Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

Wyszukujesz frazę "methane" wg kryterium: Wszystkie pola


Tytuł:
Produkcja metanu wskaźnikiem oceny biodegradowalności substratów w procesie fermentacji metanowej
Biochemical methane potential as indicator of biodegradability of organic matter in anaerobic digestion process
Autorzy:
Myszograj, S.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819567.pdf
Data publikacji:
2011
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
fermentacja metanowa
biodegradowalność substratów
produkcja metanu
methane fermentation
biodegradable substrates
methane production
Opis:
Fermentacja jest beztlenowym biologicznym procesem rozkładu (mineralizacji) złożonych wysokocząsteczkowych substancji organicznych. Technologia ta jest stosowana do stabilizacji osadów ściekowych i biofrakcji odpadów organicznych. Substraty poddawane fermentacji metanowej charakteryzują się różnymi właściwościami. Ogólnie można je podzielić na dwie zasadnicze grupy: substraty z dużą zawartością zawiesin organicznych oraz substraty zawierające głównie rozpuszczone i koloidalne związki organiczne (tabela 1) [2]. Głównymi produktami procesu jest przefermentowana biomasa oraz biogaz.
Anaerobic digestion is used for stabilization of sewage sludge and biofraction of organic wastes. In spite of general applying of fermentation technology in the practice, projecting, working and the control of anaerobic processes usually is based on empirical indicators. The biodegradability of the organic matter is often estimated by the biochemical methane potential, the participation of methane in biogas and reduction of the organic mass. In this paper the biodegradability ratio of sewage sludge and biofraction of municipal wastes on anaerobic digestion were compared, on the basis of the biochemical methane potential (BMP). The efficiency of the production of bio-gas (methane) from sewage sludge and biofraction of municipal wastes depends on the chemical composition of these substrates, particularly on the content of organic carbon. Digestion of sewage sludge after 20 days resulted in BMP of 302.5 dm3/g VSS added. The participation of methane in the biogas was the lowest on beginning of process (51.3%) and increased while duration of fermentation to 72.0%. The production of biogas from the biofraction of municipal wastes in the end of the process was 367.6 dm3/g VSS. The participation of methane in the biogas on the beginning of the process was 51.3% and increased with duration of fermentation to 62.8%. The coefficient of the anaerobic bio-degradation of substrates (BD) determined on the basis of the maximum production of methane and COD value of substrates received 41.1% VSS for sew-age sludge and 38.5%VSS for municipal wastes.The values of hydrolysis rate kh for these substrates were also deter-mined. First order specific hydrolysis rate constant for sewage sludge decreased from 0.203 d-1 in third day of process to 0.179 d-1 in twentieth day of the digestion. This are typical values for the sewage sludge. Decrease of the parameter k value during anaerobic digestion proves graded reduction of accessibility of substrates for microorganisms. First order specific hydrolysis rate constant for waste in range from 0.077 d-1 to 0.137 d-1 is characteristic for biowaste. The growth of the parameter k value with the time of the process duration results from graded solubilisation and hydrolysis of the solid fraction of wastes. Fractional size of substrates has a significant influence on obtained stage of the biodegradation, beside the chemical characteristic. The size of solid particles decides about the speed of the hydrolysis of organic fraction and the accessibility of organic compounds for microorganisms.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2011, Tom 13; 1245-1259
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Hydrocarbon Synthesis During Methane Pyrolysis
Synteza węglowodorów podczas pirolizy metanu
Autorzy:
Pavlenko, Anatoliy
Klas, Engvall
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1811601.pdf
Data publikacji:
2020
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
methane pyrolysis
modified catalysts
hydrocarbons
piroliza metanu
modyfikowane katalizatory
węglowodory
Opis:
The catalyzed conversion of acetylene to higher hydrocarbons has been studied by many researchers. The importance of these processes is determined by the fact that a successful conversion of this type will create technologies for obtaining cheap alternative synthetic fuel. Acetylene can be obtained in large quantities from coal and methane, which opens up the possibility of obtaining the specified synthetic fuel. However, the lack of an effective catalyst for continuous conversion has not allowed the development of this alternative fuel route. Features of hydrocarbon synthesis during methane pyrolysis, based on modified catalysts, are presented in the paper. It is demonstrated that production of hydrocarbons from pyrolysis gas using modified catalysts can be intensified.
Katalityczna konwersja acetylenu do wyższych węglowodorów była przedmiotem badań wielu badaczy. Znaczenie tych procesów determinuje fakt, że udana konwersja tego typu pozwoli nam opracować nowe technologie pozyskiwania taniego alternatywnego paliwa syntetycznego. Acetylen można uzyskać w dużych ilościach z węgla i metanu, co otwiera możliwość uzyskania określonego paliwa syntetycznego. Jednak brak skutecznego katalizatora do ciągłej konwersji nie pozwolił na opracowanie tej alternatywnej drogi paliwowej. W artykule przedstawiono cechy syntezy węglowodorów podczas pirolizy metanu na modyfikowanych katalizatorach. Wykazano, że można zwiększyć produkcję węglowodorów z gazu pirolitycznego na modyfikowanych Со-katalizatorach.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2020, Tom 22, cz. 1; 196-202
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Zastosowanie reaktora kompaktowego do fermentacji metanowej odpadów komunalnych
Application of compact reactor for methane fermentation of municipal waste
Autorzy:
Sidełko, R.
Chmielińska-Bernacka, A.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1818756.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
reaktor kompaktowy
fermentacja metanowa
solid waste
methane fermentation
Opis:
The concept of construction and operation of the compact biological reactor designed to methane fermentation conventionally referred to the organic fraction extracted from municipal waste is reserved in a patent application (UP no. 398238). Presented idea can be defined as innovative in the context of first, construction related directly to the type of machinery responsible for the conduct of individual processes integrated with the bioreactor which is the essence of the complementary device. The second, course of action based on the implementation processes of the vaccination, handling, mixing, heating, and removal of the mass during fermentation process. Thirdly, develop principles of selection of the device with a description of the parameters to make a reliable technical-economic assessment depending on the desired effect in terms of the quantity of biogas and consequently the electricity production.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2013, Tom 15, cz. 1; 683-693
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Redukcja emisji metanu i węglowodorów aromatycznych ze składowisk odpadów w biofiltrze – badania polowe
Minimization of Methane and Selected Aromatic Hydrocarbons Emissions from Municipal Landfill in Biofilters – a Field Study
Autorzy:
Zdeb, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1818583.pdf
Data publikacji:
2015
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
biofiltracja
BTEX
metan
składowiska odpadów
biofiltration
BTEXs
methane
municipal solid waste landfill
Opis:
Discussion on counteracting the greenhouse effect focused on the reduction of CO2 emissions mainly from the fossil fuel burning. There is often forgotten that the important role in greenhouse effect play other gases, such as methane, but its production is weakly associated with the combustion of fossil fuels. The global warming potential for methane is approx. 25-fold higher than that of CO2.Methane is located at second place on the list of the substances responsible for rising the temperature of the Earth’ atmosphere. Taking into account the global action towards prevention the climate changes, a reduction of methane emissions should be enhanced. It could significantly improve the atmospheric air quality. The aim of the study was to evaluate the efficiency of bio-oxidation of methane and selected aromatic hydrocarbons emitted from municipal solid waste landfills. The research was carried out under field scale for 10 months, from early summer to early spring. An open type biofilter worked at variable loading rate of landfill gas and under different climatic conditions. Due to the low gas pressure inside the waste body, the gas suction was applied to provide a continuous gas flow to the biofilter. This was resulted in landfill gas dilution by atmospheric air migrating through the leakiness in the gas supply system. The study showed that the temperature was limiting factor in the processes of bio-oxidation of methane and monoaromatic hydrocarbons such as BTEXs in field scale biofilter. During winter season the realbed temperature fall below 0°C throughout the whole profile of the biofilter. This led to the freezing of the water contained in the soil pores, which prevented the flow of gas along the biofilter. In other seasons, where the average bed temperature ranged from 5.5 to 42.3°C, biofilter worked reaching the 100% efficiency of BTEXs removal, at average mass loading rate of 26.75 ug BTEXs m-2d-1, and 42% efficiency of methane removal at average mass loading rate of 14.6 g CH4 m-2d-1. High efficiencies of volatile organic compounds (VOCs) removal from landfill gas can be explained by dilution of gas stream entering the biofilter with the atmospheric air. Calculation of elimination capacity of particular VOCs and the evaluation of the impact of VOCs concentration on removal efficiencies was impossible due to their total oxidation in the biofilter.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2015, Tom 17, cz. 2; 1053-1073
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Wpływ promieniowania mikrofalowego na przebieg fermentacji metanowej odpadów poubojowych w warunkach termofitowych
Effect of microwave radiation on post-slaughter waste methane fermentation in thermophilic conditions
Autorzy:
Dębowski, M.
Zieliński, M.
Krzemieniewski, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819657.pdf
Data publikacji:
2010
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
promieniowanie mikrofalowe
fermentacja metanowa
odpady poubojowe
microwave radiation
methane fermentation
slaughter wastes
Opis:
Przeprowadzone badania udowodniły, iż ogrzewanie mikrofalowe w sposób idealny nadaje się do utrzymania stałej wysokiej temperatury we wnętrzu reaktora fermentacyjnego. Umożliwia ono uzyskanie pełnej kontroli nad warunkami termicznymi w reaktorze. Biorąc pod uwagę sposób dostarczania promieniowania przy wykorzystaniu falowodu, którego zakończenie może znajdować się bezpośrednio w ogrzewanym medium eliminuje się utrudnienia związane z zapychaniem i zarastaniem wymienników ciepła czy niepotrzebne straty energii. Zastosowanie mikrofal pozwala kierować energię bezpośrednio do miejsca, gdzie jest ona najbardziej pożądana. Badania udowodniły, pozytywny wpływ zastosowania promieniowania mikrofalowego na uzyskiwane efekty końcowe. Zjawisko to było szczególnie istotne w przypadku prowadzenia procesu w zakresie stosowanych obciążeń od 1,0 g ChZTźdm-3źd-1 do 2,0 g ChZTźdm-3źd-1, testowanie wyższych obciążeń eksploatowanych komór ładunkiem zanieczyszczeń spowodowało, iż uzyskiwane efekty technologiczne były porównywalne niezależnie od wariantu. Elementem, który w największym stopniu decydował o uzyskiwanych efektach technologicznych notowanych w tej części eksperymentu było zastosowane obciążenie reaktorów ładunkiem wprowadzonych związków organicznych. Wysoką skuteczność usuwania związków organicznych oraz wydajność wytwarzanego biogazu notowano w zakresie testowanych obciążeń od 1,0 g ChZTźdm-3źd-1 do 3,0 g ChZTźdm-3źd-1. Istotne zahamowanie procesu beztlenowej degradacji odpadów poubojowych stwierdzono w trakcie testowania obciążeń powyżej 4,0 g ChZTźdm-3źd-1 niezależnie od stosowanego rozwiązania technologicznego.
This study analysed the possibility of applying electromagnetic microwave radiation to stimulate the temperature conditions in the process of anaerobic decomposition and the effect of the selected technological solutions on the final results. The experiments were divided into two stages. In the first experiment, the reactors were placed inside a thermostating chamber where the required thermal conditions were achieved with a set of heaters. In the second stage, the system was heated with microwave radiation. The analyses have proved the positive effect of microwave radiation on the final results, both in terms of the efficiency of organic matter degradation and the composition of the biogas produced in the process. However, loading the reactors with organic matter was the major deciding factor in terms of the technological effect of the process. This study has shown that microwave heating is perfectly suitable for maintaining a high temperature inside a fermentation reactor. It makes it possible to fully control the thermal conditions inside the reactor. Supplying the radiation by a waveguide, whose tip is situated directly in the heated medium, eliminates the problems of clogging or overgrowing heat exchangers or energy waste. Owing to the application of microwaves, energy can be supplied exactly where it is most needed. The study has demonstrated the positive effect of microwave radiation on the final results achieved in the experiment. This was especially important when the process was carried out with loads ranging from 1.0 g CODdm^d"1 to 2.0 g CODdmV; tests conducted with higher loads of impurities showed that the effects were comparable, regardless of the stage.The technological effects in this part of the experiment were affected to the greatest extent by the load of organic matter supplied to the reactor. High effectiveness of organic matter removal and the productivity of biogas was recorded within the range of load from 1.0 g CODdm^d"1 to 3.0 g CODdm^d"1. Significant inhibition of anaerobic degradation of post-slaughter waste was recorded with the loads exceeding 4.0 g CODdm^d"1 regardless of the technological solution applied.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2010, Tom 12; 381-392
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Wpływ termicznego przetworzenia i enzymatycznej hydrolizy biomasy sorgo (Sorghum bicolor) na efektywność wytwarzania biogazu w procesie fermentacji metanowej
Influence of thermal preparation and enzymatic hydrolysis of sorghum (Sorghum moench) biomass on the yield of methane fermentation
Autorzy:
Włodarczyk-Makuła, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819526.pdf
Data publikacji:
2011
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
hydroliza biomasy
biomasa sorgo
charakterystyka osadu beztlenowego
fermentacja metanowa
characteristics of anaerobic sludge
hydrolysis of sorghum biomass
methane fermentation
Opis:
Celem prezentowanych badań było określenie wpływu przeprowadzenia wstępnej hydrotermalnej depolimeryzacji oraz enzymatycznej hydrolizy biomasy sorgo (Sorghum bicolor) na efektywność procesu fermentacji metanowej prowadzonej w warunkach mezofilowych (35 st.C) pod kątem ilości i składu uzyskiwanego biogazu.
The process of methane fermentation is optimized by implementation of new reactors construction, modification of technological conditions of the process and implementation of techniques of preliminary preparation, preconditioning and pretreatment of the substrate. One of the alternative solutions, that effectively enhances the process of anaerobic decomposition of biomass from energy crops, may be the incorporation of the stage of enzymatic processing to the technological system. The application of enzymes hydrolyzing cellulose, hemicellulases and cellobiose, has recently been addressed in multiple researches conducted worldwide. In addition, a number of fungi and bacteria are known to produce enzymes that are degrading biological material in the natural environment, and thereby may be applied for cost-effective production of cellulose biofuels. The reported study was aimed at determining the effect of preliminary hydrothermal depolymerization and enzymatic hydrolysis of sorghum (Sorghum moench) biomass on the yield of methane fermentation in terms of the quantity and composition of biogas produced. Irrespective of the stage of experiment, plant substrate disintegrated mechanically with a disintegrating device Robot Coupe Blixer 3, was subjected to preliminary hydrothermal depolymerization. It was carried out in a pressure reactor with active volume of 2.3 dm3. In brief, 300 g of Virginia fan petals biomass with hydration of 55% and organic matter content of 33.8% of fresh weight were administered to the reactor. Next, the reactor with the plant substrate was incubated at a temperature of 200°C, under a pressure of 17 Ba, for 120 minutes in a muffle furnace. In the subsequent stage of the experiment, the processed biomass of Virginia fan petals was applied into open reactors with active volume of 0.5 dm3 and equipped with a mixing system, and then an enzymatic multicomplex (Celluclast 1.5 L, Novozym 188 and Hemicellulase) was dosed in. In order to achieve the maximum activity of the enzymes applied, before they have been added to the hydrothermally-processed biomass of Virginia fan petals the plant had been hydrated to 98.0% and the pH value had been reduced to 5.23. Reactors used for enzymatic hydrolysis were then incubated at 20?C for 24 h. The experiment was divided into three variants depending on doses of the enzymes applied into the technological system. The application of pretreatment turned out to be low effective, since enzymatic hydrolysis of sorghum caused the release of a small quantity of carbohydrates to the dissolved phase. Analyses conducted in the study demonstrated also a decrease in dry matter content of fermented feedstock, with the decrease being especially tangible in the variant in which the highest dose of the enzymatic multicomplex was administered to sorghum biomass. A direct result of the application of enzymatic hydrolysis was to improve production efficiency and qualitative composition of biogas in terms of high methane content.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2011, Tom 13; 1081-1092
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Method for Removal of CO2 from Landfill Gas
Sposób usuwania CO2 z gazu składowiskowego
Autorzy:
Kujawska, J.
Cel, W.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1817995.pdf
Data publikacji:
2016
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
gaz składowiskowy
emisja metanu
landfill gas
methane emission
Opis:
Scharakteryzowano globalną emisję metanu na tle emisji wszystkich gazów cieplarnianych. Najbardziej zrównoważonym sposobem ograniczenia emisji metanu z wysypisk jest jego wykorzystanie do celów energetycznych. W celu zwiększenia ciepła spalania gazu wysypiskowego zaproponowano wymywanie ditlenku węgla z gazu składowiskowego za pomocą wody. Zaproponowany układ składa się z dwóch kolumn: kolumny absorpcyjnej na której absorbowany jest ditlenek węgla i kolumny desorpcyjnej na której odgazowywany jest do atmosfery ditlenek węgla. Wykazano, że prowadząc sorpcję ditlenku węgla w układzie ciągłym, możliwe jest usunięcie ditlenku węgla z mieszaniny metanu i ditlenku węgla (1:1) przy szybkości przepływu wody przez kolumnę absorpcyjną, pracującą pod ciśnieniem 2 atm, wynoszącą 2 krotną objętość zatłaczanej mieszaniny metanu i ditlenku węgla.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2016, Tom 18, cz. 2; 1018-1024
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Effect of Dry Ice Modification of Excess Sludge on the Methane Fermentation Process
Wpływ modyfikacji osadów nadmiernych suchym lodem na proces fermentacji metanowej
Autorzy:
Zawieja, I.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1813646.pdf
Data publikacji:
2018
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
excess sludge
methane fermentation
disintegration
dry ice
volatile fatty acids
VFAs
soluble chemical oxygen demand
SCOD
total organic carbon
TOC
osady nadmierne
fermentacja metanowa
dezintegracja
suchy lód
lotne kwasy tłuszczowe
LKT
chemiczne zapotrzebowanie na tlen
ChZT
ogólny węgiel organiczny
OWO
Opis:
The specific susceptibility of excess sludge to the methane fermentation process is a limiting factor for the rate of reaction occurring in the subsequent stages of the process. The kinetics of biochemical changes during spontaneous methane fermentation phases is directly influenced by the increase in the concentration of dissolved organic substances available to microorganisms in the process. Excess sludge deposition by different disintegration methods, ie: chemical, physical, combined increases the efficiency of the methane fermentation process. Among the modifications mentioned above, the advantages of physical methods, especially of thermal nature, should be emphasized. In addition to the significant modification of the excess sludge structure, it does not cause secondary contamination of the prepared sludge and therefore is a promising technological solution. The aim of the study was to determine the effect of dry ice disintegration on the susceptibility of excess sludge to biodegradation. Volatile fatty acids are an important intermediate product in methane fermentation and increased effects of the stabilization process is conditioned by their concentration. Since the phase limiting process is the hydrolysis phase, the first stage of the fermentation, the detailed analysis was carried out in the first eight days of the process by performing physicochemical determinations of the modified sludge. Periodic fermentation was carried out under mesophilic conditions. Excess sludge was prepared with dry ice in a volume ratio of dry ice to excess sludge in range from 0.05L-1 to 0.75L-1. Confirmation of the increased susceptibility of the prepared excess sludge to the methane fermentation process was a modification of the sludge structure expressed by the increase of the disintegration degree. For sludge subjected to disintegration with dry ice, using the most preferred reagent dose, in the following days of the methane fermentation process, in relation to methane fermentation of non-prepared excess sludge, increase of SCOD and TOC values as well as VFAs concentration was noted.
Specyficzna podatność osadów nadmiernych na proces fermentacji metanowej jest czynnikiem ograniczającym szybkość reakcji zachodzących w kolejnych etapach procesu. Na kinetykę przemian biochemicznych podczas zachodzących samorzutnie faz fermentacji metanowej wpływa bezpośrednio wzrost stężenia rozpuszczonych substancji organicznych dostępnych dla mikroorganizmów procesu. Modyfikacja osadów nadmiernych odmiennymi metodami dezintegracji, tj. chemicznymi, fizycznymi, hybrydowymi zwiększa efektywność procesu fermentacji metanowej. Spośród wymienionych powyżej metod modyfikacji należy podkreślić zalety metod fizycznych, zwłaszcza termicznych. Oprócz istotnej modyfikacji struktury osadów nadmiernych, nie powodują one wtórnego zanieczyszczenia preparowanych osadów i stanowią obiecujące rozwiązanie technologiczne. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu dezintegracji osadów nadmiernych suchym lodem na wzrost podatność na biodegradację. Lotne kwasy tłuszczowe są ważnym produktem pośrednim fermentacji metanu, a zwiększona wydajność procesu stabilizacji zależy od ich stężenia. Ponieważ procesem limitującym fermentacje metanową jest faza hydrolizy, pierwszy etap stabilizacji, dokonano analizy wybranych oznaczeń fizyczno-chemicznych w ciągu pierwszych ośmiu dób procesu fermentacji modyfikowanych osadów Okresową fermentację metanową prowadzono w warunkach mezofilowych. Stworzono mieszaniny suchego lodu i osadów nadmiernych w stosunku objętościowym reagenta do osadów w zakresie od 0,05/1 do 0,75/1. Potwierdzeniem zwiększonej podatności dezintegrowanych osadów nadmiernych na proces fermentacji metanowej był zachodzący proces lizy osadów nadmiernych wyrażony wzrostem stopnia dezintegracji. W przypadku osadów nadmiernych poddanych dezintegracji suchym lodem, przy użyciu najkorzystniejszej dawki reagenta, w kolejnych dobach procesu fermentacji metanowej, w odniesieniu do fermentacji metanowej niepreparowanych osadów nadmiernych, odnotowano wzrost wartości rozpuszczonego chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT), ogólnego węgla organicznego (OWO) oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT).
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2018, Tom 20, cz. 1; 558-573
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Toksyczność i rozkład fenitrotionu w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych
Toxicity and degradation of fenitrothion in methane digestion of wastewater sludge
Autorzy:
Sadecka, Z.
Myszograj, S.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1826181.pdf
Data publikacji:
2004
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
proces fermentacji
substancje toksyczne
osady ściekowe
Opis:
W grupie substancji toksycznie działających na proces fermentacji wymienia się zwykle metale ciężkie, a zapomina się o dużej grupie mikrozanieczyszczeń organicznych takich jak: dodatki wzrostowe do pasz, środki dezynfekcyjne, czy dezynsekcyjne, środki chemoterapeutyczne, antybiotyki czy chemiczne środki ochrony roślin. Wśród tej grupy związków, których oddziaływanie na proces fermentacji jest mało rozpoznany, znajdują się chemiczne środki ochrony roślin - pestycydy, związki niewątpliwie potrzebne, ale obciążające środowisko. Związki te występując w osadach poddawanych stabilizacji beztlenowej mogą powodować spowolnienie procesu, aż do jego załamania włącznie [1,4]. Podjęto, więc próbę określenia wpływu pestycydów na proces fermentacji metanowej osadów ściekowych i sprawdzenia ich persystencji w tym środowisku. Praca zawiera wyniki pomiarów dotyczące wpływu wybranego przedstawiciela insektycydów fosforoorganicznych - fenitrotionu oraz jego odpowiednika handlowego - owadofosu 50 na proces fermentacji metanowej. Z danych literaturowych [2,3,5] wynika, że w transformacji fenitrotionu w środowisku dominują procesy polegające na: utleniającej reakcji desulfuracji do analogów tlenowych, o-dealkilowaniu, przerwaniu wiązania łączącego pierścień aromatyczny z resztą tiofosforanową oraz redukcji grupy nitrowej [2,3,5]. Inhibicyjny wpływ na proces fermentacji metanowej chemicznie czystego fenitrotionu jak również fenitrotionu jako substancji aktywnej w produkcie handlowym o nazwie owadofos płynny 50, powodował zmiany podstawowych parametrów procesu jak: spadek produkcji i wydajności gazu fermentacyjnego, wzrost stężenia lotnych kwasów tłuszczowych, czy też spadek odczynu w porównaniu z serią kontrolną. Zaburzenia w przebiegu procesu fermentacji znalazły także odzwierciedlenie w pogorszeniu się składu gazu fermentacyjnego, przy czym wyraźniej te niekorzystne zmiany występowały w przypadku preparatu handlowego. Przyczyn niskiej trwałości tego związku należy upatrywać w reakcjach hydrolizy i demetylacji zachodzących w środowisku anaerobowym. Pojawienie się siarkowodoru w gazie fermentacyjnym jest niewątpliwie związane z rozszczepieniem wiązania P-S w cząsteczce tego związku.
Usually, heavy metals are included in the group of substances exerting a toxic effect on the anaerobic digestion, whereas a large group of organic microelements is neglected, such as: growth enhancing additives to fodder, disinfectants, disinsection agents, therapeutic agents, antibiotics or crop protection products. These compounds subjected to anaerobic sludge digestion may inhibit the process, or even lead to its collapse. In the group of compounds which influence on the fermentation process is not recognized well are the crop protection products, such as pesticides, which are undoubtedly useful but at the same time harmful to the environment. Their common use and the vast area of their potential usage resulted in the fact that they have spread to almost all elements of the environment. So far, their presence in sewage and sludge has not been studied in detail. Research on the effect of selected pesticides on the processes of biological wastewater and sludge treatment has shown that these compounds inhibit the process of aerobic biodegradation, and their susceptibility to decomposition in the anaerobic environment is limited. An attempt was made to study the effect of pesticides on the methane digestion of sludge and to check their persistence in such environment. The research proved that representatives of insecticides from the group of phosphoorganic compounds can be toxic to anaerobic biocenosis. The toxic conctents determined for the active substance, chemically pure, were on the following level: 300.18 gas/gdm for fenitrothion (where: gas = gram of active substance, gdm = gram of dry matter). For the commercial product the toxic concentrations is following: owadofos 50 (fenitrothion) - 0.016 gas/gdm. It was shown in the study in question, that pesticides from the group of phosphoorganic compounds are subject to anaerobic biodegradation. The degree of decomposition for fenitrothion was 75.3÷99.9%. This confirms the low persistence of the compounds in anaerobic conditions as well as develops and supplements the knowledge on the change of pesticides in the environment. By means of indirect measuring methods (dosage of toxic substances, changes in methane digestion parameters, changes in the contents of biogas) it was shown that metabolism of the compounds leads to their detoxication, Anaerobic biocenosis is highly tolerant to fenitrothion content. The reasons of a low stability of the compound shall be accounted for by the reactions of hydrolysis and demethylation proceeding in the anaerobic environment. The presence of hydrogen sulfide in the sewage gas is undoubtedly connected with the cleavage of the P-S bonding in the particle of this compound.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2004, Tom 6; 171-187
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Możliwość wykorzystania substratów organicznych w procesie fermentacji
The Possibility of Using Organic Substrates in the Fermentation Process
Autorzy:
Sadecka, Z.
Suchowska-Kisielewicz, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1815482.pdf
Data publikacji:
2016
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
odpady
BMP
AT4
waste
biochemical methane potential
respirometric index
Opis:
Ocenę podatności odpadów na rozkład biochemiczny można dokonać na podstawie ich właściwości fizyczno-chemicznych. Zalecanym parametrem jest stosunek C/N, oraz dodatkowo BMP (biochemiczny potencjał biogazowy) dla rozkładu beztlenowego oraz AT4 (test respiracyjny) dla procesów tlenowych. Substratem do produkcji biogazu mogą być odpady komunalne jak i pochodzące z przemysłu rolno-spożywczego. Atrakcyjnym substratem do fermentacji metanowej są również odpady z rolnictwa, w tym z chowu zwierząt. Jednak ich wadą jest konieczność wprowadzenia dodatkowych substratów w celu zapewnienia prawidłowego przebiegu procesu fermentacji. Na przykład pomiot kurzy z uwagi na wysoką zawartość substancji organicznych charakteryzuje się wysoką produkcję biogazu, jednak wysoka zawartość azotu amonowego przyczynia się do inhibicji procesu fermentacji. Fermentacja metanowa pomiotu kurzego wymaga więc zbilansowania stosunku C/N przez wprowadzanie odpowiedniej ilości dodatkowych ko-substratów, bogatych w węgiel organiczny. Ko-substratami tymi mogą być: odpady szklarniowe (łęty pomidorów, ogórków), odpady rolnicze (obierki, wysłodki, melasa), biomasa w tym rośliny energetyczne (kiszonki kukurydzy, traw), frakcja organiczna odpadów komunalnych i osady ściekowe. W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny możliwości wykorzystania wybranych substratów organicznych w procesie fermentacji. Ocenę dokonano na podstawie właściwości fizyczno-chemicznych, stosunku C/N, BMP (biochemiczny potencjał metanowy oraz AT4 (test respiracji tlenowej). W badaniach stosowano rozdrabniane do wymiarów < 20 mm następujące substraty: kiszonka kukurydzy, podłoże pieczarek, pomiot kurzy, trawa oraz łęty pomidorów. Skład fizyczno-chemiczny oceniano na podstawie następujących parametrów: zawartość suchej masy, suchej masy organicznej (LOI), ChZT, pH, stężenia azotu Kjeldahla, azotu amonowego i fosforu. Podatność tych substratów na biodegradację beztlenową oceniano na podstawie stosunku C/N oraz w teście BMP. W badaniach dodatkowo określano dla substratów podatność na biodegradację tlenową z zastosowaniem testu AT4. Wyznaczony dla substratów stosunek C/N mieścił się w zakresie od 11 do 57. Najwyższą wartość stosunku C/N uzyskano dla kiszonki kukurydzy. Spośród badanych substratów tylko dla podłoża pieczarek wyznaczony stosunek C/N = 31 był zbliżony do optymalnego zakresu dla fermentacji metanowej. Największą produkcję metanu (320 d3/kg s.m.) w teście BMP uzyskano z rozkładu beztlenowego kiszonki kukurydzy, przy wyznaczonej wartości ilorazu C/N na poziomie 57. Wyniki badań wykazują, że największą wartość AT4 na poziomie 200 g O2/kg s.m. uzyskano dla kiszonki kukurydzy, a najniższą 53 g O2/kg s.m. dla podłoża pieczarek. Dla substratów uzyskano niską korelację między BMP i AT4 a ilorazem C/N. Uzyskane wartości R2 wnosiły kolejno: 0,6 i 0,5. Niskie wartości R2 potwierdzają, że iloraz C/N nie jest jednoznacznym parametrem określającym podatność substratów na rozkład biochemiczny, zarówno beztlenowy jak również tlenowy. W przypadku substratów o ilorazie C/N < 20 uzyskiwano wysokie wartości BMP jak i AT4. Przedstawione w pracy wyniki badań potwierdzone przez innych autorów wskazują, że zarówno BMP jak i AT4 są odpowiednimi wskaźnikami do oceny podatności substratów na rozkład. Z praktycznego punktu widzenia AT4 jest bardziej rekomendowany ze względu na krótki czas pomiaru, a zatem powinien być wskaźnikiem wykorzystywanym do oceny podatności substratów również na rozkład beztlenowy.
Evaluation of waste susceptibility on the biochemical decomposition can be made on the basis of their physicochemical properties. The preferred parameter is the ratio of C/N. Additional parameters are: BMP (biochemical methane potential) for anaerobic digestion and AT4 (respiratory test) for aerobic processes. The substrate for biogas production can be both municipal waste and from agricultural and foodstuff industry. Particularly attractive substrate for methane fermentation are the waste from animal husbandry and agriculture. They are characterized a high potential for production of biogas and low purchase price. However, these wastes often requires the fermentation of other substrates. For example, chicken manure due to the high content of organic material has a high biogas production, but a high content of ammonium nitrogen contributes to the inhibition of the fermentation process. Methane fermentation of chicken manure therefore requires balancing the ratio C/N by entering cosubstrates, rich in organic carbon. These co-substrates can be: waste Greenhouse (haulm tomatoes, cucumbers), agricultural wastes (peels, pulp, molasses), biomass, at this energy crops (corn silage, grass), the organic fraction of municipal waste, sewage sludge. The article presents the results of research on the assessment of the possibility of the use of selected organic substrates in the process of fermentation. The evaluation was based on physicochemical properties, the ratio C/N, BMP (biochemical methane potential and AT4 (test aerobic respiration). In the studies was used shredded to the size of <20 mm the following substrates: maize silage, ground mushrooms, chicken manure, grass and haulm tomatoes. The physico-chemical composition was evaluated based on the following parameters: dry matter, organic dry matter (LOI), COD, pH, Kjeldahl nitrogen, ammonia nitrogen and phosphorus. The susceptibility of these substrates on anaerobic biodegradability was evaluated based on the ratio C/N and BMP test. The study also determined biodegradability of substrates using aerobic test AT4. The designated for substrates quotient C/N was within the range from 11 to 57. The highest value of the ratio C/N was obtained for corn silage. Among the examined substrates only for ground mushroom designated quotient C/N = 31 was similar to the optimum range for methane fermentation. The highest methane production (320 dm3/kg dm) in the test BMP obtained from the anaerobic digestion of corn silage (ratio C/N value of 57). Studies have shown that the highest value of AT4 of 200 g O2/kg dm obtained for corn silage, and the lowest 53 g O2/kg dm for ground mushrooms. For tested substrates were obtained low correlation between BMP and AT4 and the quotient C/N. R2 values were obtained successively: 0.6 and 0.5. Low values of R2 confirm that the quotient C/N is not a good parameter for determining the susceptibility distribution of biochemical substrates, both anaerobic and aerobic. In the case of substrates with the quotient C/N < 20 obtained high values of BMP and AT4. Presented at work the results confirmed by of other authors indicate that both BMP and AT4 are appropriate indicators to assess the susceptibility of substrate degradation. From a practical point of view, AT4 is more recommended due to the short measurement time, and should therefore be an indicator used to evaluate the susceptibility of substrates also anaerobic digestion.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2016, Tom 18, cz. 1; 400-413
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Natural Processes in Mitigation of CO2 and CH4 Emission
Procesy naturalne redukujące emisję CO2 i CH4
Autorzy:
Czechowska-Kosacka, A.
Lubańska, Z.
Dragan, P.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1818039.pdf
Data publikacji:
2016
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
carbon dioxide
methane
emission
absorption
ditlenek węgla
metan
emisja
absorpcja
Opis:
W pracy scharakteryzowano emisję CO2 i CH4 oraz ich wpływ na efekt cieplarniany. Omówiono przepływy pomiędzy ekosystemami Ziemi. Szczególna uwagę zwrócono na naturalne metody usuwania CO2 przez uprawy rolnicze na przykładzie powiatu bialskiego. Omówienie redukcji ograniczono do redukcji jego emisji z wysypisk.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2016, Tom 18, cz. 2; 1039-1048
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Badania nad zastosowaniem wybranych makrofitów w procesie fermentacji metanowej
Research on the Use of Selected Macrophytes in the Process of Methane Fermentation
Autorzy:
Mielcarek, A.
Krzemieniewski, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819241.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
zastosowanie makrofitów
proces fermentacji metanowej
anaerobic digestion
biogas production
perspectives
biomass
Opis:
Energy consumption increases globaly. Simultaneously demand for so called „clean energy“ escalates. Scientists are looking for new, more efficient technologies and alternative energy sources. Among the renewable energy sources a large potential of biomass is indicated. The aim of this study was to analyze macrophytes such as Phragmites australis, Typha latifolia, Acorus calamus, Ceratophyllum demersum as potential substrates in the process of methane fermentation. Research presents the results of the quantity and quality of biogas production using different load variations of reaction chamber with organic compounds. The study was divided into three stages depending on the range of the work. The first stage consisted of obtaining and preparation of raw materials for study. The second stage included physico-chemical analisis of substrates selected regarding hydration, dry matter content and organic compounds. The third stage was to prepare right quantities of substrates and conduct first stage fermentation, using measuring devices allowing to monitor the composition and quantity of the biogas. The experiments were conducted under laboratory conditions. Te study used plants collected from 3 lakes in Olsztyn. Investigations of biogas production were based on the respirometric method, using Oxitop Control – respirometric kit produced by WTW Company. This method allows to determine the activity of anaerobic sludge as well as the susceptibility of organic substrates to biodegradability with the possibility to estimate the quantity and composition of gaseous products of metabolism. A single kit consisted of: a reaction tank with a volume of 0.5 L connected tightly with a measuring-recording device. The process was carried out by microorganisms under anaerobic conditions and the resulting biogas caused changes of partial pressure in the measuring chamber. Changes of pressure were monitored by the measuring equipment. Reaction kits were placed in a thermostatic cabinet with hysteresis not exceeding ± 0,5°C. The process was run at a temperature of 36°C. Reaction chamber was charged with three loads: 1 kg VSS/m3d, 2 kg VSS/m3d, 3 kg VSS/m3d. The measurement was conducted in 5 replications for each variant of load applied in reaction chamber and each type of substrates,. The highest yield of biogas production was obtained for 1 kg VSS/m3d load, for each substrate used. With increasing charge of reaction chamber with load of organic compounds, the efficiency of biogas production decreased, except when the substrate was Ceratophyllum demersum. In this variant the resulting biogas quantity was constant, regardless of the applied load. The best substrate was the Phragmites australis. Average quantity of biogas in this variant was between 271 L/kg VSS to 344 L/kg VSS, depending on the applied load. The lowest yield of biogas production was observed for Acorus calamus. It oscillated from 132 L/kg VSS to 204 L/kg VSS depending on the applied load. The average percentage of methane in the biogas varied in the range of 51.1% to 61.7%, regardless of the applied load and substrate.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2013, Tom 15, cz. 3; 2611-2624
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Wpływ wstępnej ultradźwiękowej sonifikacji serwatki kwaśnej na efektywność procesu fermentacji metanowej
Effect of ultrasound sonication on the effectiveness of acidic whey anaerobic methane fermentation conditions
Autorzy:
Zieliński, M.
Dębowski, M.
Grala, A.
Dudek, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819375.pdf
Data publikacji:
2012
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
industrial wastewater
pretreatment
filtration
frequency
digestion
sewage
batch
Opis:
Whey is almost clear liquid which is formed as a residue after cutting cow's milk. In its composition contains about 5% of sugar - lactose, protein and 1% and 0.5% fat, as well as minerals and vitamins. Whey may be about 50% dry milk was-was a part is separated from the whey clot, which is produced cheese or casein. 1 part by volume of the resulting cheese falls nearly 10 parts of whey. Rennet in cheese production and ripening sweet whey is obtained, the production of cottage cheese whey acidic. The resulting large quantities of whey in dairy plants could be environmentally dangerous waste from the manufacture of cheese or casein. Because of the huge loads of organic compounds directly from crude whey-operation to the environment threatens to strong contamination. At the same time whey can be a valuable starting material for further processing, eg in the food industry. One possible means of disposal of whey is its use as a substrate for methane fermentation process. Thanks to this potentially dangerous and onerous for the dairy whey can be converted into valuable biogas energy. In this study analyzed the extent to which the application of ultrasound to condition the whey can improve its performance in the process of anaerobic mesophilic anaerobic digestion. Studies on the effects of ultrasound sonication on the effectiveness of the distribution of acid whey was carried out in five series of varying amounts of energy input during conditioning. After the disintegration of the whey, analyzed its susceptibility to anaerobic digestion in the mesophilic anaerobic digestion. For this purpose, respirometric measurements were performed using, as inoculum anaerobic sludge adapted to degrade whey. With the respirometric test performed simultaneous measurements of anaerobic sludge pH. Research in all series including the control series was performed in triplicate. For statistical calculations used the program Statistica 9.0. The obtained results indicate that by sonication can significantly increase the value of energy produced in the process of anaerobic digestion biogas. Despite the sonication energy inputs, increased production of biogas with high methane content makes it advisable to appropriate preparatory treatments of the substrate. The results of series 4 and 5 with the largest dose of ultrasound energy demonstrated that the amount of energy input must be selected very carefully, and the increase in the number entering the ultrasound does not translates into a linear increase in the production of methane. In the series, with shorter times of exposure to ultrasound was shorter acid phase and increase the rate of formation of biogas in comparison to a series of links.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2012, Tom 14; 471-480
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Porównanie wydajności produkcji biogazu w procesie fermentacji metanowej wybranych roślin energetycznych
Comparison of biogas output during methane fermentation of selected energy plants
Autorzy:
Grala, A.
Dudek, M.
Zieliński, M.
Dębowski, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819431.pdf
Data publikacji:
2011
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
rośliny energetyczne
fermentacja metanowa
biogaz
energy plants
anaerobic digestion
biogas
Opis:
Ze względu na obowiązek osiągnięcia przez Polskę do końca 2010 r. wskaźnika 7,5% energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych wzrosło zainteresowanie nowymi gatunkami roślin, które charakteryzują się wysokim plonem biomasy. Biomasa staje się surowcem coraz bardziej poszukiwanym przez zakłady energetyczne oraz użytkowników indywidualnych [1]. Obecnie prowadzi się wiele prac badawczych nad biogazowaniem roślin z upraw energetycznych. Eksperyment opisany w niniejszym artykule przeprowadzony został z wykorzystaniem dwóch gatunków trawy z rodziny wiechlinowatych, Miscanthus giganteus i M. sacchariflorus. Ze względu na dużą zawartość lignocelulozy gatunki te często wykorzystywane są do produkcji biopaliw.
Efficient conversion of plant material in the biogas is a challenge due to the complex structure of the cell wall of plants. In order to facilitate rapid and effective hydrolysis of carbohydrates pretreatment of biomass [2] is required. Pretreatment of lignocellulosic materials can be carried out in a physical, chemical, physical-chemical and biological way [3]. Finding the right method of conducting the process of conditioning before anaerobic digestion is the subject of numerous studies. They are looking for methods that help to obtain a gas with higher efficiency. The reported study was undertaken in order to determine the effect of preliminary hydrothermal depolymerization on the efficiency of methane fermentation process in terms of quantity and composition of biogas obtained from two grass species: Miscanthus giganteus and Miscanthus sacchariflorus. The substrate was mechanically fragmented using a shredding machine Robot Coupe Blixer, and then prepared the plant material underwent hydrothermal depolymerization. This process was conducted in a pressure reactor with a active volume of 2.3 dm3. The reactor was fed with 600 g of Miscanthus biomass of hydration of 90% and organic matter content of 10% in fresh weight. The reactor with the plant material was incubated at 200°C and a pressure of 17 Ba for 30, 60 and 120 minutes in a muffle furnace. The processed plant substrate was next subjected to mesophilic fermentation. Application of hydrothermal depolymerization led to an increase in biogas quantity and improve its quality, the longer the conditioning time, the better outcome of this process. Due to content of methane in the biogas and the calorific value of methane Miscanthus saccharifloru was found to be more efficient. The study showed the relationship between the time of thermal depolymerization plant substrate, and the amount and composition of biogas produced in the process of methane frmentation. With the time of thermal depolymerization of both species tested the amount of the resulting biogas increased. Comparing two of the studies plants for their use as feedstock in biogas farm had a higher potential for Miscanthus sacchariflor. Comparing the calorific value of the two grass species, we can see that a much better substrate proved to be the Miscanthus saccharifloru. this species also proved to be particulary vulnerable to heat. Taking into account the ratio of the energy value of the resulting biogas for thermal conditioning of the time proved to be effective biogas Miscanthus sacchariflour. Based on the survey it was found that the conditioning process improves the fermentation process. Batter substrate in terms of quality and quality of biogas has proved to be a Miscanthus sacchariflour . Miscanthus sacchariflour resulted in obtaining biogas methane content min 12 prec. more than the Miscanthus giganteus fermentation.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2011, Tom 13; 1360-1371
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Wpływ rozdrobnienia makulatury oraz odpadów kuchennych na wydajność procesu fermentacji metanowej
Influence of paper waste and kitchen waste size reduction on the yield of digestion process
Autorzy:
Jędrczak, A.
Królik, D.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1819595.pdf
Data publikacji:
2011
Wydawca:
Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
Tematy:
odpady kuchenne
makulatura
fermentacja metanowa
kitchen waste
waste
methane fermentation
Opis:
O prawidłowym przebiegu fermentacji decydują: rodzaj substratu, obecność odpowiednich populacji mikroorganizmów oraz parametry środowiskowe, wpływające na ich aktywność i szybkość przemian. W literaturze obszernie opisano wpływ na efektywność procesu fermentacji parametrów takich, jak: pH, temperatura, obciążenie komór ładunkiem organicznym i czas fermentacji oraz stężenia składników pokarmowych i związków toksycznych zarówno dla procesów "mokrych" i "suchych", jak i przebiegających w układach jedno- lub w dwustopniowych, w sposób ciągły lub okresowy [1, 2, 4÷7]. Informacje o wpływie na przebieg fermentacji wymiarów cząsteczek odpadów są dotychczas nieliczne i stosunkowo skąpe. Wiadomo jedynie, że zmniejszenie rozmiarów cząstek i wynikające stąd zwiększenie ich powierzchni właściwej powoduje wzrost szybkości hydrolizy, pierwszego etapu fermentacji odpadów organicznych [3]. Efektem jest zwiększenie produkcji gazu, zwłaszcza w przypadku fermentacji substratów o wysokiej zawartości materiałów o niskiej podatności na rozkład biologiczny. Według Palmowskiego i Müllera [8] w przypadku małych cząstek, o powierzchni właściwej większej niż 20 m2/kg wpływ ten jest niewielki, rośnie natomiast gwałtownie przy rozdrabnianiu cząstek dużych, o powierzchni właściwej od 3 do 20 m2/kg. Wzrost szybkości produkcji gazu prowadzi do skrócenia czasu fermentacji, co stwarza możliwość zmniejszenia wielkości komory bez strat w produkcji gazu. Negatywnym efektem rozdrobnienia cząstek jest wzrost oporu właściwego przefermentowanych odpadów. W artykule przedstawiono wpływ stopnia rozdrobnienia makulatury i odpadów kuchennych na wydajność procesu fermentacji metanowej prowadzonej w mezo- i termofilowym zakresie temperatury. Odpady objęte badaniami są głównymi ulegającymi biodegradacji składnikami odpadów komunalnych, o różnej podatności na biologiczny rozkład. Według Imhoffa [4] jednostkowa produkcja biogazu (JPB) z makulatury w procesach mezofilowych wynosi 220 dm3/kg sm (260 m3/kg smo) przy zawartości metanu 63% (v/v). JPB z odpadów kuchennych (pozostałości owoców i warzyw) wynosi od 350 do 500 dm3/kg smo przy zawartości metanu w gazie 60÷75% [ub od 400 do 700 dm3/kg smo przy zawartości metanu 58-65 %.
The hydrolysis of polymers which are difficult to decompose, such as cellulose, lignin, and even decomposable fats, proteins and carbohydrates, is generally considered as a step limiting the fermentation of solid wastes. Reduction of size of molecules and increasing specific surface area available for microbial may improve the speed and efficiency of gas production during the fermentation. The article presents the effects of granulation of paper and kitchen waste for efficiency of methane fermentation in thermophilic and mesophilic environment. The study was performed in a laboratory scale. Wastes were divided into five different grain sizes. During the mesophilic fermentation of paper the highest biogas production unit (JPB) was obtained for samples with a maximum reduction of grain size P-2 (538 dm?/kg VS), and lowest for the largest sample size P-6 (337 dm?/kg VS). Unit production of methane (JPM) ranged from 231 dm?/kg VS (P-2) to 144 dm?/kg VS (P-5). During thermophilic fermentation, JPB also achieved the highest value for the sample P-2 (592 dm?/kg VS), and lowest for P-6 (367 dm?/kg VS). JPM ranged from 273 dm?/kg VS (P-2) to 149 dm?/kg VS (P-6). Mesophilic fermentation of kitchen waste with the smallest grain size showed maximum JPB amounted to 808 dm?/kg VS, during the thermophilic fermentation of 791 dm?/kg VS (Fig. 5). With the increasing grain size of samples JPB decreased to 757 dm?/kg VS (P-6) in mesophilic fermentation and to 768 dm?/kg VS (P-3) and 771 dm?/kg VS (P-6). JPM from maximum fragmentated samples (P-2) was 330 dm?/kg VS during the mesophilic fermentation and 375 dm?/kg VS during thermophilic fermentation. It decreased with increasing grain size of waste up to 273 dm?/kg VS (P-5) during the mesophilic fermentation and to 337 dm?/kg VS (P-6) in thermophilic process. JPB of paper during mesophilic fermentation was from 1.2 (P-5 and P-6) to 1.9 (P-2) times higher than the value given by Imhoff in relation to dry matter and respectively from 1.3 to 2.1 times higher in relation to the dry organic matter [4]. Unfortunately received gas was much poorer in methane production. JPB of paper accounted from 80% (P-5) to 130% (P-2) values specified by Imhoff in relation to dry matter and 90% (P-5) to 140% (P-2) values referred to the dry organic matter. For paper both JPB and JPM increased linearly with the decrease of grain replacement diameter in experiments conducted in mesphilic and thermophilic range of temperatures. The coefficients of determination for most relationships were very high. For paper ranged from 0.93 to 1.00, and for kitchen waste from 0.66 to 0.98. Fermentation of kitchen waste shoved that impact of fragmentation on the JPB and JPM was negligible compared to the paper. The studies confirm the positive effect of fragmentation of organic solid waste which are hardly decomposable (paper) for their biodegradability under anaerobic conditions. Biogas production increased almost linearly with decreasing replacement grain diameter for both types of fermentation. Methane fermentation of difficult degradable waste (paper) their fragmentation is reasonable but it's showed no practical importance for the easily biodegradable waste. Fragmentation of wastes hardly biodegradable provides greater amounts of produced biogas and obtain a smaller mass of solid waste after fermentation.
Źródło:
Rocznik Ochrona Środowiska; 2011, Tom 13; 619-634
1506-218X
Pojawia się w:
Rocznik Ochrona Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies