Pyrolýza čistírenských kalů k získání cenných produktů

Szabina TOMASEK^a, Norbert MISKOLCZI^a, Csaba FÁYKÖD^b, Andrea SOMOGYI^c
 Technická fakulta, Výzkumné centrum biochemického, environmentálního a chemického inženýrství, Katedra zpracování uhlovodíků a uhlí MOL, University of Panonia, Egyetem u. 10, H-8200, Veszprém, Maďarsko,
^b Felso-Bacska Storage Windpark Ltd.,
^c Solver Unio Ltd.,
e-mail: tomasek.szabina@mk.uni-pannon.hu

Tento článek se zaměřuje na pyrolýzu odpadních kalů z různých zdrojů ve zvětšeném semi-vsádkovém reaktoru při teplotách 300 a 500 °C. Bylo zjištěno, že jak teplota, tak surovinové složení měly významný vliv na výtěžnost a vlastnosti produktu. Nejvyšší výtěžnost plynu a syntézního plynu byla pozorována při pyrolýze kalu z lihovarů při 500 °C, zatímco složení kuřecího hnoje upřednostňovalo tvorbu biooleje (9,8 a 17,1 %). Plynný produkt byl charakterizován poměry H₂/CO do 0,6; proto je před použitím pro syntézu zapotřebí další zlepšení kvality. Bioolej (5,2 – 17,1 %) obsahoval značné množství kyslíkatých sloučenin, ale po hydrogenaci je vhodný jako náhrada konvenčního paliva. Během pyrolýzy se také změnilo elementární složení polokoksu (22,8 – 71,4 %) v důsledku karbonizace a odstranění funkčních skupin.

Klíčová slova: čistírenský kal, pyrolýza, syntézní plyn, bioolej, výroba biouhlu

Hydrolýza močoviny jako účinná technologie pro denitrifikaci spalin ve spalovně odpadu – experimentální studie

Vít FREISLEBEN^a, Zdeněk JEGLA^a, Jaroslav BARTÁK^b, Jan ZABLOUDIL^a
aÚstav procesního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně, Technická 2893/2, 616 69 Brno, Česká republika.
^bEVECO Brno, s.r.o., Březinova 1608/42, 616 00 Brno, Česká republika.
e-mail: Vit.Freisleben@vutbr.cz

Článek předkládá výsledky experimentálního výzkumu zabývajícího se modernizací technologie pro odstraňování oxidů dusíku (NO_x) ze spalin ve spalovacích provozech, jako například v jednotkách waste‑to-energy. Zkoumaným technologickým řešením je kombinace tradiční technologie SNCR (selektivní nekatalytická redukce) a moderní technologie založená na hydrolýzním rozkladu technické močoviny. Poloprovozní hydrolýzní reaktor je zde aplikován k výrobě plynného amoniaku, který je následně využit k odstranění NO_x ze spalin ve spalovně nebezpečného odpadu. Sledována je zde jak účinnost redukce oxidů dusíku, tak provozní parametry poloprovozního zařízení. Z výsledků vyplývá, že navržené technologické řešení je z hlediska redukce NO_x velice účinné, kdy lze snadno dosáhnout koncentrací okolo 60 mg/Nm³. Díky jednoduchosti tohoto technologického řešení je poloprovozní zařízení také velice spolehlivé. V případě nedostatečného ohřevu dopravních tras generovaného plynu zde ale hrozí vznik úsad, jak je v článku prezentováno.

Klíčová slova: Hydrolýza močoviny, denitrifikace spalin, selektivní nekatalytická redukce, waste-to-energy

Potenciál výroby bioplynu u biologicky rozložitelných plastů na bázi škrobu a polylaktidu

Markéta BOUCHALOVÁ^a, Jiří RUSÍN^a, Panagiotis BASINAS^a, Kamil Maciej GÓRECKI^a, Roman BURYJAN ^b, Hana FRANKOVÁ ^c
aVŠB- TU Ostrava, CEET, Institute of environmental technology, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Czech Republic,
^bGASCONTROL, s.r.o., Nový Svět 1407/59a, 73564 Havířov-Prostřední Suchá, Czech Republic
^c Vítkovská Energy, s.r.o., Klokočov 61, 74747 Vítkov, Czech Republic
e-mail: marketa.bouchalova@vsb.cz

Plastové materiály se při ukládání v přírodě rozkládají extrémně pomalu a jejich úplná degradace trvá mnoho dekád. V poslední době jsou složky komerčních plastových materiálů alespoň částečně nahrazovány biologicky odbouratelnými přísadami. Kyselina polymléčná (PLA) a polymery na bázi škrobu jsou alternativy používané pro tento účel, aby nahradily 50 – 100 % hmoty plastového materiálu. Příspěvek diskutuje výsledky produkce bioplynu a methanu vsádkovou jednostupňovou mezofilní anaerobní digescí z konvenčního a dvou rozdílných komerčních biodegradabilních pytlů po dobu 100 dní, aby se zjistila jejich degradační schopnost a prozkoumal se jejich potenciál produkce bioplynu a methanu po dlouhé období procesu vyhnívání. Plast na bázi LDPE (LDPE-50) se po 100 dnech digesce rozložil zanedbatelně za vzniku 0.0785 m³ kg_VS^-1 methanu, zatímco bioplast na pázi PLA (PLAS-31) vykázal lepší degradační schopnost (0.1782 m³ kg_VS^-1). Pro další biologicky odbouratelný pytel (PLAS-13) byla získána produkce methanu 0.1941 m³ kg_VS^-1, což naznačuje že za specifických podmínek by bioplasty mohly poskytnout poměrně zajímavé množství bioplynu. Rozložitelný organický material v bioplastech byl hlavním faktorem určujícím jejich přeměnu na bioplyn a methan. Anaerobní digesce měla minimální dopad na povrch LDPE-50, zatímco k nejvýraznější změně povrchu došlo u PLAS-13, kde po digesci vznikly čisté polymerní struktury v důsledku odstranění významné části organických látek. PLAS-31 vykazoval po 100 dnech potenciál pro další degradaci anaerobní digescí.

Klíčová slova: anaerobní digesce, BMP testy, bioplasty, LDPE, kyselina polymléčná, biodegradace

Drcený keramický odpad a jeho vliv na pevnostní a obrusné vlastnosti válečkově válcovaných betonových vozovek

Mohammad Mehdi KHABIRI, Aireza HADI, Mohammad Mehdi MAJIDI SHAD
Katedra geotechniky a dálnic, Fakulta stavební, Univerzita Yazd, 89195-741, Írán,
e-mail: mkhabiri@yazd.ac.ir, alirezahidi@stu.yazd.ac.ir, majidishad@stu.yazd.ac.ir

Vysoká míra používání keramiky a dlaždic ve stavebnictví vedla k uvolňování velkého množství keramických a dlaždicových odpadů po skončení životnosti budovy a demoličních procesech, což má negativní vliv na životní prostředí. Pokud by tyto odpady mohly být použity jako náhrada části přírodního kameniva do betonu, jeho destruktivní účinky se sníží. V této studii jsou odpady z továren na výrobu keramiky a dlaždic umístěných ve středním Íránu drceny a granulovány v rámci rozsahu předpisů. Poté je 15 % a 30 % hmotnosti kameniva ve směsi vozovkového betonu nahrazeno odpady.

Dlažební betonová směs obsahující drcenou keramiku je podrobena zkoumání lomově mechanického chování (zkoušky pevnosti v tlaku a ohybu) v dobách zrání 3, 7 a 14 dnů. Výsledky ukazují, že 15% náhrada zlepší pevnost při válcování; zatímco 30% náhrada těchto odpadů snížila pevnost v tlaku a ohybu válcovaného betonu v různém stáří. Vztah mezi pevností v tlaku a otěruvzdorností drcené keramiky byl získán pomocí nelineární regrese druhého řádu. Průnik těchto dvou křivek vede k nahrazení 18,95 % hmotnosti kameniva drcenou keramikou; což naznačuje pevnost v tlaku a rychlost otěru 29,36 MPa a 2,10 %, v tomto pořadí.

Klíčová slova: keramické a dlaždicové odpady, pevnost v ohybu, vozovka, válečková zhutněná betonová dlažba, lomová energie, otěruvzdornost.

Současný stav a kroky k nakládání s nemocničním odpadem v nemocnicích veřejného a soukromého sektoru v okrese Swabi, KP, Pákistán

Nazish Huma KHAN^a, Abdul AZIZ^a, Muneer KHAN^a, Muhammad ILYAS^b, Tooba SAEED^C, Adila BASHIR^d
aKatedra environmentálních věd, University of Swabi
^bKatedra botaniky, Kohsar University Murree.
^cKatedra chemie, Bacha Khan University Charsadda
^dKatedra environmentálních věd Univerzity v Péšávaru.
e-mail: humakhan@uoswabi.edu.pk

Nemocnice v Pákistánu produkují obrovské množství odpadu, o kterém bylo hlášeno, že s ním správa nemocnic špatně nakládá. Toto špatné nakládání způsobuje několik environmentálních a zdravotních problémů uvnitř nemocnice i mimo ni. Cílem této studie bylo popsat výsledky sledování 4 velkých nemocnic veřejného a soukromého sektoru ve městě Swabi, KP, Pákistán.

Požadovaná data byla získána přímým i nepřímým pozorováním zdravotnického a administrativního personálu, abychom věděli, jak s odpadem nakládají. Jedním z důležitých aspektů naší metodologie byl vývoj vhodných dotazníků pro pochopení podstaty systému. Studie ukázala, že nemocnice veřejného sektoru produkují velké množství pevného odpadu (120–130 kg/den) a jeho nakládání s ním není prioritou. Postupy nakládání s odpady, třídění, skladování, přeprava a odstranění nesplňovaly pákistánská hygienická pravidla hygienické z roku 2005. Nemocnice soukromého sektoru se podílejí na produkci asi 30-50 kg odpadu za den a byla pozorována lepší úroveň nakládání s ním. Úroveň využití sebraného prodejného odpadu byla vypočtena následovně: plast 14 – 10 %, papír 10 – 15 %, sklo 12 – 17 % a kovy 7 – 12 %. Pravidla a předpisy týkající se biomedicínského odpadu nejsou dodržovány.

Studie poukazuje na nesprávné nakládání s odpady v nemocnicích veřejného sektoru. Pro lepší nakládání s odpady potřebuje nemocnice finanční zdroje, kvalifikovaný personál a realizaci nemocniční politiky z roku 2005.

Klíčová slova: infekční odpad, neinfekční odpad, odpadové hospodářství, účinnost sběru, likvidace odpadu.

Nakládání s biomedicínským odpadem a analýza pro vybrané nemocnice v jižní a střední části Iráku

Basim M. MAREAI ^a, Zainab S. Al-KHAFAJI *^b,c, and Fatimah Al-HUSSEINAWI ^d,e
a Katedra stavebního inženýrství, Al-Qalam University College, Kirkúk, Irák,
e-mail: basim.marei@alqalam.edu.iq,
^b Katedra stavebního inženýrství, Universiti Kebangsaan Malajsie, 43600 Bangi, Selangor, Malajsie
^c Oddělení inženýrství stavebních a stavebních technik, AL-Mustaqbal University College, Hillah 51001, Irák.
e-mail: zainabal-khafaji@uomus.edu.iq https://orcid.org/0000-0002-5450-7312
^d Liverpool John Moores University, Katedra stavebního inženýrství, Liverpool, L3 3AF, UK. e-mail: f.civilanna93@gmail.com. https://orcid.org/0000-0002-6718-361X
^e Al-Turath University College, Bagdád, Irák,
^* korespondenční autor: e-mail: p123005@siswa.ukm.edu.my

Pokud jde o pochopení mnoha typů odpadu a možností jejich odstranění, tento dokument pojednává o tom, jak nakládat se zdravotnickým odpadem. Během posledních dvou desetiletí se problematika nemocničního odpadu stala problémem se škodlivými účinky na zdraví životního prostředí. V důsledku toho začali odborníci v oblasti veřejného zdraví a životního prostředí zkoumat tento fenomén ve všech jeho projevech. Snažili se to řešit tím, že zavedli různé zdravotní kontroly a přišli s projektem. Kromě odhadu objemu pevného lékařského odpadu produkovaného v několika nemocnicích ve městech Nadžaf a Basra je cílem výzkumu poskytnout jasný obraz o realitě nakládání s biomedicínským odpadem v iráckých nemocnicích.

Pro splnění cílů studie bylo vybráno šest velkých sousedních nemocnic s různými specializacemi. Po dobu čtyř měsíců se sbíral odpad (pevný zdravotnický). Zjištění odhalila, že nemocnice produkovaly pevný zdravotnický odpad v průměrné míře 0,42 až 3,90 kilogramů na pacienta a den a že tato míra byla celková (1019 kg). Nemocnice Al-Sader měla nejvyšší podíl na produkci odpadu ze všech nemocnic, když v době provozu dosáhla 34,15 %. Naproti tomu nemocnice Al-Hakeem měla za provozu nejnižší procento, právě (6,67 %). Nejdůležitější fází je třídění, skladování a přeprava nemocničního odpadu. Je nutné pochopit, proč se s každým druhem odpadu nakládá tak, jak má. Výsledkem může být bezpečné a efektivní nakládání se zdravotnickým odpadem a splnění požadavků na ochranu společnosti a životního prostředí.

Klíčová slova: Zdravotnický odpad, nemocnice, nebezpečný odpad, odstranění.

Pyrolysis of sewage sludge to obtain valuable products

Szabina TOMASEK*^a, Norbert MISKOLCZI^a, Csaba FÁYKÖD^b, Andrea SOMOGYI^c
aFaculty of Engineering, Research Centre of Biochemical, Environmental and Chemical Engineering, Department of MOL Hydrocarbon and Coal Processing, University of Pannonia, Egyetem u. 10, H-8200, Veszprém, Hungary
^bFelso-Bacska Storage Windpark Ltd.
^cSolver Unio Ltd.,
e-mail: tomasek.szabina@mk.uni-pannon.hu

This paper focuses to pyrolysis of different sourced sewage sludge in a scaled-up semi-batch reactor at temperatures of 300 and 500°C. It was found that both the temperature and raw material composition had a significant effect on the product yields and properties. The highest gas and synthesis gas yield was observed in pyrolysis of distillery sewage sludge at 500°C, while composition of chicken manure favored for the formation of bio-oil (9.8 and 17.1%). The gas product was characterized by H₂/CO ratios up to 0.6; therefore further quality improvement is needed prior to use for synthesis. The bio-oil (5.2 – 17.1%) contained significant amount of oxygenated compounds, but after hydrogenation it is suitable to substitute the conventional fuels. During the pyrolysis the elemental composition of char (22.8 – 71.4%) has also changed due to carbonization and removal of functional groups.

Keywords: sewage sludge, pyrolysis, synthesis gas, bio-oil, bio-char production

Hydrolysis as an efficient method for flue gas denitrification in waste-to-energy plant – Experimental study.

Vit FREISLEBEN^a, Zdenek JEGLA^a, Jaroslav BARTAK^b, Jan ZABLOUDIL^a
aInstitute of Process Engineering, Brno University of Technology, Technicka 2896/2, 616 69 Brno, Czech Republic, e-mail: Vit.Freisleben@vutbr.cz
^b EVECO Brno, ltd., Brezinova 1608/42, 616 00 Brno, Czech Republic

This paper presents the results of experimental research on the modernization of technology for the removal of nitrogen oxides (NO_x) from flue gas in hazardous waste incineration plant (waste-to-energy unit). The investigated technological solution is a combination of traditional SNCR (selective non-catalytic reduction) method, and a modern technology based on urea hydrolysis. A semi-operating hydrolysis reactor is applied to produce gaseous ammonia, which is subsequently used to remove NO_x from the flue gas in a hazardous waste incineration plant. Both the NO_x reduction efficiency and the operating parameters of the semi-operating device are observed. The results show that the proposed technological solution is very efficient in terms of NO_x reduction, where concentrations around 60 mg/scm can be easily achieved. Due to the simplicity of the proposed solution, the semi-operating device is also very reliable. However, in case of insufficient heating of the transport paths of the generated ammonia, there is a risk of deposits and clogging, as presented in the paper.

Keywords: urea hydrolysis, flue gas denitrification, selective non-catalytic reduction, waste-to-energy

Biogas generation potential of starch- and polylactide- based biodegradable plastics

Markéta BOUCHALOVÁ^a, Jiří RUSÍN^a, Panagiotis BASINAS^a, Kamil Maciej GÓRECKI^a, Roman BURYJAN ^b, Hana FRANKOVÁ ^c
aVŠB- TU Ostrava, CEET, Institute of environmental technology, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Czech Republic, e-mail: marketa.bouchalova@vsb.cz
^bGASCONTROL, s.r.o., Nový Svět 1407/59a, 73564 Havířov-Prostřední Suchá, Czech Republic
^c Vítkovská Energy, s.r.o., Klokočov 61, 74747 Vítkov, Czech Republic

Plastic materials decompose with an extremely slow rate and many decades are required for their complete degradation. Lately, commercial plastics have been partially replaced by biodegradable additives. Polylactic acid (PLA) and starch-based biopolymers are indicative alternatives employed to replace a 50-100 % of the mass of conventional plastic materials. In this work, a conventional and two different biodegradable commercial bags were subjected to single-stage mesophilic anaerobic digestion for 100 days to investigate their degradation performance and examine their biogas and methane production potential. LDPE-based plastic (LDPE-50) decomposed only negligibly producing 0.0785 m³ kg_VS^-1 of methane after 100 days of digestion whereas PLA-based bioplastic (PLAS-31) showed a better degradation performance (0.1782 m³ kg_VS^-1). A methane production of 0.1941 m³ kg_VS^-1 was attained from a second type of PLA-based biodegradable bag (PLAS-13) indicating that bioplastics under specific anaerobic digestion conditions could provide a significant amount of biogas. The degradable organic material in bioplastics was the principal factor defining their conversion to biogas and methane. Anaerobic digestion had a minimal impact on the surface of LDPE-50, while the most significant modification of surface was seen for PLAS-13 where clean polymeric structures emerged after digestion due to a removal of a significant fraction of organics.  PLAS-31 showed a great potential to further degrade even after the end of the 100 days of anaerobic digestion.

Key words: anaerobic digestion, BMP tests, bioplastics, LDPE, polylactic acid, biodegradation

Crushed ceramic wastes and its effect on strength and abrasion characteristics of roller compacted concrete pavement 

Mohammad Mehdi KHABIRI, Aireza HADI, Mohammad Mehdi MAJIDI SHAD
Department of Geotechnics and Highway, Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, 89195-741, Iran,
e-mail: mkhabiri@yazd.ac.ir, alirezahadi@stu.yazd.ac.ir, majidishad@stu.yazd.ac.ir

The high rate of using ceramic and tile in building industry has led to the release of a high volumes of ceramic and tile wastes after the end of life of a building and the demolition process which has negative effects on environment. If these wastes could be used as an alternative for a portion of concrete's natural aggregates, its destructive effects will be reduced. In this study, wastes of the ceramic and tile factories located in central Iran are crushed and granularized within the range of regulations. Then, 15% and 30% of the aggregates weight in the pavement concrete mix is replaced with the wastes. The pavement concrete mix containing crushed ceramics undergoes the investigations of fracture mechanical behavior (compressive and flexural strength tests) in curing periods of 3, 7, and 14 days. The results show that 15% replacement will improve abrasive resistance; while, 30% replacement of these wastes has reduced the compressive and flexural strength of rolling concrete in different ages. The relationship between compressive strength and abrasion resistance of crushed ceramics were obtained using second-order nonlinear regression. The intersection of these two curves results replacing 18.95% of aggregates weight with crushed ceramics; that suggests the compressive strength and abrasion rate of 29.36 MPa and 2.10%, respectively.

Keywords: ceramic and tile wastes, flexural strength, pavement, roller-compacted concrete pavement, fracture energy, abrasive resistance.

The Current Status and Steps Towards Hospital Waste Management in the Public and Private Sector Hospitals of District Swabi, KP, Pakistan

Nazish Huma KHAN^a, Abdul AZIZ^a, Muneer KHAN^a, Muhammad ILYAS^b, Tooba SAEED^c, Adila BASHIR^d
aDepartment of Environmental Sciences, University of Swabi, Pakistan
^bDepartment of Botany, Kohsar University Murree, Pakistan.
^cDepartment of Chemistry, Bacha Khan University Charsadda, Pakistan
^dDepartment of Environmental Sciences, University of Peshawar, Pakistan.
e-mail of the corresponding author: humakhan@uoswabi.edu.pk

Hospitals in Pakistan generate a huge mass of waste which has been reported to be managed and handle poorly by the hospital administration. This mismanagement causes several environmental and health problems inside the hospital and outside of the population. The present study aimed to describe the qualitative results of observations of 4 major public and private sector hospitals in the city of Swabi, KP, Pakistan. The required data was obtained through direct and indirect observations of the medical and administrative staff to know the way they handle the waste. One of the important aspects of our methodology was the development of appropriate questionnaires to understand the nature of the system. Findings of the study showed that almost public sector hospitals generate a big mass of solid waste (120 – 130 kg per day) and don’t keep its management on their priority. The practices of waste handling, segregation, storage, transportation and disposal were below the Pakistan biosafety rules-2005. The private sector hospitals participate about 30 – -50 kg waste generation per day and were observed in better condition for waste handling and management. The recovery efficiency of collected salable waste was calculated as follows: plastic 14 – 10%, paper 10 – 15%, glass 12 – 17% and scrap/metal with 7 – 12% respectively. Rules and regulations regarding biomedical waste are not adequately followed. The study highlights improper management of waste in public sector hospitals. For better waste management, the hospital needs financial resources, skilled staff and the implementation of the 2005 hospital policy.

Keywords: infectious waste, non-infectious waste, waste management, collection efficiency, waste disposal.

Bio-Medical Waste Management and Analysis for Selected Hospitals in Southern and middle parts of Iraq

Basim M. MAREAI ^a, Zainab S. Al-KHAFAJI *^b,c, and Fatimah Al-HUSSEINAWI ^d,e
a Civil Engineering Department, Al-Qalam University College, Kirkuk, Iraq.
e-mail: basim.marei@alqalam.edu.iq
^b  Department of Civil Engineering, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia.
^c Building and Construction Techniques Engineering Department, AL-Mustaqbal University College, Hillah 51001, Iraq. e-mail: zainabal-khafaji@uomus.edu.iq https://orcid.org/0000-0002-5450-7312
^d Liverpool John Moores University, Department of Civil Engineering, Liverpool, L3 3AF, UK. e-mail: f.civilanna93@gmail.com. https://orcid.org/0000-0002-6718-361X
^e Al-Turath University College, Baghdad, Iraq
^*corresponding author: e-mail: p123005@siswa.ukm.edu.my

In terms of understanding the many types of waste and disposal options, this paper discusses how to handle medical waste. Over the past two decades, medical waste issues have become a problem with detrimental effects on environmental health. As a result, experts in public health and environmental issues started researching this phenomenon in all its manifestations. They tried to comprise it by putting in place different health controls and coming up with a cure. In addition to estimating the volume of solid medical waste produced in a few hospitals in the cities of Najaf and Basra, the research aims to provide a clear picture of the reality of biomedical waste management in Iraqi hospitals. Six sizable neighborhood hospitals with various specializations were selected to meet the study goals. For four months, waste (solid medical) was collected. The findings revealed that hospitals produced solid medical waste at an average rate of 0.42 to 3.90 kilograms per patient per day and that this rate was overall (1019 kg). Al-Sader Hospital had the highest proportion of waste output out of all the hospitals, reaching 34.15% when it was operating. In contrast, Al-Hakeem Hospital had the lowest percentage, just (6.67%) while operating. The most crucial management phase is storing, storing, and transporting hospital waste. It is necessary to understand why each sort of waste is handled in the way that it is. Consequently, it might be the outcomes in safe and effective medical waste management and the accomplishment of the requirements to safeguard society and the environment.

Keywords: Bio-Medical Waste, Hospitals, solid waste, Disposal.