w temperaturze 50 i 70°C poddano stabilizacji przez okres 10 dni, natomiast w drugim etapie niekondycjonowane i kondycjonowane termicznie osady nadmierne fermentowano w bioreaktorze w warunkach mezofilowych przez okres 25 dni. W osadach przed i po procesie fermentacji oznaczano czas ssania kapilarnego (CSK), stopień zagęszczania oraz zawartość suchej masy. Wstępne kondycjonowanie termiczne osadów nadmiernych wpłynęło na wzrost wartości CSK. Stabilizacja osadów w kolbach laboratoryjnych w kolejnych dniach powodowała obniżenie CSK oraz obniżenie suchej masy zawartej w osadach. Osady poddane fermentacji w bioreaktorze posiadały wyższe wartości CSK w odniesieniu do osadów nieprzefermentowanych.

The presented investigations were the preliminary stage of research. The general aim was the determination of dependences between thermal conditioning of excess sewage sludge and its susceptibility to final dewatering after anaerobic stabilization. The excess sewage sludge mixed with fermented sludge (10%) from the municipal wastewater treatment plant was used to the tests. The investigations were carried out in two stages. In the first stage, the both excess sludges, unconditioned and conditioned at the temperatures 50°C and 70°C, were stabilized through 10 days. In the second stage, the unconditioned and thermal conditioned excess sludges were fermented in the bioreactor under mesophilic conditions for 25 days. The capillary suction time (CST), the thickening degree and dry matter content were determined for the sludge before and after fermentation. The preliminary thermal conditioning of excess sewage sludge resulted in the CST increase. During sludge stabilization in the glass flasks, CST decreased, as well the increase of thickening efficiency and the dry mass content decrease were observed. CST values measured for the sludge after fermentation in the bioreactor were higher than before fermentation.

4. Oczyszczanie ścieków z produkcji płyt pilśniowych w reaktorze UASB
The Treatment of Fiberboard Manufacturing Wastewater in UASB Reactor
Ewa Neczaj, Dorota Krzemińska
Strony: 111-120, Pobierz w wersji .PDF

Najważniejszym wyzwaniem w ramach procesu oczyszczania ścieków z produkcji płyt pilśniowych jest zmniejszenie zawartości w nich związków organicznych, zawiesin oraz intensywności barwy. W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie technologiami beztlenowymi w oczyszczaniu tego rodzaju ścieków. Za stosowaniem systemów anaerobowych przemawia: mniejsza produkcja osadów ściekowych, możliwość oczyszczania ścieków wysokoobciążonych ładunkiem zanieczyszczeń, wytwarzanie energii w postaci metanu. W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwością zastosowania reaktora UASB w oczyszczaniu ścieków z produkcji płyt pilśniowych. Badania prowadzone były w skali laboratoryjnej w warunkach mezofilowych przy stałym hydraulicznym czasie zatrzymania, wynoszącym 3 doby, i obciążeniu substratowym w przedziale 1,3÷2,5 kgChZT/m3d. Efektywność procesu oczyszczania oceniono na podstawie stopnia usunięcia ChZT oraz produkcji biogazu. Najlepsze wyniki uzyskano przy obciążeniu substratowym reaktora wynoszącym 2 kgChZT/m3d. Dla podanych warunków prowadzenia procesu odnotowano 66% usunięcie ChZT oraz produkcję biogazu na poziomie 0,38 dm3/gChZTus d.

The effluent from fiberboard manufacturing (FBM) is a specific kind of wastewater with the COD value of over 20 000 mg/l and a suspended solids content of more than 1500 mg/l. The organic components of the effluent include cellulose, lignin and resin acids. The high COD content present in this wastewater makes it suitable for anaerobic treatment however the presence of toxic or recalcitrant substances implies an additional challenge for developing a reliable biological process. Increased gas production and reduced excess sludge generation significantly improve the economics of anaerobic digestion. The concept of the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor is very simple. The reactor consists of a chamber in which the wastewater flows upward through an anaerobic sludge bed and passes in contact with the micro-organisms. In result and anaerobic degradation of the wastewater organic matter occurs. The produced biogas causes hydraulic turbulence as it moves upward through the reactor, providing adequate mixing within the system and eliminating the need for mechanical mixing. The presence of a three-phase separator at the top of the reactor, allows separation of the water phase from sludge solids and gas. In this study the treatment of fiberboard manufacturing (FBM) wastewater was carried out in a laboratory scale UASB rector. Bioreactor performance was evaluated by COD removal efficiency and biogas yield. The aim of the work was to determine the optimal organic loading rate (ORL) for a hydraulic retention time (HRT) of 3 days. The ORL range from 1.3 to 2.5 kgCOD/m3d was studied. 66% of COD removal efficiency and biogas yield of 0.38 m3biogas/kgCODremovedd were obtained in the anaerobic reactor operating at 37°C when OLR was equal to 2 kgCOD/m3d.

5. Osady ściekowe jako substytut glebowy w procesach remediacji i rekultywacji terenów skażonych metalami ciężkimi
Sewage Sludge as a Substitute of Soil in the Process of Remediation and Reclamation of Sites Contaminated with Heavy Metals
Maciej Nowak, Małgorzata Kacprzak, Anna Grobelak
Strony: 121-131, Pobierz w wersji .PDF

Osady ściekowe pochodzenia przemysłowego szczególnie z przemysłu spożywczego i drzewnego stanowią doskonały substrat, który można wykorzystać do rekultywacji terenów zdegradowanych pod warunkiem spełnienia przez nie wymogów określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. Stwierdzono, że osady ściekowe (ze względu na swoje właściwości) mogłyby być również stosowane na terenach skażonych metalami ciężkimi. Przedstawiono wyniki badań wskazujące, iż w osadach pochodzących z oczyszczalni przemysłowych stężenia Pb, Cd, Cr, Ni i Zn były wielokrotnie niższe niż w próbkach z oczyszczalni komunalnych. Ponadto wysoka wilgotność, odpowiednia zawartość materii organicznej, C, N, P, kwasów huminowych oraz najważniejszych grup mikroorganizmów (bakterie, grzyby, promieniowce) sprawia, że mogą one brać udział w szeregu me¬chanizmów w procesach rekultywacji i remediacji terenów skażonych, a ich aplikacja korzystnie wpływa na parametry gleb zdegradowanych, zanieczyszczonych metalami ciężkimi.

Sewage sludge of industrial origin in particular from the food and the wood industry, is an excellent substrate that can be used for restoration of degraded land, if it meets the requirements specified in the Regulation of the Minister of Environment from 2002 on municipal sewage sludge. It was found that sludge (due to its properties) could also be used in areas contaminated by heavy metals. The results of research indicate that in the sediments from industrial effluent, concentrations of Pb, Cd, Cr, Ni and Zn were many times lower than in the samples from municipal sewage treatment plants. In addition, such features like high humidity, adequate organic matter content, presence of C, N, P, humic acid, and the main groups of microorganisms (bacteria, fungi, actinomycetes) make that the sludge can participate in a series of mechanisms in the processes of reclamation and remediation of contaminated sites and its application improves the performance of degraded soils contaminated with heavy metals.

6. Charakterystyka wybranych gminnych oczyszczalni ścieków
Characteristic of Selected Commune Wastewater Treatment Plants
Mariola Ścisłowska, Lidia Wolny
Strony: 133-146, Pobierz w wersji .PDF

Oczyszczalnie ścieków na terenach wiejskich, ze względu na zmienność dopływu i skład ścieków oraz brak laboratoriów umożliwiających ciągłą kontrolę i ewentualne korekty parametrów procesu oczyszczania, powinny być proste i niezawodne. W artykule zostały przedstawione nowoczesne technologie lokalnego oczyszczania ścieków (oczyszczalnie typu ECOLO-CHIEF i BIO-PAK). Oczyszczalnie te, pracujące w oparciu o mechaniczno- biologiczny proces oczyszczania, obsługują podobną liczbę mieszkańców. Oczyszczaniu poddawane są ścieki doprowadzane zarówno siecią kanalizacyjną, jak również dowożone wozami asenizacyjnymi. Przedstawiono analizę porównawczą wybranych wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i oczyszczonych dla omawianych oczyszczalni, wykonanych w dwóch próbach. Wszystkie zostały wybudowane po 2000 roku. Przepustowość hydrauliczna badanych oczyszczalni nie przekracza 2000 m3/d, a dobowy dopływ ścieków wynosi ok. 100 m3. Stopień usunięcia zawiesiny ogólnej mieści się w granicach 93÷99%, natomiast spadek wartości BZT5 i ChZT w zakresie 90÷98%. W zależności od oczyszczalni i samej metody oczyszczania stopień usunięcia zanieczyszczeń jest różny w każdej z oczyszczalni, jednakże każda z nich spełnia kryteria dotyczące wartości dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń dla ścieków oczyszczonych, odprowadzanych do odbiornika.

In this paper the modern, local wastewater treatment technologies, such as ECOLO-CHIEF, BIO-PAK were presented. These mechanical-biological wastewater treatment plants run mainly in the agricultural areas and serve similar numbers of inhabitants. The wastewater treatment plants for the agricultural areas should be as simple and reliable as possible, because of the fluctuation of sludge feed and wastewater composition, as well as lack of laboratories to control and correct the parameters of the treatment processes. In the paper the comparative analysis of pollution indicators in the raw and treated sewage was presented. All analyzed WWTP were started after 2000 year. The hydraulic throughput of the tested wastewater treatment plants did not exceed 2000 m3 and the daily sewage input is about 100 m3. The effect of the total suspension reduction in the described plants is about 98÷99% and the BOD5 and COD decrease of about 97÷98%. Therefore all tested wastewater treatment plants have met the requirements and the new discharge limits for the treated and disposed wastewater.