Snižování CHSK v promývací odpadní vodě z regenerace pískových filtrů

Libor DUŠEK^a, Anna KREJČOVÁ^a, Petr HERINK^b, Dušan KOVAČ^b

^aInstitute of Environmental and Chemical Engineering, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Pardubice 53210, Czech Republic, e-mail: libor.dusek@upce.cz, ^bGlanzstoff Bohemia s.r.o., Terezínská 60, 410 02 Lovosice, Czech Republic

Článek je věnován snižování CHSK a TOC v odpadních vodách z výroby viskózních vláken, vznikajících při  promývání pískových filtrů, v laboratorním měřítku. Tyto vody vykazovaly kromě značné koncentrace zinku (8 – 30 mg/L) také vysoké hodnoty CHSK (7 – 10 g/L) respektive TOC (2,5 – 3,1 g/L). Na vině bylo značné množství organických látek, zejména hemicelulózy, zbytků viskózových vláken a neionogenních tenzidů. Organická matrice tvořila jak pevný, tak i rozpuštěný podíl a proto byla pro předúpravu vod použita filtrace. Ta sama o sobě snížila organické znečištění o cca 40 – 50 % v závislosti a porozitě použitého filtru. Předupravená odpadní voda byla dále oxidována pomocí Fentonovy oxidace, kdy byl použit 30% peroxid vodíku a elektrochemicky generovaný katalytický Fe²⁺ ion v molárním poměru 1:10 a 1:100. Fentonova oxidace se ukázala jako vysoce účinný nástroj pro snížení CHSK i TOC již během 5 – 7h trvání oxidace, kdy bylo dosaženo poklesu CHSK až o 95 % a TOC o 83 – 91 %. Je zjevné, že v tomto případě dochází ve značné míře k mineralizaci rozpuštěných organických látek. Následující neutralizace oxidované vody na pH =7,25 – 7,5 vedla k současnému srážení ionů železa a Zn²⁺. Po jejich odfiltrování poklesla koncentrace zinku pod 1 mg/L.

Ozonace představuje lákavý způsob čištění odpadní vody, neboť umožňuje oxidovat vodu bez předchozí úpravy. Výkon dostupného ozonizéru OZONSTAR 100 s hodinovou produkcí 1 g O₃ byl však příliš nízký. Odhadovaný potřebný výkon ozonizéru pro daný typ odpadních vod je nejméně 0,1 – 0,2 kg O₃/h na 1 m³. Přesto i v tomto případě došlo k poklesu obou klíčových skupinových parametrů CHSK a TOC.

Klíčová slova: oxidace odpadních vod, filtrační předúprava, Fentonova oxidace, přímá ozonace

Čištění odpadních vod kontaminových reaktivními barvivy pomocí iontových kapalin

Tomáš WEIDLICH, Tereza FULÍNOVÁ, Dagmar KOVÁŘOVÁ, Jana VÁCLAVÍKOVÁ

Skupina chemických technologií, Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Fakulta chemicko-technologická, Univerzita Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice, Česká republika, e-mail: tomas.weidlich@upce.cz

Tento článek shrnuje výsledky laboratorního výzkumu zaměřeného na problematiku odstraňování reaktivních kyselých barviv ze zředěných vodných roztoků přídavkem nízkotajících kvartérních amoniových solí (iontových kapalin). Autoři srovnávají vliv velikosti kationtu testovaných amoniových solí na účinnost odstranění studovaných barviv. Výborných souhrnných výsledků účinnosti odstraňování dosahujících přes 60% bylo dosaženo při použití ve vodě rozpustného benzyldimethylhexadecylamonium chloridu. Na základě výsledků dosažených účinností odstranění barviv z vod v důsledku tvorby ve vodě málo rozpustných iontových párů barvivo-kvartérní amoniový kation byl navržen a úspěšně vyzkoušen postup rychlého odstraňování barviv Reactive Orange 16, Reactive Blue 4, Ostazinová žluť H-R, Reactive Black 5 a Ostazinová modř H2-G založený na aplikaci levné a komerčně snadno dostupné iontové kapaliny benzalkonium chloridu v kombinaci se síranem hlinitým nebo železitým použitým jako koagulant pro snadnou separaci vznikajících iontových párů filtrací. U všech testovaných barviv byla při použití směsného vodného roztoku obsahujícího 0,1 mol.l^-1 benzalkonium chloridu a 0,4 mol.l^-1 Al₂(SO₄)₃ dosaženo účinnosti jejich odstranění z modelových vodných roztoků minimálně 88 %. Účinnost činidla obsahujícího benzalkonium chlorid rozpuštěný ve vodném roztoku Fe₂(SO₄)₃ je nižší.

Klíčová slova: reaktivní kyselá barviva; iontová výměna; iontový pár; koagulace; srážení.

Potenciometrický signál zinkové amalgamové elektrody pro detekci koncentračních změn síranu zinečnatého vyvolaných jeho nanofiltrací

Ladislav NOVOTNÝ, Veronika KOČANOVÁ, Abraham KABUTEY, Aneta KARÁSKOVÁ, Libor DUŠEK, Renáta PETRÁŇKOVÁ, Petr MIKULÁŠEK
Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Univerzita Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2, e-mail: nvt.l@seznam.cz

Bylo referováno základní potenciometrické testování citlivosti a chování pokročilé (speciálně inovované) zinkové amalgamové elektrody ve vodných roztocích ZnSO₄. Byly získány kalibrační koncentrační závislosti směsný potenciál E vs. log c vykazující reprodukovatelnost, umožňující získat lineární koncentrační rozsah mezi 2×10^-5 a 5×10^-5 mol.l^-1. To dovolovalo dostatečně citlivou detekci koncentračních změn ZnSO₄ (např. mezi 60 mg.l^-1a 2 mg.l^-1) odpovídající využití nanofiltrace. Taková potenciometrická detekce prováděná v modelových roztocích před a po nanofiltračních krocích poskytla data, která byla v přiměřené shodě s analýzou Zn provedenou pomocí ICP-OES.

Klíčová slova: potenciometrická detekce, zinková amalgamová elektroda, nanofiltrace

Pokusný odhad aglomerace odpadních nanočástic založený na částečné podobnosti s elektrosorpčními procesy

Ladislav NOVOTNÝ, Abraham Kabutey, Kateřina Hrdá

Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Univerzita Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2, e-mail: nvt.l@seznam.cz

V práci byl diskutován pokusný odhad kinetiky aglomerace odpadních nanočástic založený na částečné podobnosti s elektrosorpčními procesy. Využitelné podobnosti mezi oběma typy zmíněných procesů byly prezentovány a aplikovány na případu aglomerace nanočástic stříbra a elektrosorpce thiosíranu sodného. S využitím nedávno navržených vztahů a izoterem byly popsány alternativní možnosti prokládání a vyhodnocování některých kinetických průměrných parametrů agregace.

Klíčová slova: adsorbce/elektrosorpce, aglomerace nanočástic, kinetika růstu, nanočástice stříbra

Ekonomická efektivita biologické dechlorace zemin kontaminovaných hexachlorocyklohexanem

Jakub DYNTAR^a, Dana STRACHOTOVÁ^a, Tereza HNÁTKOVÁ^b

^a VŠCHT Praha, Technická 5, 166 28 Praha, Česká republika, ^b Dekonta Dřetovice, Stehelčeves, Česká republika

V tomto článku popisujeme ekonomické srovnání aplikace nulamocného železa a syrovátky s metodou spalování při odstraňování hexachlorocyklohexanu obsaženého v zeminách. Na základě procesní analýzy byl navržen nákladový model, jehož proměnnými jsou množství kontaminované zeminy a doba trvání biodegradace. Doba trvání biodegradace byla stanovena pomocí laboratorního testování.

Klíčová slova: biodegradace, půda, hexachlorocyklohexan, kalkulace nákladů, environmentální ekonomika.

Vliv cesných iontů na přirozené společenstvo anaerobních bakterií

Rojina SHRESTHA^a, Jana STEINOVÁ^a, Alena ŠEVCŮ^a, Hana KOVÁŘOVÁ^b, Tomáš ČERNOUŠEK^b, Jakub KOKINDA^b, Romana HADRAVOVÁ^c

^a Technická univerzita Liberec, ^b Centrum výzkumu Řež, s.r.o., e-mail: jakub.kokinda@cvrez.cz, ^c Ústav organické chemie a biochenie AV ČR

Radioaktivní isotopy a štěpné produkty představují vážné nebezpečí pro lidi a ostatní živé organismy. Radioisotopu cesia (Cs) 137 je přikládána velká pozornost zejména kvůli jeho dlouhému poločasu rozpadu, vysoké rozpustnosti ve vodě a chemické podobnosti s draslíkem – metabolicky důležitým biogenním prvkem. Na základě toho mohou některé skupiny mikroorganismů cesium akumulovat nebo sorbovat, a díky tomu jsou vhodné pro bioremediaci. V této práci byl studován vliv různých koncentrací neradioaktivních iontů cesia na přežití přirozeně se vyskytujících anaerobních bakterií pomocí molekulárně-biologických metod a transmisní elektronové mikroskopie. Bylo pozorováno, že nižší koncentrace cesia (0.5 mM) podporují bakteriální růst (celkovou bakteriální biomasu a nitrát-redukující bakterie), zatímco vyšší koncentrace (1 mM) růst bakterií omezují a koncentrace 5 mM je pro bakterie letální. Tato zjištění korespondují s výsledky získanými pomocí transmisní elektronové mikroskopie.

Klíčová slova: cesium, anaerobní bakterie, úložiště radioaktivních odpadů, molekulárně-biologické metody

Úletový popel jako nový sorbent pro snižování emisí CO₂

Barbora Miklová, Marek Staf

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Technická 5, 166 28 Praha 6, e-mail: miklovab@vscht.cz

Studie se zaměřuje na snižování antropogenních emisí oxidu uhličitého do atmosféry, vznikajících převážně v důsledku spalování fosilních paliv. Odstraňování CO₂ post-combustion procesem, realizovaným prostřednictvím adsorpce na vhodném tuhém materiálu může být považováno za perspektivní cestu v porovnání s absorpčními procesy, které jsou používané v současné době. Široké spektrum matriálů přírodního i syntetického původu je ve světě testováno za tímto účelem. Ve zde prezentovaném výzkumu byly jako experimentální materiál pro záchyt CO₂ vybrány úletové popílky zachycované elektrostatickými odlučovači elektráren a tepláren. Vzhledem k tomu, že zkoumané popílky jsou obvykle deponovány jako odpad, nevyžaduje potenciální využití těchto úletových popílků, ale stejně tak i vhodně zvolených ložových popelů, v podstatě žádné pořizovací náklady. Testované materiály byly charakterizovány různými metodami, jmenovitě: XRF, stanovení BET povrchu, distribuce velikosti pórů a TG analýza. Sorpční vlastnosti byly stanovovány na dvou diametrálně odlišných teplotních úrovních. K měření byla využívána dvojice průtočných vysokoteplotních aparatur a pro nízké teploty též metoda statické sorpce. Cílem studie bylo za různých teplotních podmínek ověřit rovnovážné kapacity, a to sumárně v rámci fyzikální sorpce i chemisorpce. Za vysokých teplot byly sorpční kapacity měřeny paralelně v pevném loži a ve stacionární fluidní vrstvě. V závislosti na získaných výsledcích lze konstatovat, že jen fyzikální sorpce není dostatečná pro záchyt CO₂ a mechanismus chemické sorpce je pro tento proces mnohem důležitější. Nejvyšší sorpční kapacita (5,78 g∙100 g^-1), které bylo dosaženo při vysokoteplotní sorpci, dokumentuje, že tento odpadní materiál je schopen konkurovat jiným materiálům, např. syntetickým sorbentům.

Klíčová slova: úletový popel, charakterizace povrchu, záchyt CO₂, vysokoteplotní sorpce

Prehľad problematických požiadaviek na kvalitu druhotného paliva z pyrolýznych technológií

Juraj MUSIL^ab, Emília HRONCOVÁ, Juraj LADOMERSKÝ, Anna BOHERS

^a Katedra životného prostredia, Fakulta prírodných vied Univerzita Mateja Bela v Banskej Bystrici, Tajovského 40, 974 01 Banská Bystrica, e-mail: musiljuraj@gmail.com, emilia.hroncova@umb.sk, juraj.ladomersky@umb.sk, anna.bohers@umb.sk, ^b INECO, s.r.o., Mladých budovateľov 2, 974 11 Banská Bystrica

Od roku 2015 sú v slovenskej legislatíve zadefinované parametre stavu konca odpadu pre palivá vyrobené z odpadu. Uvedené parametre boli prijaté najmä s ohľadom na rastúci počet pyrolýznych a splyňovacích technológií produkujúcich kvapalné a plynné energonosiče z rôznych druhov odpadu. Cieľom tohto článku je poskytnúť prehľad o rozsahu  navrhnutých parametrov definujúcich stav konca odpadu pre plynné a kvapalné palivá vyrobené z odpadu ako aj úrovniach hraničných hodnôt definovaných pre jednotlivé parametre. Súčasťou prehľadu je aj identifikácia parametrov pre ktoré nie sú legislatívne ustanovené hraničné hodnoty. Hlavnou časťou článku je porovnanie dostupných hodnôt týchto parametrov pre druhotné palivá (kvapalné) produkované vo vybraných jestvujúcich zariadeniach pyrolýzneho typu ako aj pre druhotné palivá (kvapalné aj plynné) v pripravovaných zariadeniach pyrolýzneho typu v rámci SR s hraničnými hodnotami parametrov definovanými v prvej časti článku. V záverečnej časti sú identifikované problémové parametre, ktorých skutočné hodnoty najčastejšie prekračujú hraničné hodnoty definované v prvej časti článku a zhrnuté všetky parametre, pri ktorých je vhodné v súčasnosti platnú legislatívnu definíciu podrobiť kritickej úprave. 

Kľúčové slová: pyrolýza, splyňovanie, technológie, odpad

Splyňovanie čierneho lúhu ako efektívna kogeneračná technológia – modelová štúdia

Miroslav VARINY, Michal HRUŠKA, Otto MIERKA

Slovenská technická univerzita, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Radlinského 9, 812 37 Bratislava 1, Slovenská republika, e-mail: miroslav.variny@stuba.sk

Spaľovanie čierneho lúhu (ČL) predstavuje tradičnú technológiu jeho spracovania, uplatňujúcu sa v papierenskom priemysle. Medzi alternatívne technológie patrí jeho splyňovanie s využitím získaného plynu v paroplynovej elektrárni, pri ktorom literárna rešerš vedie k predpokladu vyššej výroby elektrickej energie a následne k nižším globálnym emisiám CO₂ oproti jeho spaľovaniu. Pre overenie tohto predpokladu sme pre BAT technológie spaľovania aj splyňovania ČL v množstve, odpovedajúcom jeho produkcii v stredne veľkej papierni, spracovali materiálové a energetické bilancie a porovnali sme výslednú výrobu elektrickej energie a tepla so zohľadnením vlastných spotrieb. Po odhade investičných nákladov na obe technológie bolo možné vypočítať inkrementálnu jednoduchú návratnosť investície do splyňovania oproti spaľovaniu ČL, ktoré pri súčasných cenách elektrickej energie presahuje 10 rokov. V prípade obdržania štátnej podpory pri investícii alebo formou vyššej výkupnej ceny elektrickej energie z OZE, by implementácia splyňovania ČL v papierenskom priemysle však mohla byť ekonomicky atraktívna. Z hľadiska environmentálneho hodnotenia vyššia netto výroba elektrickej energie pri splyňovaní ČL znamená nižšie emisie CO₂ a iných škodlivín.

Klíčová slova: čierny lúh, paroplynový cyklus, splyňovanie, doba návratnosti, emisie CO₂

Rozklad toluenu za pomoci nízkoteplotního plazmového výboje

Pavel LEŠTINSKÝ, Barbora GRYCOVÁ, Adrian PRYSZCZ
Institut environmetálních technologií, VŠB-TU Ostrava, 17. listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba, e-mail: pavel.lestinsky@vsb.cz

Nízkoteplotní plazma generovaná klouzavým obloukem byla zkoušena jako potenciální technologie pro likvidaci kapalných organických odpadů. Pro experimentální část bylo použito běžné rozpouštědlo toluen. Technologie nízkoteplotního plazmatu byla provozována při atmosférickém tlaku jak v kyslíkové, tak i inertní atmosféře (v argonu). Právě volba provozních podmínek výrazně ovlivňuje složení výstupního proudu. Nejvyšší konverze toluenu bylo dosaženo při použití inertního nosného média argonu s příměsí 5 % čistého kyslíku. Při těchto podmínkách byla konverze toluenu více než 85 % bez ohledu na vstupní koncentraci (350 – 1400 ppm). Příkon zařízení dosahoval při nejvyšším zatížení až 2,5 kW. Bez přítomnosti kyslíku, a tedy i kyslíkatých radikálů byla konverze o trochu nižší, ale došlo k výrazné změně složení produktů, kdy převládal vodík, acetylen a saze. Právě vznikající saze po určité době přerušily klouzavý obloukový výboj a zařízení muselo být odstaveno. Pokud byl nosný inertní plyn argon nahrazen vzduchem, došlo k nežádoucím radikálovým reakcím mezi kyslíkem a dusíkem, které vedly ke vzniku NO_x v koncentracích řádově několik tisíc ppm. Tento fakt je pro průmyslovou aplikovatelnost trochu limitující, neboť většina odpadních plynů obsahujících VOC obsahuje z majoritní části vzduch. Přesto tato technologie může být použita např. pro dočišťování syntézního plynu ze zplyňování.

Klíčová slova: Gliding Arc Plasma, VOC

Testovanie toxicity vody kontaminovanej olejmi

Helena HYBSKÁ, Ivana KNAPCOVÁ, Jarmila FIALOVÁ, Darina VEVERKOVÁ

Department of Environmental Engineering, Faculty of Ecology and Environmental Sciences, Technical University in Zvolen, Zvolen 960 01, Slovakia, e-mail: hybska@tuzvo.sk

Oleje rôzneho pôvodu a využitia patria medzi časté znečisťujúce látky životného prostredia, predovšetkým vodného prostredia. Pri odhadovaní miery rizika vplyvu kontaminantov ako environmentálnych prvkov by mali byť chemické metódy doplnené biologickými a toxikologickými skúškami. Článok sa zaoberá posúdením toxicity olejov pomocou terestrického a akvatického testu v modelových vzorkách povrchovej vody kontaminovanej olejmi a citlivosťou testu vo vzťahu k pôvodu oleja (minerálny, rastlinný a syntetický olej). Experimentálne sa zistila zvýšená citlivosť testovacích organizmov Lemna minor na oleje ako kontaminanty v modelových vzorkách. Potvrdil sa vplyv pôvodu oleja na toxicitu vodného prostredia. V teste inhibície rastu koreňa Sinapis alba vplyv pôvodu nebol signifikantný a vzorky v predbežnom teste boli negatívne.

Kľúčové slová: olej, povrchová voda, terestrický test, akvatický test, kontaminácia, toxicita

Termická desorpcia predupravených kyslých ropných kalov

Anna BOHERS, Emília HRONCOVÁ, Juraj LADOMERSKÝ

Katedra životného prostredia, Fakulta prírodných vied Univerzita Mateja Bela v Banskej Bystrici, Tajovského 40, 974 01 Banská Bystrica, e-mail: anna.bohers@umb.sk, emilia.hroncova@umb.sk, juraj.ladomersky@umb.sk

Kyslé ropné kaly predstavujú priemyselný odpad, ktorý vzniká pri rafinácii ropy chemickými činidlami, najmä kyselinou sírovou. Sú toxické, rakovinotvorné, teratogénne, mutagénne a sú klasifikované ako nebezpečný odpad. Tento bol pred tridsiatimi rokmi umiestňovaný do vyhĺbených jám bez akýchkoľvek bezpečnostných opatrení voči ich prenikaniu do životného prostredia. Je naliehavé tento druh odpadu odstrániť, a to vhodným technologickým prístupom. Pre zníženie emisií na čo najnižšiu úroveň ako možná alternatíva na otestovanie vhodnosti spracovania bola zvolená technológia termickej desorpcie, ktorej princíp spočíva v tepelnom spracovaní materiálu bez prítomnosti kyslíka. Testy  uskutočnené na jednotke termickej desorpcie boli vykonané za účelom poukázania na zmenu hmotnosti predupraveného odpadu pred procesom termickej desorpcie so vzhľadom na desorbovanú matricu získanú po jeho ukončení. Súčasne, cieľom testov bolo účelové nastavenie podmienok termickej desorpcie tak, aby bola získaná olejová frakcia ako jeden z výstupov po ukončení procesu. Kvôli presnejšiemu obrazu o chemickom zložení jednotlivých vzoriek olejovej frakcie bol uskutočnený odber vzoriek v piatich rôznych teplotnotlakových podmienkach, ktoré v nasledujúcom kroku výskumu podajú informáciu o zastúpení jednotlivých znečisťujúcich látok vo vzorkách a teda mieru súladu ich zloženia s príslušnými právnymi predpismi o palivách.

Kľúčové slová: kyslý ropný kal, termická desorpcia, stabilizácia kyslých kalov

Změny nernstovského potenciometrického chování stříbrné a stříbrné amalgámové elektrody během iontoměničových úprav vody

Ladislav NOVOTNÝ, Abraham KABUTEY, Renáta PETRÁŃKOVÁ, Petr LANGÁŠEK

Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Univerzita Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2, e-mail: nvt.l@seznam.cz

Práce popsala výsledky změn nernstovského potenciometrického chování stříbrné (SE) a pevné stříbrné amalgámové (PSAE) elektrody během iontoměničových úprav vody vč. jejich předúprav. Po přídavku AgNO₃ do sledované posloupnosti vzorků vody Vi byly změřeny průběhu potenciálu E vs. Vi pro SE a PSAE. Na rozdíl od SE poskytla PSAE přijatelně reprodukovatelné výsledky, využitelné pro další výzkum i praxi například v oblasti sledování úpravy vod.

Klíčová slova: potenciometrie, stříbrná elektroda, stříbrná amalgámová elektroda, úprava vod, iontoměniče

Problematika zanášení membrán a scalingu při zpracování skládkových výluhů membránovými technologiemi

Michal KULHAVÝ^a, Jiří CAKL^a, Lukáš VÁCLAVÍK^b, Jiří MARŠÁLEK^b

^a Univerzita Pardubice, Fakulta chemicko-technologická, Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Studentská 573, 532 10 Pardubice 2, Česká republika, e-mail: michal.kulhavy@upce.cz, ^b MemBrain s.r.o., Pod Vinicí 87, 471 27 Stráž pod Ralskem

Průsakové vody ze skládek komunálních odpadů jsou velmi složitý systém, který obsahuje různé látky v závislosti na stáří skládky, sezónních klimatických podmínkách a typu odpadu. V důsledku toho jsou skládkové výluhy toxické a nebezpečné pro životní prostředí. Jejich zpracování je komplikované a vždy vyžaduje kombinaci několika separačních metod. Tato práce se zabývá zanášením membrán a tvorbu úsad (scalingem) při zpracování skládkového výluhu pomocí elektrodialýzy a reverzní osmózy. Pro experimenty byla použita reálná voda z komunální skládky Svébořice. Pro modelování a vyhodnocení saturačních indexů byly použity komerční programy ROSA (Dow Filmtec) a Design Systems (Toray). Výsledky experimentů ukazují, že elektrodialýza integrovaná do systému zpracování skládkových výluhů účinně snižuje jejich solnost. A následná reverzní osmóza tak může být provozována při nízkých tlakových rozdílech a vysokých konverzních poměrech kolem 80 %. Průběh membránové separace byl významně ovlivněn předúpravou výluhu. Byla navržena a ověřena účinná metoda odstranění případného fyzikálního a chemického reverzibilního znečištění pomocí alkalického čištění.

Klíčová slova: skládkový výluh, reverzní osmóza, elektrodialýza, fouling, scaling, saturační index

Odstraňování reziduí léčiv z vodných roztoků pomocí nanofiltrace

Jiří CUHORKA, Markéta KAŠPAROVÁ, Petr MIKULÁŠEK

Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Fakulta chemicko-technologická, Univerzita Pardubice, Studentská 573, 53210 Pardubice, e-mail: cuhorka@seznam.cz

Práce je zaměřena na využití nanofiltrace při odstraňování léčiv (diklofenak a ibuprofen) z vod. Nejprve byla vybraná komerčně dostupná nanofiltrační membrána (AFC 40) charakterizována pomocí demineralizované vody a následně i testována vzhledem k její schopnosti zvolená léčiva zachytit. Zkoumán byl vliv provozních podmínek, tj. především vliv tlakového rozdílu (5 – 30 bar), iontové síly (0 – 10 g.l^-1 NaCl) a objemového průtoku nástřiku (5 – 15 l.min^-1), na rejekci a intezitu toku permeátu. Bylo prokázáno, že s rostoucím tlakovým rozdílem roste intenzita toku permeátu a zároveň i rejekce léčiv. Rejekce léčiv roste zároveň i s rostoucím objemovým průtokem nástřiku, naopak klesá s rostoucí iontovou silou (koncentrací NaCl v nástřiku). Z výsledků je zřejmé, že membrána AFC 40 je vhodná pro separaci uvedených léčiv z vod.

Klíčová slova: nanofiltrace, odstraňování, léčiva, diklofenak, ibuprofen.

Sledování pesticidů ve vodách s využitím voltametrických metod

Renáta ŠELEŠOVSKÁ, Lenka JANÍKOVÁ, Jaromíra CHÝLKOVÁ

Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Univerzita Pardubice, Studentská 573, 532 10 Pardubice, e-mail: renata.selesovska@upce.cz

Pesticidy jsou látky celosvětově hojně využívané zejména v zemědělství, které ale mohou mít i řadu negativních dopadů na kvalitu životního prostředí, vodní organismy, rostliny, živočichy i člověka. Proto je třeba mít k dispozici citlivé analytické metody pro jejich stanovení v jednotlivých složkách prostředí. Vhledem k tomu, že řada pesticidních látek je elektrochemicky aktivní, je možné pro jejich monitorování použít voltametrii. Cílem této práce je shrnutí možností voltametrických metod s využitím stříbrné pevné amalgámové a borem dopované diamantové elektrody při stanovení pesticidních látek na základě sledování jejich redukčních nebo oxidačních reakcí. Byly vyvinuty konkrétní metody a optimalizovány parametry stanovení herbicidů linuronu, metamitronu, metribuzinu, picloramu, terbutrynu, triasulfuronu a triclopyru a insekticidů imidaclopridu, methiocarbu a pymetrozinu.

Klíčová slova: Pesticidy, monitoring, voltametrie, stříbrná pevná amalgámová elektroda, borem dopovaná diamantová elektroda.

Průběžná kontrola oxidační stability průmyslových paliv a maziv – cesta vedoucí ke snižování produkce odpadů

Jaromíra CHÝLKOVÁ, Lenka JANÍKOVÁ, Renáta ŠELEŠOVSKÁ

Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Univerzita Pardubice, Studentská 573, 532 10 Pardubice, e-mail: jaromira.chylkova@upce.cz, lenka.janikova@upce.cz, renata.selesovska@upce.cz

Cílem tohoto článku je shrnout možnosti voltametrického stanovení antioxidantů v průmyslových palivech a mazivech. Analýza antioxidantů v palivech a mazivech je důležitá z hlediska vzniků odpadů zejména proto, že zbytečně častá výměna olejů vede k nadbytečné produkci odpadních olejů a naopak jejich nedostatečná výměna může zapříčinit až poškození mazaných součástí.

Voltametrické techniky umožňují rychlé, precizní, správné, a na rozdíl od jiných dosud používaných analytických přístupů, i poměrně levné stanovení těchto elektrochemicky aktivních látek. Voltametrická analýza antioxidantů je založena na sledování jejich elektrochemické oxidace v prostředí kyseliny sírové. Pro jejich monitoring byly využívány pracovní elektrody na bázi zlata a bórem dopovaného diamantu. V rámci této publikace jsou shrnuty možnosti stanovení běžně používaných antioxidantů a to konkrétně 2,6-di-terc-butyl-4-methylfenolu (butylhydroxytoluenu, BHT), 2-terc-butylfenolu (2-TBF), 2- a 3-terc-butylhydroxyanisolu (směs izomerů, BHA), terc-butylhydrochinonu (TBHQ), propylgalátu (PG), pyrogalolu (PY) a N-fenyl-1-naftylaminu (PNA). Kromě stanovení jednotlivých antioxidantů byly také vypracovány postupy pro analýzu jejich směsí. Navržené metody byly úspěšně aplikovány na analýzu vzorků maziv a paliv s velmi dobrými výsledky.

Klíčová slova: Antioxidant, analýza, voltametrie, zlatá elektroda, bórem dopovaná diamantová elektroda, bionafta, olej.

Vysokoteplotné spracovanie a zhodnocovanie vyradených elektrochemických článkov a batérií plazmovým tavením

Mária ČARNOGURSKÁ, Marián LÁZÁR, Peter KURILLA, Tomáš BRESTOVIČ, Natália JASMINSKÁ, Peter LUKÁČ, Romana DOBÁKOVÁ

Faculty of Mechanical Engineering, TUKE, Vysokoškolská 4, 042 00 Košice, e-mail: maria.carnogurska@tuke.sk

V článku sú prezentované výsledky z procesu tavenia elektrochemických NiMH článkov a batérií po dobe ich životnosti. Proces tavenia prebiehal v redukčnej atmosfére. Experiment sa uskutočnil s troma vzorkami o hmotnostiach 15, 20 a 40 kg. Troskotvornou prísadou bol CaO a použitým redukčným činidlom uhlík. Výsledky experimentov, realizovaných na 80 kVA plazmovom reaktore, preukázali, že vyradené elektrochemické NiMH články a batérie je možné likvidovať technológiou plazmového tavenia. Vyťažiteľnosť Ni do kovovej fázy je nad 99,3 %. V článku sú uvedené aj chemické analýzy získanej zliatiny, vitrifikovanej trosky, úletu a syntézneho plynu.

Kľúčové slová: elektrochemické články, elektrochemické batérie, plazmové tavenie.

Srovnání vlivu mikromletého betonu a mramorové moučky na mechanické vlastnosti cementových past

Zdeněk PROŠEK, Jaroslav TOPIČ, Jakub ĎUREJE, Jan TREJBAL

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, Česká republika, e-mail: zdenek.prosek@fsv.cvut.cz

Článek se věnuje problematice recyklace betonu. Konkrétně se zabývá využitím mikromletého betonu vznikajícího při zpracování starého betonu a železobetonu jako částečné náhrady cementu a mikroplniva v cementových kompozitech. V rámci experimentu je využito dvou variant mikromletého betonu, který se liší především původem a jemností mletí. Pro srovnání je také využita mikromletá mramorová moučka, která by se měla podle ČSN EN 206-1 chovat inertně. Článek se zaměřuje jednak na vliv použitého materiálu na vývin hydratačního tepla, ale také na mechanické vlastnosti cementové pasty s 50 % hm. obsahem mikromletého betonu nebo mramorové moučky.

Klíčová slova: Cementová pasta, mikromletý beton, mikromletý mramor, mechanické vlastnosti.

Vliv jemnosti recyklované betonové moučky na vývin hydratačního tepla a vliv jejího množství na mechanicko-fyzikální vlastnosti cementové pasty

Jaroslav TOPIČ, Zdeněk PROŠEK, Josef FLÁDR, Pavel TESÁREK

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, e-mail: jaroslav.topic@fsv.cvut.cz

Článek se zabývá problematikou zpracování jemné frakce betonu (RCP), která vzniká po recyklaci betonu. Konkrétně byl pro experimenty využit starý beton získaný z konstrukčních vrstev dálnice D1. Starý beton byl upraven vysokorychlostním mlýnem na 4 varianty (materiály) s různou jemností mletí. V první fázi zkoušek byla na jednotlivých typech recyklátu zkoušena reaktivita/hydratace v závislosti na jemnosti mletí. Ve druhé fázi byla nejperspektivnější varianta (z pohledu reaktivity/hydratace) recyklované betonové moučky „RCP IV“ využita k dalšímu testování vlivu množství na mechanické vlastnosti cementové pasty. Nejvyšší hodnoty hydratačního tepla byly naměřeny pro betonovou recyklovanou moučku s nejvyšším měrným povrchem. Nejvhodnější množství RCP v cementové pastě z hlediska testovaných mechanických vlastností je od 15 do 20 hm. %. 

Klíčová slova: Cementová pasta, recyklovaná betonová moučka, jemnost mletí, hydratační proces, mechanické vlastnosti.

The reduction of COD in wash wastewater from regeneration of sand filters

Libor DUŠEK^a, Anna KREJČOVÁ^a, Petr HERINK^b, Dušan KOVAČ^c

^aInstitute of Environmental and Chemical Engineering, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Pardubice 53210, Czech Republic, e-mail: libor.dusek@upce.cz, ^bGlanzstoff Bohemia s.r.o., Terezínská 60, 410 02 Lovosice, Czech Republic, ^cDepartment of Technological Equipment of Buildings, Faculty of Engineering, Czech University of Life Sciences Prague, Kamýcká 129, CZ165 00, Prague 6 –
Suchdol, Czech Republic

The paper describes the reduction of COD and TOC in wastewater from the production of viscous fibers produced by the washing of sand filters on a laboratory scale. In addition to a significant concentration of zinc (8 – 30 mg), these waters also exhibited high values of COD (7 – 10 g/l) and TOC (2.5 – 3.1 g/l) respectively. A lot of organic substances, especially hemicellulose, residues of viscose fibers and non-ionic surfactants, are to be blamed for this. The organic matrix consisted of both solid and dissolved components, and therefore filtration was used for pre-treatment. The filtration itself has reduced the organic pollution by about 40 – 50% depending on the porosity of the filter used. Pre-treated wastewater was further oxidized by Fenton oxidation using 30% hydrogen peroxide and electrochemically generated Fe2+ ion in a 1:10 and 1: 100 molar ratios. Fenton oxidation has proven to be a highly effective tool for both COD and TOC reduction during 5 – 7 hours of oxidation, with a COD decrease by up to 95% and a TOC decrease by 83 – 91%. It is obvious that there is a considerable degree of mineralization of the dissolved organic matter in this case. The subsequent neutralization of the oxidized water to pH = 7.25 – 7.5 led to the simultaneous precipitation of iron ions and Zn2+ions. After their filtration, the zinc concentration dropped below 1 mg/l.

Ozonation is an appealing way of purifying wastewater, as it allows water to be oxidized without pre-treatment. However, the output of the available OZONSTAR 100 ozonizer with the hourly production of 1g of O₃ was too low. Estimated required ozonizer output for a given type of wastewater is at least 0.1 – 0.2 kg O₃/h per 1 m³. Nevertheless, both key group parameters of COD and TOC decreased in this case.

Key words: Waste water oxidation, Filtration pre-treatment, Fenton oxidation and direct ozonation.

Treatment of model wastewater contaminated with reactive acid dyes using ionic liquids

Tomáš WEIDLICH, Tereza FULÍNOVÁ, Dagmar KOVÁŘOVÁ, Jana VÁCLAVÍKOVÁ

Chemical Technology Group, Institute of Environmental and Chemical Engineering, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentska 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: tomas.weidlich@upce.cz

The paper focuses on the simple separation of reactive acid dyes dissolved in aqueous solution using low-melting quaternary ammonium salts (ionic liquids). The effect of bulkiness of quaternary ammonium cations added in the form of readily applicable ionic liquids on the removal efficiency was studied. Especially benzyldimethylhexadecylammonium chloride combines acceptable aqueous solubility and high removal efficiency for all tested dyes. Rapid removal of dyes Reactive Orange 16, Reactive Blue 4, Reactive Orange 12, Reactive Black 5 and Reactive Black 39 from diluted aqueous solution was successfully tested using cheap and readily commercially available ionic liquid benzalkonium chloride as substitute of expensive benzyldimethylhexadecylammonium chloride liquid ion exchanger with co-action of inorganic coagulant (Al(III) or Fe(III) sulfate. The obtained removal efficiency of tested dyes from model aqueous solutions using aqueous mixture of 0.1 mol L^-1  benzalkonium chloride and 0.4 mol L^-1  Al₂(SO₄)₃ is higher than 88 %, in most cases over 97 %.The removal efficiency of benzalkonium chloride mixed with aqueous Fe₂(SO₄)₃ is less effective.

Keywords: reactive acid dye; ion exchange; ion-pair; coagulation; precipitation.

Potentiometric signal of the zinc amalgam electrode for the detection of concentration changes of zinc sulphate due to its nanofiltration

Ladislav NOVOTNY, Veronika KOCANOVA, Abraham KABUTEY, Aneta KARASKOVA, Libor DUSEK, Renata PETRANKOVA, Petr MIKULASEK

University of Pardubice, Studentska 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: nvt.l@seznam.cz

Basic potentiometric testing of sensitivity and behavior of the advanced zinc amalgam electrode (ZnAE) in aqueous solutions of ZnSO₄ was reported. The calibration mixed potential E vs. log c dependencies were obtained exhibiting a reproducibility enabling to obtain the linear concentration range of 2·10^-5 to 5·10^-2 mol.l^-1. It allowed sufficiently sensitive detecting of concentration changes of ZnSO₄ (e.g., from 60 mg.l^-1 to 2 mg.l^-1) corresponding use of nanofiltration. Such potentiometric detection carried out in model solutions before and after the nanofiltration steps provided data that were in a reasonable agreement with the analysis of Zn made by ICP-OES.

Keywords: potentiometric detection, zinc amalgam electrode, nanofiltration

Tentative assessment of the agglomeration kinetics of waste nanopraticles based on its partial similarity to the electrosorption processes

Ladislav NOVOTNY, Abraham KABUTEY, Katerina Hrda

University of Pardubice, Studentska 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: nvt.l@seznam.cz

Tentative assessment of the agglomeration kinetics of waste nanopraticles based on its partial similarity to the electrosorption processes was discussed. In case of the agglomeration of silver nanoparticles and the electrosorption of the sodium thiosulfate on the mercury polarizable electrode at -0.1 V (vs. SCE) a specified useful similarities between both types of the mentioned processes were presented and applied. Alternative possibilities of fitting and evaluation of some kinetic average parameters of aggregation utilizing the recently proposed relationships and isotherms were described.

Keywords: adsorption/electrosorption, agglomeration of nanoparticles, kinetics of growth, silver nanoparticles

Economical Efficiency of Biological Reductive Dechlorination for Decontamination of Hexachlorocyklohexane-Contaminated Soil

Jakub DYNTAR¹, Dana STRACHOTOVA¹, Tereza HNATKOVA²

¹ University of Chemistry and Technology Prague, Technicka 5, 166 28 Prague, Czech Republic, e-mail: dyntarj@vscht.cz

² Dekonta Dretovice, Stehelceves, Czech Republic

Primarily as a consequence of the industrial era, soil in many places is contaminated by various chemicals. Companies and governments often hesitate in implementing a treatment plan because of a lack of information on the most economical method. This study aimed to determine and compare the costs of two ex situ decontamination options for hexachlorocyclohexane-contaminated soil, including the application of whey and zero valent iron, and incineration of contaminated soil. Based on a classification analysis of costs for individual activities in the decontamination process, a general cost model was designed, considering the amount of contaminated soil and duration of biodegradation as the key parameters. To determine the duration of biodegradation, the laboratory test of the efficiency of whey and zero valent iron application for the contaminated soil coming from the location Bratislava, Slovakia was performed.

Keywords: biodegradation, soil, hexachlorocyklohexane, cost calculation, enviromental economics

The effect of caesium ions on a natural anaerobic microbial community

Rojina SHRESTHA^a, Jana STEINOVÁ^a, Alena ŠEVCŮ^a, Hana KOVÁŘOVÁ^b, Tomáš ČERNOUŠEK^b, Jakub KOKINDA^b, Romana HADRAVOVÁ^c

^a Technical University of Liberec, Czech Republic,

^bResearch Centre Rez, Czech Republic, e-mail: jakub.kokinda@cvrez.cz

^cInstitute of Organic Chemistry and Biochemistry of the Czech Academy of Sciences, Czech Republic

Radioactive isotopes and fission products represent a serious danger to humans and other living organisms. The radioisotope Caesium(Cs)-137 has received much attention due to its long half-life, high solubility in water and similarity to potassium, a metabolically important chemical element. Interestingly, some groups of microorganisms can interact with Cs through accumulation or sorption and, consequently, have been suggested as excellent Cs bioremediators. In this study, the effect of different concentrations of non-radioactive Cs⁺ ions on the survivability of natural anaerobic bacteria was determined using molecular-biological methods and transmission electron microscopy. Lower Cs concentration (0.5 mM) promoted bacterial growth (specifically total bacterial biomass and nitrate-reducing bacteria), while higher concentrations (1 mM) limited bacterial growth, with 5 mM found to be lethal. These findings corresponded well with the results of TEM.

Keywords: caesium, anaerobic bacteria, radioactive waste repository, molecular-biological methods

Fly ash as a new sorbent for CO₂ emissions reduction

Barbora Miklová, Marek Staf

University of Chemistry and Technology Prague, Department of Gaseous and Solid Fuels and Air Protection, Technická 5, 166 28 Prague 6,
e-mail: miklovab@vscht.cz

The study is focused on reduction of anthropogenic carbon dioxide emissions from the atmosphere, which are created mainly due to fossil fuels incineration. Removal of CO₂ by post-combustion process, realized via adsorption on a suitable solid material can be considered as promising way in comparison with currently applied absorption processes. A wide range of materials, both natural and synthetic, is tested for these purposes. In this study, fly ashes, collected from the ESPs of power and heating plants were chosen as an experimental material for CO₂ capture. Potential application of fly ashes as well as bottom ashes provides in fact no material costs, since these materials are usually disposed as wastes. Tested materials were characterized by different methods, namely: XRF, BET surface, pore size distribution and TG analysis. Sorption properties were tested in two markedly different temperature ranges using two flow-through apparatuses and by static adsorption method. The aim of the study was to verify capacities of physical and chemical CO₂ sorption for each fly ash at different conditions. Based on the results it can be stated that only physical sorption is not sufficient for CO₂ sorption and chemical sorption mechanism is therefore more important for this process. The highest sorption capacity (5.78 g∙100 g^-1), which was reached in high temperature sorption, documents that these waste materials are able to be competitive to other e.g. synthetic sorbents.  

Keywords: fly ash, surface characterization, CO₂ capture, high-temperature sorption

Problematic quality requirements for secondary fuels from pyrolysis technologies

Juraj MUSIL^ab, Emília HRONCOVÁ^a, Juraj LADOMERSKÝ^a, Anna BOHERS^a

^a Department of Environmental Management, Faculty of Natural Sciences, Matej Bel University in Banská Bystrica, Tajovského 55, 974 01 Banská Bystrica, Slovakia, e-mail: musiljuraj@gmail.com, emilia.hroncova@umb.sk, juraj.ladomersky@umb.sk, anna.bohers@umb.sk , ^b INECO, s.r.o., Mladých budovateľov 2, 974 11 Banská Bystrica

From 2015 onwards, the parameters of the end-of-waste status for waste-derived fuels are defined in the Slovak environmental legislation. These parameters were adopted with regard to the increasing number of pyrolysis and gasification technologies producing liquid and gaseous energy carriers from different types of waste. The aim of this article is to provide an overview of the extent of these end-of-waste parameters for gaseous and liquid fuels produced from waste as well as the levels of threshold values defined for each of these parameters. The review also includes the identification of parameters which do not have threshold values established. The main part of the article is focused on the comparison of the values of these parameters available from the existing different pyrolysis facilities (only for liquid secondary fuels) as well as values of these parameters for both - liquid and gaseous fuels from upcoming pyrolysis facilities, (currently under development), with the threshold values established in the first part of the article. In the final section, problem parameters are identified (those, whose actual values most often exceed the threshold values defined in the first part of the article). Finally, summary of all parameters, for which the current legislative definition needs to be critically adjusted, is given.

Keywords: pyrolysis, gasification, technologies, waste

Black liquor gasification as means of efficient cogeneration technology – a model study

Miroslav VARINY, Michal HRUŠKA, Otto MIERKA

Slovak University of Technology, Faculty of Chemical and Food Technology, Radlinského 9, 812 37 Bratislava 1, Slovak Republic, e-mail: miroslav.variny@stuba.sk

Black liquor (BL) combustion represents a traditional BL processing technology implemented in pulp and papermaking. Alternative ones include BL gasification + combined cycle (=IGCC) among others with literature survey indicating potential of higher electric energy production and lower overall CO₂ emissions compared to BL combustion. To verify this indication we set up material and energy balances for BAT combustion and gasification technology processing BL amounts corresponding to its production in a middle to large size paper mill. The resulting net heat and power productions were compared. Investment costs estimation for both technologies enabled us to calculate the incremental simple payback period of the IGCC. Under current electric energy prices it exceeds 10 years. However the IGCC technology could be economically feasible for pulp and paper industry in case of state support in investment phase or via RES-based produced electric energy bonus. The complex CO₂ emissions evaluation favours the gasification technology.

Keywords: black liquor, combined cycle, gasification, payback period, CO₂ emissions

Decomposition of toluene by using low-temperature plasma discharge

Pavel LESTINSKY, Barbora GRYCOVA, Adrian PRYSZCZ

Institute of Environmental Technology, Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba, 708 33, Czech Republic, e-mail: pavel.lestinsky@vsb.cz

Low-temperature plasma generated by the gliding arc has been tested as a potential technology for the disposal of liquid organic waste. The conventional solvents such as toluene were used for the experimental part. Low-temperature plasma technology was operated at atmospheric pressure in both oxygen and inert atmosphere (argon). The choice of operating conditions significantly affected the composition of the output current. The highest conversion of toluene was achieved using an argon carrier gas with 5 % of pure oxygen. Under these conditions, toluene conversion was more than 85 % irrespective of the input concentration (350 – 1,400 ppm). The power consumption of the device reached up to 2.5 kW at the highest load. Without the presence of oxygen, and therefore oxygen radicals conversion was a little lower, but there was a significant change in the composition of products, which hydrogen, acetylene and soot prevailed. The gliding arc discharge was interrupted after some time due to emerging soot and the device had to be shut down. If the inert carrier gas argon was replaced by air, undesirable radical reactions occur between oxygen and nitrogen, resulting in NO_x at concentrations of several thousand ppm. This fact is partly limiting for the industrial application, since most gases containing VOC contains the majority of the air. Nevertheless, this technology can be used, for example, for purging synthesis gas from gasification. 

Keywords: Gliding Arc Plasma, VOC

Testing Toxicity of Water Contaminated by Oils

Helena HYBSKÁ, Ivana KNAPCOVÁ, Jarmila FIALOVÁ, Darina VEVERKOVÁ

Department of Environmental Engineering, Faculty of Ecology and Environmental Sciences, Technical University in Zvolen, Zvolen 960 01, Slovakia, e-mail: hybska@tuzvo.sk

Oils of different origin and use are ranked among frequent pollutants of the environment, especially of the aquatic one. When estimating risk of effect of contaminants as environmental elements, chemical methods should be supplemented with biological and toxicological tests. The paper deals with the assessment of oils toxicity by terrestrial and aquatic tests in model samples of surface water contaminated by oils and sensitivity of the test in relation to the oil origin (mineral, vegetable and synthetic oils). Increased sensitivity of test organisms of Lemna minor to oils as the contaminants in model samples was found out experimentally. The effect of oil origin on the aquatic environment toxicity was confirmed. However, the effect of origin was not significant in the test of growth inhibition of the root of Sinapis alba and samples in the preliminary test were negative.

Keywords: oil, surface water, terrestrial test, aquatic test, contamination, toxicity

Thermal Desorption of Pretreated Acid Tar

Anna BOHERS, Emília HRONCOVÁ, Juraj LADOMERSKÝ

Department of Environmental Management, Faculty of Natural Sciences, Matej Bel University in Banská Bystrica, Tajovského 55, 974 01 Banská Bystrica, Slovakia, e-mail: anna.bohers@umb.sk, emilia.hroncova@umb.sk, juraj.ladomersky@umb.sk

Acid sludge is an industrial waste generated during petroleum oils refining with chemical agents, especially sulfuric acid. It is toxic, cancer-causing, teratogenic, mutagenic and it is classified as hazardous waste. 30 years ago acid sludge was placed in pre-explored pitches without any security measures against its penetration into the environment. It is urgent to eliminate this kind of waste with appropriate technology. Thermal desorption has been chosen as possible option of its processing, which uses oxygen-free heat treatment to reduce emissions to as low level as possible. Tests on the thermal desorption unit were performed to indicate the technology effectiveness during acid sludge processing and the change in weight of the before stabilized waste in relation to the desorbed matrix as residual material after the processing. The secondary objective during acid tar processing was to obtain different samples of oil fractions at different temperature-pressure conditions.

Keywords: acid tar, thermal desorption, acid sludge stabilization.

Changes in Nernstian potentiometric behavior of the silver and silver amalgam electrode within the ion-exchanged treatment of water (in Czech)

Ladislav NOVOTNY, Abraham KABUTEY, Renata PETRANKOVA, Petr LANGASEK

University of Pardubice, Studentska 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: nvt.l@seznam.cz

The work described introductory results on changes in Nernstian potentiometric behavior of the silver (SE) and solid silver amalgam (PSAE) electrode within the ion-exchanged treatment of water incl. its pre-treatment. After adding AgNO3 into the sequence of the water samples Vi, potentials E vs. Vi in case of SE or PSAE were measured. Contrary to SE, PSAE provided reasonably reproducible results winch can be used in the field of a research or, e. g., a control of the water treatment.

Keywords: potentiometry, silver electrode, silver amalgam electrode, water treatment, ion-exchange

Membrane fouling and scaling in the treatment of landfill leachates by membrane technology (in Czech)

Michal KULHAVÝ^a, Jiří CAKL^a, Lukáš VÁCLAVÍK^b, Jiří MARŠÁLEK^b

^a University of Pardubice, Faculty of Chemical Technology, Institute of Environmental and Chemical Engineering, Studentská 573, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: michal.kulhavy@upce.cz

^b MemBrain s.r.o., Pod Vinicí 87, 471 27 Stráž pod Ralskem, Czech Republic

Leachate from municipal waste landfills is a very complex system that contains a large number of different substances depending on the age of the landfill, the seasonal climatic conditions, and the type of waste. As a result, landfill leachates can be toxic and environmentally hazardous. Their treatment is complicated and always requires a combination of several separation methods. This work deals with membrane fouling and scaling in the treatment of landfill leachate by means of electrodialysis and reverse osmosis. Real wastewater from the Svébořice municipal landfill was used for experiments. For modelling and evaluation of saturation indexes commercial programs ROSA (Dow Filmtec) and Systems Design (Toray) were used. The results of the experiments demonstrate that the electrodialysis integrated into the treatment system allows for achieving high conversion ratios (80 %). In addition, the reverse osmosis can be operated at low pressure differences. The progress of the membrane separation has been significantly affected by the leachate pre-treatment. An effective method to recover the systems from physical and chemical reversible fouling using alkaline clean in place was found and verified.

Keywords: Landfill leachate, Reverse Osmosis, Electrodialysis, Fouling, Scaling, Saturation Index

Removal of Drug Residues from Aqueous Solutions by Nanofiltration (in Czech)

Jiří CUHORKA, Markéta KAŠPAROVÁ, Petr MIKULÁŠEK
Institute of Environmental and Chemical Engineering, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentska 573, 532 10 Pardubice, Czech Republic

The work is focused on the use of nanofiltration in the removal of drugs (diclofenac and ibuprofen) from water. First, the commercially available nanofiltration membrane (AFC 40) has been characterized by demineralised water and the ability of the membrane to reject these drugs was then tested. The effect of operating conditions on the rejection and the permeate flux is evaluated. Operating condition are mainly the effect of pressure difference (5 – 30 bar), ionic strength (0 – 10 g.l^-1 NaCl) and volumetric flow rate (5 – 15 l.min^-1). It has been shown that increasing the pressure difference increases the intensity of the permeate flow and also the drug rejection. Drug rejection also increases with increasing bulk feed flow rates, but decreases with increasing ionic strength (NaCl concentration in feed). It is clear from the results that the AFC 40 membrane is suitable for separating drugs from water.

Keywords: Nanofiltration, removal, drugs, diclofenac, ibuprofen.

Monitoring of pesticides in water using voltammetric methods (in Czech)

Renáta ŠELEŠOVSKÁ, Lenka JANÍKOVÁ, Jaromíra CHÝLKOVÁ

University of Pardubice, Studentska 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: renata.selesovska@upce.cz

Pesticides are commonly applied as useful agricultural substances. On the other hand, several negative impacts on the aquatic environment and organisms, flora, fauna, and humans were observed. Considering their biological activity, sensitive analytical tools suitable for their detection directly in the components of the environment are required. Due to the fact that large number of pesticides could be found as electrochemically active compounds, electrochemistry specifically voltammetry could be employed for their monitoring. The target of the present paper is to summarize our proposed voltammetric methods utilizing silver solid amalgam electrode and boron-doped diamond electrode, respectively, as a sensitive tools for various pesticide determination based on the recording of their reduction or oxidation responses. Specific voltammetric methods were developed and the conditions of the determinations were optimized for analysis of herbicides metamitron, metribuzin, picloram, terbutryn, triasulfuron, and triclopyr and insecticides imidacloprid, methiocarb, and pymetrozine.

Keywords: Pesticides, monitoring, voltammetry, silver solid amalgam electrode, boron-doped diamond electrode.

Continuous control of fuels and oils oxidation stability – way of waste reduction (in Czech)

Jaromíra CHÝLKOVÁ, Lenka JANÍKOVÁ, Renáta ŠELEŠOVSKÁ

Institute of Environmental and Chemical Engineering, University of Pardubice, Studentská 573, 532 10 Pardubice, Czech Republic

The aim of this paper is to summarize possibilities of voltammetric determination of antioxidants in fuels and oils. Voltammetric techniques provide fast, precise, proper, and in comparison with so far applied analytical tools, relatively low cost analytical approach for determination of these electroactive compounds. Considering the waste production, analysis of antioxidants provides important information about oxidation stability and prevents unnecessarily frequent change of oils leading to the waste generation. Moreover, the exhaustion of antioxidants in the particular oil or fuel could lead to the damage or even to the destruction of lubricated components or engines.

Voltammetric analysis of antioxidants is based on monitoring of their electro-oxidation in acidic media namely in the diluted sulfuric acid. Gold disc and boron-doped diamond electrode, respectively, was employed as a working electrode for monitoring of the followed commonly applied antioxidants: 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenole (butylhydroxytoluen, BHT), 2-tert-butylphenol (2-TBF), 2- and 3-terc-butylhydroxyanisoles (mixture of isomers, BHA), terc-butylhydroquinone (TBHQ), propyl gallate (PG), pyrogallol (PY), and N-phenyl-1-naphthylamine (PNA). Besides determination of the individuals, the proposed method was successfully applied for analysis of the antioxidant mixtures. Samples of the mineral and synthetic oils and the biofuels were analyzed with excellent results as well.

Keywords: Antioxidant, analysis, voltammetry, gold electrode, boron-doped diamond electrode, biofuel, oil.

High-temperature processing and recovery of rejected electrochemical cells and batteries plazmovým tavením (in Slovak)

Mária ČARNOGURSKÁ, Marián LÁZÁR, Peter KURILLA, Tomáš BRESTOVIČ, Natália JASMINSKÁ, Peter LUKÁČ, Romana DOBÁKOVÁ

Technical University of Košice, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Power Engineering, Vysokoškolská 4, 042 00 Košice, e-mail: maria.carnogurska@tuke.sk

The following article presents the results of the smelting process of electrochemical NiMH cells and batteries after their lifetime. The smelting process occurs in reducing atmosphere. The experiment was carried out with three samples of 15, 20 and 40 kg. CaO was used as slag-agent and carbon was used as the reducing agent. The results of experiments, carried out in the 80 kVA plasma reactor have shown that rejected electrochemical NiMH cells and batteries can be disposed by plasma smelting technology. Recovery of the Ni by this method in the metal phase is over 99.3 %.The article also contains chemical analyzes of acquired alloy, vitrified slag, fly and synthesis gas.

Keywords: electrochemical cells, electrochemical batteries, plasma smelting.

Comparison between the impact of micronized waste concrete and marble additions on mechanical properties of cementitious pastes (in Czech)

Zdeněk PROŠEK, Jaroslav TOPIČ, Jakub ĎUREJE, Jan TREJBAL

Czech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, Czech Republic

This paper deals with recycling of concrete. Specifically, it discusses the use of micronized concrete, produced during the processing of old concrete, as a partial cement replacement and filler in the cement-based composites. As part of the experiment a several variations of micronized concrete that differed by origin and fineness. For comparison, the micronized marble powder, because it does not have hydrating properties. Thanks to this the possible effects on hydration can be distinguish from other influences during hydration process. The paper focuses on the influence of the applied material on the hydration heat as well as on the mechanical properties of cement paste with 50 % content of micronized concrete or micronized marble powder.

Keywords: Cement paste, micronized concrete, micronized marble, mechanical properties.

Influence of fineness of recycled concrete powder on the heat evolution and influence of its amount on mechanical-physical properties of cement paste (in Czech)

Jaroslav TOPIČ, Zdeněk PROŠEK, Josef FLÁDR, Pavel TESÁREK
Czech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, Czech Republic.

The paper deals with the problem of processing of a fine fraction of concrete, which occurs after the recycling of old concrete. In this case the old concrete obtained from the construction layers of the D1 motorway was used for experiments. Old concrete was modified by a high-speed milling on 4 types of recycled concrete powder with different fineness. In the first phase of the tests, reactivity was tested on mentioned types of recycled material, depending on its fineness. In the second phase, the most promising recycled concrete powder (from the viewpoint of reactivity in previous testing) was the recycled concrete detonate "RCP IV" used to further test the effect of the amount on the mechanical properties of cement paste. The highest amount of hydration heat is produced by recycled concrete powder with the highest specific surface. As the most suitable amount of RCP in the cement paste in terms of mechanical properties it varies from 15 to 20 wt. %.

Keywords: Cement paste, recycled concrete powder, fineness, hydration process, mechanical properties.

Autorská práva:

WASTE FORUM, jejímž autorem je CEMC - České ekologické manažerské centrum, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně 3.0 Česko. V případě převzetí článku vždy uvádějte WASTE FORUM jako zdroj s prolinkem, děkujeme.

WASTE FORUM, authored by CEMC - Czech Environmental Management Center, is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial 3.0 Czechia license. When taking over the article, always mention WASTE FORUM as a source with a link, thank you.

ISSN: 1804-0195