Search results

1

Atmospheric Chemistry and Climate in the Anthropocene / Chemia Atmosferyczna I Klimat W Antropocenie

100%

Crutzen P. J., Wacławek S.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2014

|

vol. 19

|

issue 1-2

9-28

EN

Humankind actions are exerting increasing effect on the environment on all scales, in a lot of ways overcoming natural processes. During the last 100 years human population went up from little more than one to six billion and economic activity increased nearly ten times between 1950 and the present time. In the last few decades of the twentieth century, anthropogenic chlorofluorocarbon release have led to a dramatic decrease in levels of stratospheric ozone, creating ozone hole over the Antarctic, as a result UV-B radiation from the sun increased, leading for example to enhanced risk of skin cancer. Releasing more of a greenhouse gases by mankind, such as CO2, CH4, NOx to the atmosphere increases the greenhouse effect. Even if emission increase has held back, atmospheric greenhouse gas concentrations would continue to raise and remain high for hundreds of years, thus warming Earth’s climate. Warming temperatures contribute to sea level growth by melting mountain glaciers and ice caps, because of these portions of the Greenland and Antarctic ice sheets melt or flow into the ocean. Ice loss from the Greenland and Antarctic ice sheets could contribute an additional 19-58 centimeters of sea level rise, hinge on how the ice sheets react. Taking into account these and many other major and still growing footprints of human activities on earth and atmosphere without any doubt we can conclude that we are living in new geological epoch named by P. Crutzen and E. Stoermer in 2000 - “Anthropocene”. For the benefit of our children and their future, we must do more to struggle climate changes that have had occurred gradually over the last century.

PL

Człowiek wywiera coraz większy wpływ na środowisko na różne sposoby, w wielu przypadkach ostro ingerując w procesy naturalne. W ciągu ostatnich 100 lat liczebność ludzkiej populacji wzrosła - z nieco ponad 1 mld do 6 mld, a od 1950 roku do chwili obecnej nastąpił dziesięciokrotny rozwój działalności gospodarczej. W ciągu kilku ostatnich dekad XX wieku antropogeniczna emisja freonów doprowadziła do drastycznego spadku poziomu ozonu stratosferycznego, tworząc dziurę ozonową nad Antarktydą. Następstwem tego zjawiska jest wzrost promieniowania UV-B, który pociąga za sobą katastrofalne skutki, m.in. zwiększa ryzyko zachorowań na raka skóry. Uwalniane do atmosfery, przez człowieka, w dużych ilościach gazy cieplarniane, takie jak CO2, CH4, NOx, powodują zwiększenie efektu cieplarnianego. Nawet jeśli wzrost emisji zostanie zatrzymany, stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze będą nadal rosnąć i pozostaną na wysokim poziomie przez setki lat, a to doprowadzi do ocieplenia klimatu na Ziemi. Wzrost temperatury przyczyni się do aprecjacji poziomu wód morskich. Będzie to spowodowane topnieniem lodowców górskich i czap lodowych. Utrata lodu Grenlandii i lądolodów Antarktydy, w zależności od tego, w jaki sposób zareagują na ocieplenie, może przyczynić się do wzrostu poziomu mórz i oceanów nawet o dodatkowych 19-58 centymetrów. Biorąc pod uwagę wyżej wymienione przykłady i wiele innych ważnych, wciąż wzrastających, śladów działalności człowieka na Ziemi bądź w atmosferze, bez żadnych wątpliwości można stwierdzić, że żyjemy w nowej epoce geologicznej nazwanej przez P. Crutzena i E. Stoermera w 2000 roku Antropocenem. Dla dobra naszych dzieci i ich przyszłości musimy intensywniej walczyć ze zmianami klimatycznymi, które miały miejsce w ciągu ostatniego stulecia.

2

Impact of Alkalization of Surplus Activated Sludge on Biogas Production

81%

Grűbel K., Machnicka A., Wacławek S.

Ecological Chemistry and Engineering S

|

2013

|

vol. 20

|

issue 2

343-351

EN

Large amounts of sludge are produced in biological wastewater treatment plants. Since the sludge is highly contaminated, it has to undergo proper stabilization before it is disposed or utilized in an environmentally safe way. On the whole, the aim of bacterial cell disintegration is the release of cell contents in the form of an aqueous extract. Chemical disintegration of surplus activated sludge by alkalization results in destruction and disruption of the flocs and microorganisms as well as increase concentration of organic matter in supernatant. The mesophilic anaerobic sewage sludge digestion is an established process, most often applied at medium and large municipal sewage treatment plants. Four major steps of anaerobic digestion are distinguished. The first hydrolysis step leads to solubilization of insoluble particulate matter and biological decomposition of organic polymers to monomers or dimers. The hydrolysis step is recognized as the rate-limiting step of the following second and third steps, the processes of acidogenesis and acetogenesis. Chemical disintegration activates biological hydrolysis and, therefore, it can significantly increase the stabilization rate of the secondary sludge. It has been shown that when the activated sludge was subjected to alkalization to pH 9.0 value, the COD concentration increased from 101 to 530 mg/dm3 in sludge supernatant. The paper presents a potential application of chemical disintegration for sewage sludge (mainly activated sludge) to upgrading biogas production.

PL

Osady, powstające w procesie oczyszczania ścieków, poddaje się procesom przeróbki i unieszkodliwiania w celu zmniejszenia ich objętości oraz pozbawienia ich szkodliwego wpływu na środowisko. Fermentacja metanowa jest jedną z najczęściej stosowanych metod biodegradacji materii organicznej zawartej w osadach ściekowych. W ostatnich latach odnotować można duże zainteresowanie badaczy działaniami wspomagającymi proces stabilizacji beztlenowej. Największe zainteresowanie dotyczy intensyfikacji procesu produkcji biogazu na drodze dezintegracji głównie mechanicznej, np. z wykorzystaniem ultradźwięków, homogenizacji nożowej czy też dezintegracji hydrodynamicznej. Oprócz fizycznych metod dezintegracji istnieje możliwość wykorzystania do tego celu procesów chemicznych - zakwaszania lub alkalizacji. W pracy starano się wykazać i określić wpływ jednej z metod dezintegracji - alkalizacji - osadu czynnego na proces stabilizacji beztlenowej. Dodatek substancji alkalizującej, np. wodorotlenku sodu, do osadu czynnego powoduje destrukcję kłaczków osadu oraz zmiękczanie ścian komórkowych mikroorganizmów budujących osad czynny, co w konsekwencji prowadzi do ich lizy. Uwalniana w ten sposób materia organiczna stanowi szybko i łatwo rozkładalny produkt, który w znacznym stopniu przyspiesza pierwszą fazę procesu stabilizacji beztlenowej, tj. fazę hydrolityczną. Konsekwencją tego jest przyspieszenie i wydłużenia fazy metanogennej, dzięki czemu zwiększa się ilość wyprodukowanego biogazu. Na podstawie uzyskanych wyników można wnioskować, że dezintegracja alkaliczna bardzo dobrze nadaje się do wstępnego kondycjonowania osadów. Znacznie zwiększona ilość wyprodukowanego biogazu, jak również niska cena NaOH zachęca do korzystania z tego procesu jako wstępnego przygotowania osadów przed ich stabilizacją.

3

Mesophilic-thermophilic fermentation process of waste activated sludge after hybrid disintegration

81%

Grűbel K., Machnicka A., Nowicka E., Wacławek S.

Ecological Chemistry and Engineering S

|

2014

|

vol. 21

|

issue 1

125-136

EN

The previously received results of individual processes of hydrodynamic and alkaline disintegration were decisive significant for the conducted research task. The combination of hydrodynamic cavitation (30 minutes duration of the process) and alkaline (pH ≈ 9) to the destruction of activated sludge caused a significant release of organic matter about 1383 mg/dm3 in comparing to individual processes. Such increase in the SCOD value resulted in a significant growth the efficiency of biogas yield in a two-stage mesophilic-thermophilic processes. The increase in yield was from 26 to 38% depending on the volume of disintegrated sludge. The effect of the two-stage fermentation resulted activated sludge hygienisation. The microbiological analysis of the influence of the fermentation with the different volume of hybrid disintegrated sludge was based on microbiological indicators: Salmonella spp. and coliphages. The obtained results prove the effectiveness of the two-stage digestion process compared to single mesophilic fermentation which not always completely eliminates the above indicators.

PL

Decydujące znaczenie dla przeprowadzonego zadania badawczego miały wyniki badań dotyczące jednostkowych procesów dezintegracji hydrodynamicznej i alkalizacji. Połączenie kawitacji hydrodynamicznej (30 minut trwania procesu) i alkalizacji (przy pH ≈ 9) w celu destrukcji osadu czynnego powodowało znaczące uwolnienie materii organicznej o 1383 mg/dm3 w porównaniu do jednostkowych procesów. Tak duży wzrost wartości ChZT przełożył się na istotny wzrost wydajności produkcji biogazu w procesie dwustopniowej fermentacji mezofilowo-termofilowej. Wzrost wydatku wyniósł od 26 do 38% w zależności od udziału osadu dezintegrowanego. Działanie dwustopniowej fermentacji skutkowało higienizacją osadu czynnego. Analiza mikrobiologiczna wpływu procesu fermentacji ze zróżnicowanym udziałem osadu dezintegrowanego hybrydowo została dokonana zgodnie ze wskaźnikami mikrobiologicznymi: Salmonella spp. oraz colifagi. Otrzymane wyniki świadczą o skuteczności prowadzenia procesu dwustopniowego w porównaniu z fermentacją jednostopniową mezofilową, po której nie zawsze następuje całkowita eliminacja ww. wskaźników.

Refine search results

2 Ecological Chemistry and Engineering S

1 Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

2 2014

1 2013

3 Wacławek S.

2 Grűbel K.

2 Machnicka A.

1 Crutzen P. J.

1 Nowicka E.

Atmospheric Chemistry and Climate in the Anthropocene / Chemia Atmosferyczna I Klimat W Antropocenie

Impact of Alkalization of Surplus Activated Sludge on Biogas Production

Mesophilic-thermophilic fermentation process of waste activated sludge after hybrid disintegration