Czasopismo Inżynieria i Ochrona Środowiska

ISSN 1505-3695

 

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.

Kolegium Redakcyjne

Tom 14, Numer 1

1. Analiza wpływu ultradźwięków na zjawiska depolimeryzacji na przykładzie zmian lepkości flokulantów
Analysis of the Ultrasound Influence on the Depolymerization Phenomenon on the Example of Flocculants Viscosity Changes
Tomasz Kamizela, Mariusz Kowalczyk
Strony: 5-16, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki badań dotyczące zmian własności układów wielkocząsteczkowych pod wpływem energii sonifikacji. Podczas badań analizowano efekty zastosowania fali ultradźwiękowej w aspekcie zjawisk depolimeryzacji makrocząsteczek. Substratem badań były polimery kationowe wykorzystywane jako środki kondycjonujące osady ściekowe przed odwadnianiem. Oceny efektów sonifikacji dokonywano na podstawie zmian lepkości w funkcji parametrów sonifikacji. Zachodzące przemiany powodowały efekt depolimery-zacji poprzez zniszczenie struktur usieciowanych.

The paper presents results of studies on characteristic changes of macromolecular systems under the influence of sonication energy. During the study analyzed the effects of ultrasound wave in terms of depolymerization of macromolecules. Substrate for the study were cationic polymers used as a conditioning factor in the sludge dewatering. Evaluation of the sonication effects were made on the basis of viscosity changes as a function of sonication parameters. The occurring transformation caused a depolymerization effect by the destruction of cross-linked structures.

2. Wpływ czasu flokulacji na jakość wody uzdatnionej
The Effect of Flocculation Time on the Quality of Treated Water
Izabela Krupińska
Strony: 17-28, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono i omówiono wyniki badań dotyczące wpływu czasu flokulacji na sku- teczność usuwania zanieczyszczeń z wody podziemnej, której oczyszczanie w układzie konwencjonalnym nie zapewniło wymaganej skuteczności oczyszczania. Przed procesem koagulacji w celu utlenienia Fe(II) do Fe(III) próbki wody napowietrzano sprężonym po- wietrzem w czasie 15 min, uzyskując ok. 100% nasycenie wody tlenem. Jako koagulanty testowano siarczan(VI) glinu, chlorek poliglinu oraz koagulant żelazowy PIX-112. Dawka koagulantów glinowych wynosiła 2,70 mgAl/dm3, natomiast koagulantu żelazowego 2,70 oraz 1,78 mgFe/dm3. Koagulację objętościową prowadzono w próbkach wody o objętości 1 dm3, stosując szybkie mieszanie przez 1 min z intensywnością 250 obr/min oraz wolne mieszanie z intensywnością 30 obr/min przez 25 minut. Po koagulacji próbki poddawano 2 h sedymentacji, a potem filtracji przez miękki sączek. Analiza wyników badań wykazała, że czas flokulacji był istotnym parametrem technologicznym współdecydującym o sku- teczności oczyszczania wody podziemnej w procesie koagulacji. Największą poprawę efek- tywności zwłaszcza w usuwaniu związków żelaza oraz obniżeniu barwy i mętności spowo- dowało wydłużenie czasu flokulacji z 15 do 30 min. Wykazano również, że w usuwaniu substancji organicznych parametrem bardziej istotnym niż czas flokulacji był odczyn oczyszczanej wody. Największy wpływ czasu flokulacji na zwiększenie skuteczności usu- wania zanieczyszczeń z wody podziemnej stwierdzono dla koagulantu żelazowego PIX-112. W przypadku koagulantów glinowych wydłużenie czasu flokulacji z 15 do 30 min było bardzo istotne z uwagi na zmniejszenie stężenia glinu pozostałego w oczyszczonej wodzie. Niezależnie od rodzaju testowanego koagulantu oraz czasu flokulacji związki żelaza(III) usuwane były łącznie z substancjami organicznymi.

Coexistence of organic substances and iron in groundwater causes that a particular part of iron occurs in a form of ferro-organic compounds as colloids or/and dissolved complexes, whereas water has an increased colour intensity and turbidity. Successful purification of such water creates technological problems and is practically impossible to achieve by applying traditional groundwater treatment processes. One of the ways recommended for intensify- ing the removal of iron that occurs in a form of stable ferro-organic compounds is applica- tion of the coagulation process, preferably with aluminium salt. The usefulness of coagula- tion in removing impurities, apart from being affected by the type and dose of a coagulant applied, also depends on the effectiveness of flocculation that conditions a degree of agglo- meration of after-coagulation suspensions. The paper presents and discusses the results of the tests on the influence of flocculation time on the effectiveness of removing impurities from water the purification of which by means of conventional methods did not guarantee the desired treatment effect. Before the coagulation process, in order to oxidize Fe(II) into Fe(III) water samples were aerated with compressed air for 15 minutes that lead to 100% water oxygenation. Aluminium sulphate(VI), polyaluminium chloride and ferrous coagu- lant PIX-112 were used for the tests as coagulants. The dose of aluminium coagulants was 2.70 mgAl/dm3, whereas the one of ferrous coagulant was 2.70 and 1.78 mgFe/dm3. Volu- metric coagulation was performed in water samples of the volume of 1 dm3, by quick mix- ing for 1min with the intensity of 250 r.p.m. and a slow mixing of 30 r.p.m. for 25 minutes. After coagulation the samples were subject to 2 h sedimentation and then filtration through a soft filter. The analysis of test results showed that flocculation time was a significant techno- logical parameter that contributed to the effectiveness of groundwater treatment by means of coagulation. The best results of effectiveness, especially in removing ferrous compounds and lowering the colour as well as turbidity, were achieved by extending flocculation time from 15 to 30 minutes. It was also shown that the reaction of the purified water was a more important parameter in removing organic substances than flocculation time. The biggest effect of flocculation time on the increase of effectiveness of removing impurities from groundwater was found for the ferrous coagulant PIX-112. In case of aluminium coagu- lants the fact of extending time from 15 to 30 minutes was essential due to the decrease of concentration of aluminium that remained in the treated water. Independently of the type of coagulant tested and the time of flocculation Fe(III) compounds were removed together with organic substances.

3. Efektywność oczyszczalni ścieków As-Samra w Jordanii i możliwości wykorzystania ścieków oczyszczonych
Operate of As-Samra Wastewater Treatment Plant in Jordan and Suitability for Water Reuse
Sylwia Myszograj
Strony: 29-40, Pobierz w wersji .PDF

Woda jest niezbędna do życia, jednak miliony ludzi na świecie nie mają wystarczającego dostępu do jej zasobów. Codziennie należy zapewnić ciągłą dostawę czystej wody dla rolnictwa i przemysłu, do spożycia, a także do wykorzystania na cele rekreacyjne. Problem zaopatrzenia w wodę ma zasięg globalny, jednak w niektórych krajach jej zasoby są wyjątkowo małe, a zużycie jest większe niż naturalne możliwości uzupełnienia deficytu. 63% populacji ludzi na świecie, która nie ma wystarczającego dostępu do czystej wody, mieszka w Azji, na Bliskim Wschodzie i w Północnej Afryce. Przewiduje się, że około 2025 roku większość krajów Bliskiego Wschodu doświadczy znacznego niedoboru wody. Zarządzanie wszystkimi sektorami gospodarki w Jordanii codziennie opiera się na podej- mowaniu decyzji związanych z określeniem zużycia wody. Szybko rozwijające się rolnictwo (64% zużycia wody) oraz wzrost zaludnienia (28% zużycia wody) wymagają szukania alternatywnych źródeł wody. W gospodarce wodnej Jordanii duże znaczenie ma strategia ponownego wykorzystania ścieków oczyszczonych, które są ważnym składnikiem bilansu wodnego Jordanii, stanowiąc ok. 15% zasobów wodnych. W Jordanii w 23 oczyszczalniach ścieków o wydajności ok. 100 milionów m3/rok ścieki oczyszczane są w trzech podstawowych systemach, takich jak: filtry gruntowe, osad czynny i stawy stabilizacyjne. Większość obiektów jest mała, z wyjątkiem oczyszczalni As-Samra, która przyjmuje ok. 80% całkowitej ilości oczyszczanych ścieków. Oczyszczalnia As-Samra po zakończeniu modernizacji w 2008 r. pracuje w technologii osadu czynnego z usuwaniem biogenów i dezynfekcją chlorem ścieków oczyszczonych. W pracy przedstawiono charakterystykę ścieków surowych i oczyszczonych z oczyszczalni As-Samra na podstawie wartości ChZT, BZT5 i zawiesiny ogólnej. Efektywność oczyszczalni As-Samra oceniono na podstawie standardów jakości ścieków oczyszczonych obowiązujących w Jordanii i możliwości ich ponownego wykorzystania.

Water is a basic human need, yet millions of people around the world do not have enough access to clean water. There are many claims on the world's water supply, from agriculture and industry to drinking water, municipal uses and tourism. It is a global is- sue, and everyone must share what is available. However, in some places, water is excep- tionally scarce and people are extracting it faster than it can be replenished. Sixty-three percent of the world's population that has no access to clean water lives in Asia, the Mid- dle East and North Africa. By 2025 most of the Middle East countries are expected to ex- perience water stress or scarcity. Jordan represents a typically water constrained economy that is daily confronted with decisions on its water use. With a fast growing population and an expanding agricultural sector, the demand for alternatives of fresh water resources remains imminent. An important strategy for the Jordanian government is to meet the wa- ter demand for agricultural sector by producing more treated wastewater. Treated wastewater generated in wastewater treatment plants (WWTP) is an im- portant component of Jordan's water resources. In Jordan there are 23 wastewater treat- ment plants treating approx. 100 million m3/year of wastewater in different type of treat- ment systems. The systems are divided into trickling filters, activated sludge and waste stabilization ponds. Most of the WWTP are small, except for the plant as As-Samra, which treats more than 80% of this quantity. The new As-Samra WWTP is using the activated sludge process with nutrient removal and chlorine for disinfection. In this study, characteristics of wastewater for WWTP As-Samra were determined. Characterization of wastewater was evaluated in terms of measuring chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD5), total suspended solids (TSS), for the influent and effluent from the plants. The performance of the wastewater treatment plants was evaluated and the quality of the reclaimed wastewater was compared with Jordanian Standards to determine its suitability for reuse.

4. Wpływ nawożenia na zmianę rozpuszczalności cynku i niklu w glebie oraz pobieranie tych metali przez kukurydzę i ślazowiec pensylwański
The Effect of Fertilization for Changing of Solubility of Zinc and Nickel in the Soil and Assimilating this Metals for Maize and Virginia Fanpetals (Sida Hermaphrodita)
Ewa Ociepa
Strony: 41-48, Pobierz w wersji .PDF

Celem badań była ocena przydatności stosowania osadów ściekowych, węgla brunat- nego i mieszaniny osadów ściekowych z węglem brunatnym do nawożenia gleby lekkiej słabo zanieczyszczonej cynkiem (II°) i o podwyższonej zawartości niklu (I°). Przedmiotem badań były próbki glebowe i roślinne pobrane z doświadczenia wazonowego prowadzone- go w latach 2007-2009. Określono wpływ nawożenia na pH gleby, właściwości sorpcyjne, zawartość metali ciężkich w glebie i roślinach. Zastosowane rodzaje nawożenia nieznacznie wpłynęły na zmianę pH gleby. Nawożenie gleby osadami ściekowymi, węglem brunatnym i mieszaniną osadów z węglem brunatnym spowodowało poprawę właściwości sorpcyjnych gleby. W glebie nawożonej osadami ściekowymi i mieszaniną osadów z węglem brunatnym stwierdzono wzrost zawartości całkowitej Zn i Ni w glebie. Wzrost ten był niewielki i nie wpłynął na zmianę stopnia zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi. Nawożenie osadami, węglem brunatnym i mieszaniną osadów z węglem brunatnym wpłynęło na obniżenie roz- puszczalności cynku i niklu w 1M HCl, 0,01M CaCl2 i H2O. Efektem tego było obniżenie bioprzyswajalności metali. Zawartość Zn i Ni w roślinach zależała od rodzaju metalu, gatun- ku rośliny, a także od zastosowanego nawożenia. W częściach nadziemnych roślin nawożo- nych węglem brunatnym i mieszaniną węgla z osadami stężenie metali ciężkich było niższe niż w biomasie roślin uprawianych na kombinacji kontrolnej. Nawożenie osadami, mimo iż spowodowało najwyższe stężenie Ni i Zn w glebie, też na ogół obniżyło stężenie metali w czę- ściach nadziemnych roślin. Było to efektem wzbogacenia gleby w substancję organiczną poprawiającą właściwości sorpcyjne.

The purpose of the investigation was to assess the suitability of sewage sludge, brown coal and a mix of sewage sludge and brown coal to be used for fertilizing a light soil with an increased content of nickel (I°) and slightly contaminated with zinc (II°). The subject of tests, were soil and plant samples taken from a pot experiment conducted during the years 2007-2009. The tests determined the effect of the type of fertilization on the pH and sorp- tion properties of the soil, the contents of heavy metals in the soil and in the plants, and the volume of crops. The fertilization types applied had an effect of slightly increasing the soil pH. The application of sewage sludge, brown coal and the mix of sewage sludge with brown coal to the soil resulted in an improvement of the sorption properties of the soil. In the soil treated with sewage sludge and the mix of sewage sludge with brown coal, an in- crease in the contents of Zn and Ni was found. This increase was, however, small and did not change the degree of soil contamination with heavy metals. Fertilizing of sewage sludge, brown coal and mix of sewage sludge and brown coal affected for reduction of Zn and Ni solubility. Result of this was reduced of metals bioavailability. Contents of Zn and Ni in the plants depended on kind of metals, species of plants and application of fertilize. In the above-ground parts of plants fertilized with brown coal and mix of sewage sludge and brown coal the concentration of heavy metals was lower than in biomass from plants cultivated on the control combination. The application of sewage sludge although caused the highest concentration Ni and Zn in the soil generally resulted also in a reduction of metal contents in the above-ground parts of the plants. This was the effect of enriching the soil with an organic substance that improves the sorption properties. From among the fertilization combinations tested, the application of either sewage sludge or the mix of sewage sludge with brown coal had the most favourable effect on the crop volume. It resulted in a twofold increase in the yield compared to the control combination.

5. Procesy rekultywacji terenów pogórniczych na przykładzie Kopalni Wapienia Górażdże
Exploatation of the Limestone and Reclamation of the Post-Mining Areas on the Example of the Górażdże Limestone Mine
Małgorzata Kacprzak, Magdalena Bruchal
Strony: 49-58, Pobierz w wersji .PDF

Intensywne górnictwo surowców skalnych w Polsce obejmuje przede wszystkim tereny południowej części kraju. Szczególnie mocno rozwinięty jest tu przemysł wydobywczy wapieni, margli i dolomitów. Czołowe miejsce pod względem eksploatacji skał wapiennych zajmuje województwo opolskie z Kopalnią Wapienia Górażdże. Właścicielem Kopalni Górażdżde jest firma Heidelberg Cement, która prowadzi intensywną eksploatację wapieni systemem odkrywkowym. Eksploatacja prowadzona jest z podziałem na dwa wyrobiska: zachodnie i wschodnie, co wynika z istnienia w centralnej części złoża filaru ochronnego dla rezerwatu przyrody „Kamień Śląski” z gatunkiem jarząb brekinia (Sorbus torminalis). W trakcie istnienia Kopalni Wapienia Górażdże wyeksploatowano ponad 56 mln ton su- rowca przeznaczonego na cele przemysłu wapienniczego i cementowego. Kopalnia Góraż- dże należy do nielicznych kopalń, które wraz z wydobywaniem surowca prowadzą równo- czesną rekultywację terenów pogórniczych zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa. W 2011 roku przeprowadzono badania dotyczące stanu zachowania sadzonek na zrekul- tywowanych powierzchniach Kopalni Wapienia Górażdże. Zakres prac obejmował inwen- taryzację sadzonek oraz określenie ich kondycji zdrowotnej. Wybrano cztery równe wie- kiem (2-letnie) powierzchnie do badań. Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono bardzo dobrą udatność sadzonek sosny zwyczajnej i brzozy brodawkowatej. Jednocześnie odnotowano dobrą zdrowotność olszy czarnej i klonu jesionolistnego. Dobór gatunków zastosowanych w procesie rekultywacji na terenie kopalni Górażdże został pra- widłowo określony.

Developed mining of rock raw materials in Poland includes mainly the southern part of the country. In this area particularly the mining of limestone, marls and dolomites is developed. The province of Opole is in the forefront in terms of extraction of carbonate raw materials. Developed cement and lime industry in this region includes the Górażdże Mine, which is the largest mine in terms of the occupied area and the annual production. The owner of the Górażdże Mine - Heidelberg Cement, conducts an intensive opencast exploitation of the limestone. The exploitation is conducting with the division into two pits: the western and eastern, which is associated with the existence of a central pillar of the de- posit protection for the nature reserve ”Kamień Śląski”, which protects species of tree Sorbus torminalis. Since the 80s existence of the Górażdże Mine operated over 56 million tonnes of raw material destined for the purpose of lime and cement industry. The biggest mining was in 1985, 1986, 1989, 2004, 2005, 2008 and 2009 due to high demand of raw material for building purposes in this period. An intensive opencast exploitation result in a strong transformation of the landscape. The Górażdże Mine belong to the few mines, which together with the production of raw conduct the reclamation of post-mining areas in accordance with applicable law. Research on the health state of seedlings on reclaimed land surface of Górażdże Limestone Mine was carried out in 2011 years. The scope of the research included the inventory of seedlings and the estimation of their health state. Four equal age objects were distinguished. Results of study revealed the highest amount of seed- lings Pinus sylvestris i Betula pendula. Simultaneously the high amount of seedlings taking root for Alnus glutinosa i Acer negundo. Tree species selection applied in the reclamation of Górażdże Limestone Mine has been properly determined.

6. Wpływ wypełnienia w reaktorze sekwencyjnym na efektywność usuwania substancji organicznych i azotu z odcieków składowiskowych
The Influence of Solid Fillings in Sequencing Batch Reactor on the Removal Efficiency of Organic Matter and Nitrogen from Landfill Leachate
Justyna Koc-Jurczyk, Łukasz Jurczyk, Paulina Micał
Strony: 59-71, Pobierz w wersji .PDF

Produktem procesów zachodzących na składowisku odpadów są między innymi odcieki. Do nowych metod biologicznych stosowanych do ich oczyszczania można zaliczyć częścio- wą nitryfikację. Jednym ze sposobów zwiększania efektywności nitryfikacji, w porównaniu z samym osadem czynnym, jest wprowadzenie do osadu nośników. Badania prowadzono w reaktorach sekwencyjnych na trzech stanowiskach badawczych przy stałym czasie zatrzy- mania wynoszącym 1d. Cykl pracy reaktorów składał się z fazy: napełnienia (15 min), na- powietrzania (23 h), sedymentacji (0,5 h) oraz dekantacji (15 min). W SBR 2 i 3 umieszczono 6 gąbek PCV o wymiarach 10×3×3cm. W SBR 2 umieszczono gąbkę PCV o średnicy porów 2÷3 mm, w SBR 3 - 4÷5 mm. Doświadczenie prowadzono w temperaturze 37°C. Stwierdzono, że najwyższą sprawność usuwania związków organicznych (ChZT), wynoszącą 75%, uzyska- no w reaktorach pracujących z wypełnieniem, niezależnie od gęstości wypełnienia. W SBR 1 efektywność usuwania związków organicznych z odcieków była niższa i wynosiła 73%. Naj- większą skuteczność usuwania azotu amonowego z odcieków uzyskano w SBR 2 i 3 pracują- cych z wypełnieniem (79 i 66%), natomiast w reaktorze pracującym bez wypełnienia sprawność usuwania azotu wynosiła jedynie 55%. We wszystkich reaktorach utlenianie azotu w osa- dzie czynnym zachodziło z pominięciem azotu azotanowego(V) i (III) i prowadziło do strat azotu amonowego.

The leachate is the product of the processes occurring during landfilling. This kind of sewage is characterized by the high concentrations of heavy metals, ammonia nitrogen and organic compounds which cause a serious threat to the environment. Among the biological methods used for the neutralization of the leachates nitrification is of the most common. To increase the efficiency of nitrification in the suspended activated sludge, different types of fillers are applied. The leachates used in this study came from municipal landfill in Kozodrza (Podkarpackie province, Poland). The study was conducted in three sequential batch reactors (SBR 1-3), at HRT of 1 d. The working cycle consisted of: filling phase (15 min), aeration (23 h), sedimentation (0.5 h) and decantation (15 min). SBR 2 and 3, were filled with 6 PVC sponges of sizes 10 × 3 × 3 cm, immersed in leachates. SBR 2 was filled with sponge with a pore size of 2÷3 mm, while SBR 3, 4÷5 mm. The experiment was conducted at 37°C. It was found that the density of solid filling of the reactor did not influence the removal efficiency of organic matter from leachate. However the presence of filling impacts on quality of treated leachate (COD). The highest removal efficiency of organic compounds of 75% was achieved in reactors operating with filling, regardless of the density of the fill. In the SBR 1 a removal efficiency of organic compounds was lower and was 73%. The presence and density of the filling has an effect on ammonia nitrogen removal efficiency. The highest efficiency was achieved in SBR 2 and 3 both operating with filling (79 and 66%), while in the reactor working with suspended activated sludge nitrogen removal efficiency was only 55%. In all reactors, the oxidation of nitrogen in the activated sludge occurred without nitrate(V) and (III) nitrogen and led to the loss of ammonium nitrogen.

7. Wyznaczanie objętości zbiorników infiltracyjnych z zastosowaniem wzorów IDF
Estimation of Required Storage Volume for Retention Reservoirs using IDF Relationships
Maciej Mrowiec
Strony: 73-86, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono problematykę wymiarowania zbiorników infiltracyjnych, stosowanych do ograniczania objętości oraz natężeń szczytowych odpływu ścieków opadowych do sieci kanalizacyjnych. Wyróżnione zostały dwie kategorie zbiorników: opróżniane wyłącznie przez infiltrację oraz opróżniane częściowo do kanalizacji i częściowo przez infiltrację. Przedsta- wiono metodykę wymiarowania obydwu kategorii zbiorników przy wykorzystaniu zależności IDF opracowanej przez IMGW na podstawie 30-letnich obserwacji na 20 pluwiometrach. Opracowane zostały 4 nomogramy dla różnych wartości prawdopodobieństwa wystąpienia deszczu c, umożliwiające wyznaczenie wymaganej objętości retencyjnej zbiornika w zależ- ności od współczynnika filtracji k oraz stosunku powierzchni infiltracyjnej do powierzchni uszczelnionej. Praktyczne wykorzystanie proponowanej metody zostało wykazane na przy- kładzie obliczeń urządzeń infiltracyjnych dla rzeczywistej zlewni cząstkowej o całkowitej powierzchni 13 300 m2, na którą składały się głównie dachy i parkingi. Na potrzeby wery- fikacji uzyskanych wyników obliczeń wykonany został model hydrodynamiczny zlewni w programie SWMM5. Dla wybranych 12 opadów o największych natężeniach, które zostały zarejestrowane w Częstochowie w latach 2007-2008, przeprowadzono symulacje hydro- dynamiczne z użyciem modelu fali dynamicznej. Symulacje były wykonywane dla stanu istniejącego oraz dla wariantu, w którym na rozpatrywanej zlewni zbudowanych byłoby 5 niewielkich zbiorników infiltracyjnych oraz jeden zbiornik retencyjny o łącznej objętości czynnej 150 m3. Analizując wpływ projektowanych zbiorników na odciążenie systemu kana- lizacyjnego, wzięto pod uwagę trzy parametry: objętość ścieków podtapiających zlewnię, szczytowe natężenie przepływu ścieków na odcinku wylotowym oraz całkowitą objętość ścieków odprowadzoną do kanału w ulicy. Otrzymane wyniki pozwoliły stwierdzić, że przy- jęty wariant umożliwia redukcję objętości podtopień o 89%, przy jednoczesnej redukcji objętości ścieków odprowadzanych do układu kanalizacyjnego o 47%. Założony poziom redukcji szczytowego natężenia przepływu do wartości 15 dm3/s nie został dotrzymany w 4 z 12 zdarzeń opadowych, jednak średnia wartość maksymalnych natężeń przepływu była o 67% niższa w przypadku zastosowania urządzeń retencyjnych.

The paper presents the problems of sizing of retention tanks, used to limit volume and peak flow-rates of storm waters discharged to urban drainage systems. Two main catego- ries of retention tanks have been distinguished: a) released through infiltration only and b) released through the infiltration and flow regulator. Original sizing method for both cate- gories of the tank has been presented based on IDF relationship carried out by Institute of Meteorology and Water Management. The given IDF equation was developed on the basis of 30-years data collection period on 20 rain gages located in Poland. The IDF equation and mass balance equation makes possible to work out 4 nomographs for different return period (1, 2, 5 and 10 years) that allows to determine required storage volume depending on two factors: infiltration coefficient and relationship between infiltration surface and impervious surface. Practical application of the proposed method was showed for the real catchment located in Czestochowa. The total area of 13 300 m2 consists mainly roofs and parkings. For the verification purposes a hydrodynamic model has been developed using SWMM5 software with chosen ”dynamic wave” routing that solves the complete one- dimensional Saint-Venant flow equations. 12 rainfall events recorded in Czestochowa in the years 2007-2008 were applied for simulations. The rainfalls characterized by extreme values of intensity during 5-minutes time steps. In order to compare the influence of infil- tration reservoirs on the drainage system performance, simulations have been done for existing conditions and for the concept of modernization that consists: 4 retention reservoirs released through infiltration only (3 open and 1 underground), one underground tank re- leased through infiltration and orifice and one open reservoir released through orifice only. The total storage volume of all the designed facilities was equal to 150 m3. Analysing the efficiency of the drainage system for existing and modernized drainage systems three parameters were taken into consideration: flooding volume (m3), stormwaters volume dis- charged to urban drainage system and reduction of maximum peak flow-rates at outfall node. Obtained results showed that the designed retention devices makes possible to reduce the flooding volumes by 89% - for two the most intensive rainfalls it was 60÷70%. Simulta- neously stormwaters volume discharged to urban drainage system was reduced to 47% in total, but for particular events that reduction was in the range of 30÷60%. Assumed level of peak flow-rate equal to 15 dm3/s was exceeded in 4 of 12 events but a mean value of peak flow-rates for all the events was smaller by 67% when the retention facilities were applied. Simulations results showed rather a good accuracy of proposed sizing methods for infiltra- tion reservoirs although the real rainfall events cause overflowing of the reservoirs more frequently than statistically expected basing on IDF relationship.

8. Wpływ kondycjonowania osadów ściekowych polem ultradźwiękowym wspomaganym substancjami chemicznymi na efektywność procesu odwadniania
Effect of Sludge Conditioning with Ultrasonic Field Assisted Chemical Substances on the Effectiveness of Dewatering
Mariusz Kowalczyk, Kamila Parkitna, Tomasz Kamizela
Strony: 87-94, Pobierz w wersji .PDF

Dokonano analizy efektywności odwadniania w procesie filtracji ciśnieniowej osadów ściekowych mieszanych (komunalno-przemysłowych), kondycjonowanych ultradźwiękami, substancjami chemicznymi (popiół, cement, gips, szkło wodne) oraz metodą łączoną wyko- rzystującą pole ultradźwiękowe + stosowane komponenty. Celem artykułu było wykazanie, że, wykorzystując energię ultradźwięków i substancje chemiczne, można zmienić właści- wości osadów ściekowych poprzez zwiększenie wymiarów i zdolności upakowania cząstek, jednocześnie zwiększyć ilość wody wolnej znajdującej się w osadach, poprawiając tym sa- mym efektywność ich odwadniania. Wzrost skuteczności odwadniania mechanicznego uzy- skano przez zastosowanie w preparowaniu osadów metod łączonych, wykorzystujących wstępne nadźwiękawianie i dawkowanie substancji chemicznych. Wywołało to określony skutek w postaci obniżenia uwodnienia końcowego oraz zmiany pozostałych parametrów procesu filtracji ciśnieniowej podczas odwadniania osadów ściekowych w odniesieniu do parametrów osadów niepreparowanych, co wykazały uzyskane i przedstawione w artykule wyniki badań.

In the article examines the effectiveness of drainage in the process of pressure filtration of mixed sludge (municipal - industrial), conditioned ultrasonic, chemical (ash, cement, gypsum, water glass) and a combined method using ultrasonic field + used components. The aim of this study was to demonstrate that by using ultrasonic energy and chemicals can change the properties of sewage sludge by increasing the size particle density and capacity, while increasing the amount of free water contained in the sludge thereby improving the efficiency of their drainage. Increase the efficiency of sludge mechanical dewatering was obtained by applying combined methods with usage initial sonication and dosage of chemi- cals. This caused a effect of the final hydration reduction and changes in other parameters of the filtration pressure during dewatering of sewage sludge in relation to the parameters of sludge not having, as shown by the obtained and presented in this paper test results.