Mechanismus separace těžkých kovů z vody pomocí derivátů karboxy-celulózy

Michaela FILIPI, Miloslav MILICHOVSKÝ

Oddělení dřeva, celulózy a papíru, Studentská 95, Univerzita Pardubice, 532 10, e-mail: michaela.filipi@upce.cz

Mechanismy CS (koloidní separace) a CSF (koloidně-sorpční filtrace) jsou dynamické procesy, kde se v závislosti na intenzitě média proudícího v pórech filtru účastní také smykové síly při zachycování hydrokoloidních částic. Adsorpční kapacita karboxylových derivátů celulózy se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem skupiny COOH a je zřetelně zvýšena přítomností jiných konkurenčních iontů ve vodném roztoku.

Klíčová slova: koloidně-sorpční filtrace, oxycelulóza, karboxy-methyl celulóza

Biodegradace syntetického barviva Remazol Brilliant Blue R v rotačním biologickém kontaktoru využívajícím ligninolytické houby

Zuzana Rybková, Kateřina Malachová

Institut environmentálních technologií, Ostravská univerzita, 710 00 Ostrava
e-mail: zuzana.rybkova@osu.cz, katerina.malachova@osu.cz

Rotační biologický kontaktor je zařízení umožňující degradaci rekalcitrantních sloučenin v delším časovém úseku za opakovaného použití disků porostlých mikrobním biofilmem. Jeho možnosti využití pro biodegradaci organopolutantů byly sledovány při použití syntetického textilního barviva Remazol Brilliant Blue R (RBBR). K posouzení degradační kapacity RBC byly použity tři kmeny ligninolytických hub Pleurotus ostreatus, Irpex lacteus a Trametes suaveolens F1. Všechny tři kmeny účinně RBBR degradovaly a byly použitelné pro opakovanou degradaci v navazujících cyklech. V experimentech s P. ostreatus byla testována změna kultivačních podmínek po 1. cyklu. Úpravou pH dimethylsukcinátem bylo ve 2. cyklu dosaženo rychlejšího nástupu degradace RBBR a zvýšení degradační účinnosti o 4 % na 97 % za 24 dní. Degradace RBBR houbou I. lacteus byla sledována celkem ve 3 cyklech. V 1. cyklu byla účinnost degradace 100 % již za 24 hodin. Další dva cykly proběhly oproti prvnímu cyklu pomaleji. Ve 2. cyklu bylo dosaženo 99,8% dekolorizace po 6 dnech a ve 3. cyklu 98,8 % po 14 dnech. Čtyři degradační cykly byly provedeny s houbou Trametes suaveolens F1. Nejvyšší degradační účinnost byla zaznamenána ve 2. cyklu, 89% po 12 dnech. V dalších dvou cyklech nastal pokles, kdy ve 4. cyklu došlo k poklesu degradace až na 49% za 12 dní. Průběh degradace byl sledován pomocí extracelulárních enzymů manganperoxidázy, lakázy a ligninperoxidázy. Z hodnocení enzymatické aktivity vyplynulo, že na dekolorizaci RBBR houbou Trametes suaveolens F1 se pravděpodobně podílí LiP a v menší míře také Lac. Experimenty ukázaly, že v RBC reaktoru mohou být použity různé kmeny hub bílé hniloby, avšak rychlost a efektivita dekolorizace se liší. Bylo potvrzeno, že RBC reaktor představuje perspektivní zařízení využitelné pro remediaci odpadních vod kontaminovaných obtížně rozložitelnými textilními barvivy, v němž dekolorizace může probíhat v delším časovém intervalu s relativně nízkými náklady.

Klíčová slova: Rotační biologický kontaktor, Remazol Brilliant Blue R, Pleurotus ostreatus, Irpex lacteus, Trametes suaveolens F1

Adsorpce olovnatých iontů a tenzidů na ovčí vlně a jejím pyrolyzátu

Roman MARŠÁLEK

Institut environmentálních technologií, Ostravská univerzita, 30. dubna 22, 701 03, Ostrava 1, e-mail: roman.marsalek@osu.cz

Práce se zabývá adsorpcí olova a vybraných tenzidů na ovčí vlnu a na pyrolyzát ovčí vlny. Byla provedena charakterizace povrchu pyrolyzátu a termická analýza ovčí vlny. Adsorpce olova na ovčí vlnu a pyrolyzát byla sledována při vybraných hodnotách pH v rozmezí 3 – 6. Pro adsorpční systém vlna – olovo docházelo v závislosti na pH a počáteční koncentraci roztoku k odstranění olova v intervalu 4,9 – 97,5 %. Adsorpční systém pyrolyzát – olovo vykazoval interval míry odstranění olova 5,5 – 94,8 %. V případě adsorpce olovnatých iontů lze předpokládat rozdílný mechanismus adsorpce. Olovnaté ionty přednostně reagují s karboxylovou skupinou keratinu ovčí vlny. Uhlíkatý materiál, pyrolyzát vykazuje zastoupení mikropórů, které jsou místem imobilizace Pb²⁺ iontů. Adsorpční testy pro tenzidy probíhaly bez úpravy pH. Vlna odstranila tenzid dodecylsulfát sodný (SDS) z roztoku v intervalu 23,6 – 51,7 %, pro tenzid cetyltrimethylamonium bromid (CTAB) byl interval odstranění 85,5 – 98,4 %. Tenzid CTAB byl pyrolyzátem odstraněn z roztoku v intervalu 46,4 - 85,6 %. Rozdíly v adsorpčních kapacitách jsou pravděpodobně způsobeny vzájemným silovým působením mezi disociovanými funkčními skupinami karboxylových skupin ovčí vlny a hydrofilní částí tenzidů.

Klíčová slova: ovčí vlna, pyrolýza, olovo, adsorpce, tenzidy.

Účinok vybraných sorbentov pri odstraňovaní ropných látok

Veronika VEĽKOVÁ^a*, Helena HYBSKÁ^b, Tatiana BUBENÍKOVÁ^c, Ivana KNAPCOVÁ^b

^aDepartment of Fire Protection, Faculty of Wood Sciences and Technology,
^bDepartment of Environmental Engineering, Faculty of Ecology and Environmental Sciences,
^cDepartment of Chemistry and Chemical Technologies, Faculty of Wood Sciences and Technology, Technical University in Zvolen, T. G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovak Republic, E-mail: veronika.velkova@tuzvo.sk

Cieľom práce bolo testovanie účinku vybraných sorpčných materiálov používaných Hasičským a záchranným zborom pri odstraňovaní ropného znečistenia pri riešení nehôd. Po ukončení dekontaminačného procesu sa zdajú byť dané zložky životného prostredia vizuálne čisté, no je dôležité vedieť, či sú tieto matrice naozaj bezpečné aj z toxikologického a ekotoxikologického pohľadu.

V práci boli pripravené modelové vzorky pôdy a povrchovej vody, ktoré boli kontaminované a následne dekontaminované rôznymi sorbentmi. Sledovalo sa ropné znečistenie, charakterizované množstvom nepolárnych extrahovateľných látok stanoveným vo vzorkách pred a po čistení. Testované boli dva druhy ropných produktov (nafta a motorový olej WD 40) a tri druhy sorbentov (organický vláknitý materiál – CANSORB, minerálny hydrofilný sorbent – EXPERLIT a minerálny hydrofóbny – VAPEX). Účinnosť odstránenia ropného znečistenia z pôdy bola síce viac ako 99 %, ale množstvo NEL bolo vo všetkých vzorkách stanovené vyššie ako povolený limit. Podobné výsledky boli dosiahnuté aj pri testovaných vzorkách povrchovej vody, kde vo všetkých vzorkách bola prekročená povolená hodnota NEL. Na základe výsledkov môžeme tvrdiť, že sorpčné procesy dekontaminácie pri haváriách odstránia ropné znečistenie v pomerne dobrej miere, no bolo by vhodné následne použiť hlbšie remediačné postupy, aby nedochádzalo k nežiadúcim účinkom ropných látok na životné prostredie.

Klíčová slova: ropné znečistenie, pôda, povrchová voda, sorbenty, nepolárne extrahovateľné látky (NEL)

Charakterizace nanofiltrační membrány a její praktické využití pro separaci zinku z odpadní vody

Edwin WALLACE, Jiří CUHORKA, Petr MIKULÁŠEK

Ústav environmentálního a chemického inženýrství, Fakulta chemicko-technologická, Univerzita Pardubice, Studentská 573, 53210 Pardubice, e-mail: st47569@student.upce.cz.

Práce je zaměřena na zjištění schopnosti komerčně dostupné nanofiltrační (NF) membrány (AFC 30) separovat z odpadní vody toxický (nebezpečný) síran zinečnatý s ohledem na maximálně přípustný legislativní limit. V práci jsou použity dva nezávislé modely popisující porézní strukturu membrány (Donnan Steric Pore model – DSP model a Steric Hindrance Pore model – SHP model) společně s experimentálními výsledky separace nenabitých látek při různých pracovních podmínkách. Oba použité modely, DSP a SHP, přesně popsaly experimentálně stanovené rejekce různých nenabitých látek. Z toho lze usuzovat, že oba dva modely lze využít pro popis strukturních parametrů NF membrány.

Byl studován vliv provozních parametrů, jako koncentrace kovu v nástřiku, tlakový rozdíl a pH, na separaci zinku. Bylo zjištěno, že rejekce kovu mírně vzrůstá s jeho rostoucí koncentrací v nástřiku v testovaném rozmezí koncentrací 50 – 200 mg Zn/L. Obdobný trend byl pozorován i u vlivu tlakového rozdílu. Maximální rejekce zinku byla 99,3 %. Minimální rejekce byla při tlaku 5 bar a nejnižší koncentraci (50 mg Zn/L) téměř 98 %. Navíc se získala vysoká rejekce zinku i při všech testovaných hodnotách pH (5,3 – 6,5). Získané výsledky ukazují, že testovaná membrána AFC 30 je vhodná pro separaci zinku z odpadní vody.

Klíčová slova: Nanofiltrace, těžké kovy, polyamidová membrána, rejekce, modelování.

Vyluhování kovů z úložiště recyklovaného asfaltu a jejich vliv na živé organismy

Martina BUCKOVÁ, Roman LIČBINSKÝ, Vilma JANDOVÁ, Jiří HUZLÍK

Centrum dopravního výzkumu, v. v. i., Líšeňská 33a, 636 00 Brno, e-mail: martina.buckova@cdv.cz

Článek popisuje vyluhování kovů z úložiště recyklovaného asfaltu (R-materiálu) v reálných podmínkách a výsledky laboratorních testů vyluhování tohoto materiálu. Byly také realizovány ekotoxikologické testy pro stanovení dopadu průsakové vody a výluhů R-materiálu na živé organismy. Pro odběr vzorků průsakové vody byl použit specifický vzorkovač. Odběr probíhal ve dvou kampaních. Pro průsakovou vodu odebranou během první kampaně byly typické velmi vysoké koncentrace Zn a vysoké koncentrace Sb, Ni a Ba. Složení vzorku odebraného v druhé kampani bylo jiné. Koncentrace Zn byla o dva řády nižší, koncentrace Ba byla dvakrát nižší, koncentrace Cr byla téměř čtyřikrát nižší. Naopak koncentrace Mn, Ni a Sb byly v druhém vzorku výrazně vyšší. Pouze koncentrace Cu, Mo, Pb, V a Cd byly u obou vzorků přibližně podobné. Bylo sledováno chemické složení R-materiálu a srážkové vody. R-materiál z úložiště obsahoval vysoké koncentrace některých kovů, zejména Mn, Cr, Ba a V. Výsledky experimentu ukázaly, že laboratorní výluhy materiálu obsahovaly velmi nízké koncentrace kovů, zatímco průsakové vody obsahovaly stejné kovy v mnohem vyšších koncentracích. Účinek průsakové vody a výluhu R-materiálu na testované organismy byl malý a byly dodrženy limitní hodnoty pro všechny naměřené parametry.

Klíčová slova: Recyklovaný asfalt, vyluhování, kovy, ekotoxicita

Návrh spôsobu  spaľovania kvapalných rádioaktívnych ionexov. Prípadová štúdia

Ivana TUREKOVÁ^a, Vladimír FRIDRICH^a, Iveta MARKOVÁ^b

^aUniverzita Konštantína filozofa v Nitre, Pedagogická fakulta, Tr. A. Hlinku 1, 949 74 Nitra, Slovensko
^bUniverzita Mateja Bela, Fakulta prírodných vied, Tajovského 40, 974 01 Banská Bystrica, Slovensko

Rádioaktívne odpady svojou nebezpečnosťou pre ľudské zdravie a životné prostredie vyžadujú exaktne stanovené pravidlá pre nakladanie s nimi. V jadrových zariadeniach  medzi kvapalné rádioaktívne odpady patria ionexy využívané  na čistenie demineralizovanej vody. V prípade ionexov používaných v jadrových zariadeniach oproti ionexom v klasických úpravovniach vôd okrem klasických vlastností odpadu je potrebné riešiť v procese prevádzky a vyraďovania aj otázku ich rádioaktivity. K tomu smeruje aj výber najvhodnejšej technológie. Ako najlepšou dostupnou technológiou zneškodnenia ionexov z jadrových zariadení je ich riadené spaľovanie. V príspevku je pojednané o vlastnostiach ionexov, ich testovaní z hľadiska vstupnej analýzy a návrh riešenia vstupu kvapalných ionexov do spaľovacieho priestoru.

Kľúčové slova: ionexy, spaľovanie, kvapalné rádioaktívne odpady   

Zefektívnenie monitoringu účinnosti priemyselného kotla na biomasu a kvality v ňom spaľovanej biomasy

Miroslav VARINY, Otto MIERKA

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

Parné biomasové kotle v papierenskom priemysle spaľujú biomasu pochádzajúcu najmä z výrobného procesu (kôra, nekondičné štiepky, piliny...), avšak v menšej miere sa palivová biomasa môže nakupovať zvonka, čo prispieva k jej premenlivému zloženiu, vlhkosti a výhrevnosti. Analyzovali sme prevádzkové údaje z priemyselného biomasového parného kotla s cieľom získať jednoduchú koreláciu medzi nimi a aktuálnou dolnou výhrevnosťou biomasy. Získaná korelácia pomôže obsluhe aj technológom pri vyhodnocovaní aktuálnej tepelnej účinnosti kotla a na účely online aj ex-post monitoringu a targetingu, čo vzhľadom na nereálne hodnoty účinnosti po použití výhrevností zistených laboratórne nebolo doteraz možné. Merané zloženie spalín vykazuje nezanedbateľný obsah oxidov síry a teda aj rosného bodu kyseliny sírovej, práve kvôli meniacej sa kvalite spaľovanej biomasy, čo komplikuje prevádzku kotla s cieľom vyhnúť sa nízkoteplotnej korózii spalinového traktu. Táto bola pri obhliadke počas odstávky kotla potvrdená a navrhli sme opatrenia na jej spomalenie, resp. minimalizáciu jej opätovného výskytu po nutnej oprave nízkoteplotnej časti spalinového traktu kotla.

Klíčová slova: vlhkosť biomasy, dolná výhrevnosť, tepelná účinnosť, komínové straty, nízkoteplotná korózia

Vývoj parametrů strusek z pánvové metalurgie v průběhu jejích primárního zpracování

Jozef VLČEK, Marek VELIČKA, Miroslava KLÁROVÁ, Jiří BURDA, Hana OVČAČÍKOVÁ, Michaela TOPINKOVÁ, Dalibor JANČAR

VŠB-TU Ostrava, Institute of Environmental Technology, 17. listopadu 2172/15, 708 33, Ostrava-Poruba, Czech Republic, e-mail: jozef.vlcek@vsb.cz

Strusky z výroby oceli představují významný velkoobjemový odpad. V České republice vzniká při výrobě oceli více než 0,5 mil. tun strusek ročně. Značná část těchto odpadních produktů se materiálově nevyužívá a je deponovaná. K větší míře využití přispívá znalost jejich vlastností. Vysoká variabilita jakostí vyráběných ocelí, stejně jako variabilita zařízení, ve kterých je ocel produkovaná, přispívají  ke skutečnosti, že ocelárenské strusky vykazují různorodé parametry.

Uvedená práce se snaží popsat vývoj chemického a fázového složení strusek z pánvové metalurgie v procesu jejich primárního zpracování s ohledem na možnosti dalšího materiálového vyžití těchto strusek. Zásadní zjištěná skutečnost je, že struska odebraná z metalurgické pánve vykazuje odlišné parametry jako tatáž struska, která se odebírá v uzlech jejího primárního zpracování.

Klíčová slova: Struska, materiálové využití strusek, chemické a fázové složení.

Vlastnosti alkalicky aktivovaných systémů a možnosti jejich použití jako fasádních prvků

Josef KOŇAŘÍK, Jana BOHÁČOVÁ, Filip KHESTL

VŠB - Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební, Katedra stavebních hmot a diagnostiky staveb, L. Podéště 1875/17, 708 33 Ostrava – Poruba, e-mail: Josef.konarik@vsb.cz, jana.bohacova@vsb.cz, filip.khestl@vsb.cz

Alkalicky aktivované systémy představují anorganické hmoty vzniklé alkalickou aktivací vhodných prekurzorů a následnou polykondenzací. Vyznačují se velkým energetickým a ekologickým potenciálem. 

Podstatou experimentu je výzkum vlivu použití různých typů aktivátorů na konečné vlastnosti připravených kompozitů, které jsou připraveny na bázi vysokopecní granulované strusky. Vlastnosti byly ověřovány s ohledem na zamýšlené použití ve stavební praxi jako prvky fasád.

Byla ověřena možnost přípravy směsí způsobem běžným ve stavební praxi a vhodnost receptur pro výrobu fasádních prvků. V experimentu byly sledovány degradační změny povrchu těles v průběhu jednoho roku od přípravy, byl sledován vliv způsobu uložení na pokles pH a vývoj pevností.  V rámci experimentu byla sledována degradace vzorků během expozice na běžné fasádní skladbě a vliv expozice povětrnostním vlivům na pevnostní charakteristiky volně uložených těles, ve srovnání s tělesy uskladněnými v laboratorním prostředí.

Hlavním přínosem této práce je implementace výsledků vědecko-výzkumné činnosti do reálných podmínek konkrétní oblasti stavebního průmyslu.

Klíčová slova: Alkalická aktivace, vysokopecní struska, aktivátor, fasádní prvky

Emise rtuti z hnědouhelných elektráren

Jakub KORPAS

VŠB-TU Ostrava, Institut environmentálních technologií, Ostrava , e-mail: jakub.korpas@vsb.cz

V prezentovaném příspěvku jsou shrnuty přírodní a antropogenní zdroje rtuti. Dále nastiňuje nové právní předpisy Evropské unie pro emise rtuti ze spalovacích zařízení a jejich předpokládaný dopad na výrobu energie v České republice. Jsou zde uvedeny mechanismy vzniku různých forem rtuti (elementární rtuť, oxidovaná rtuť a rtuť vázaná na částice) a jejich možnosti odstranění v systému čištění spalin. Vypočítaný odhad emisí rtuti ze spalování hnědého uhlí ukázal, že účinnost zachytávání rtuti na stávajících zařízeních pravděpodobně není dostačující.

Klíčová slova: rtuť, znečištění ovzduší, uhelné elektrárny, legislativa

Ekonomicky rentabilní zpracování odpadů v konceptu biorafinerie: fikce nebo skutečnost?

Lukáš Krátký, Salman AZIZOV, Petr Seghman, Roman Formánek, Tomáš Jirout

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta strojní, Ústav procesní a zpracovatelské techniky, Technická 4, Praha 6, tel. +420 224 352 550, e-mail: Lukas.Kratky@fs.cvut.cz

Je známo, že projektované i provozované poloprovozní i průmyslové technologie výroby biochemikálií a biopaliv z odpadní biomasy jsou bez dotací ekonomicky nevýhodné. Článek seznamuje čtenáře s výsledky základních technicko-ekonomických studií zpracování odpadu v konceptu biorafinerie, a to s (1) biorafinerií s výrobou vláken, (2) s lignocelulózovou bioetanolovou biorafinerií a s (3) mikrořasovou biorafinerií. Technicko-ekonomické studie prokázaly perspektivitu ekonomicky rentabilního zpracování lignocelulózových odpadů v biolihovarech druhé generace, a i atraktivitu technologie biochemické transformace odpadního CO₂ na lipidy, tj. možnosti dosáhnout rozumné návratnosti investice do 6 – 8 let s výstavbou a provozem bez dotací. K tomu, aby toho bylo dosaženo, je však stále nutný výzkum a vývoj ve všech oblastech ekologicky šetrného zpracování, a to zejména v oblastech zvýšení účinnosti dílčích technologických procesů, zvýšení technické úrovně instalovaných strojů a zařízení, v oblastech tržního hospodářství a cenové politiky.

Klíčová slova: biorafinerie, bioplyn, mikrořasy, etanol, lignocelulózový odpad

Působnost zákona o odpadech ve vztahu k odpadním vodám

Štěpán JAKL

Katedra práva životního prostředí a pozemkového práva, Právnická fakulta, Masarykova univerzita, Veveří 70, 611 80 Brno, e-mail: jakl@mail.muni.cz

V roce 2015 zúžila novela zákona o odpadech dosavadní úplné vyloučení odpadních vod z působnosti tohoto zákona ve vztahu k odpadním vodám. Nově se zákon o odpadech nevztahuje na odpadní vody v rozsahu, v jakém se na nakládání s nimi vztahují vodní zákon a zákon o vodovodech kanalizacích. Článek se zabývá vývojem této otázky v právních předpisech. Stěžejní část článku je věnována posouzení aplikace zákona o odpadech na některé vybrané činnosti ve vztahu k odpadním vodám. Vymezuje nakládání s odpadními vodami, na které se zákon o odpadech nadále nevztahuje a činnosti ve vztahu k odpadním vodám, které nově spadají do působnosti zákona o odpadech. Článek zároveň upozorňuje na hraniční případy, kde není při stávajícím znění právních předpisů řešení otázky uplatnění zákona o odpadech na odpadní vody zcela zřejmé. Článek se rovněž zabývá otázkou aplikace odpadových předpisů na velmi aktuální problematiku využívání případně recyklace odpadních vod.

Klíčová slova: odpadní voda, odpad, působnost zákona o odpadech

Leaching of metals from reclaimed asphalt and their effect on living organisms

Martina BUCKOVA, Roman LICBINSKY, Vilma JANDOVA, Jiri HUZLIK

Centrum dopravního výzkumu, v. v. i., Líšeňská 33a, 636 00 Brno, martina.buckova@cdv.cz

The article describes leaching of metals from the reclaimed asphalt (RA) repository under real conditions and laboratory leaching tests of the same material. Ecotoxicy tests have also been carried out to determine the impact of seeping water and RA material leachate on living organisms. The specific sampler was used to collect seeping water samples. Sampling was conducted in two campaigns. Seeping water collected during the first sampling campaign was typical with very high concentrations of Zn and high concentrations of Sb, Ni and Ba. The composition of the sample taken in the second campaign was different. The concentration of Zn was two orders of magnitude lower, Ba concentrations were two times lower, Cr concentrations were nearly four times lower. On the contrary, concentrations of Mn, Ni and Sb were significantly higher in the second sample. Only the concentrations of Cu, Mo, Pb, V and Cd were roughly similar in both samples. The chemical composition of RA material and rainfall were monitored as well. The RA material from the repository contained high concentrations of some metals, especially Mn, Cr, Ba and V. The results of the experiment showed that laboratory material leachate contained very low concentrations of metals while seeping waters contained the same metals in much higher concentrations. Effect of seeping water and RA material leachate on test organisms was small and limit values defined in Czech Regulation no. 387/2016 Coll. for all measured parameters were observed.

Keywords: Reclaimed Asphalt, Leaching, Metals, Ecotoxicity

The mechanism of separation of heavy metals from waters by means of cellulose carboxyl derivatives

Michaela FILIPI, Miloslav MILICHOVSKÝ

Department of Wood, Pulp and Paper, University of Pardubice, 532 10, Czech Republic, e-mail: michaela.filipi@upce.cz

A mechanism of CS (Colloid – Sorption filtration) and CSF (Colloidal-Sorption – Filtration) separations are  dynamic processes where, depending on intensity of media flowing in filter pores, also shear forces participate on trapping process of hydro-colloid particles.  The adsorption capacity of cellulose carboxyl derivatives increases with increasing –COOH group content and is distinctly increased by the presence of other competitive ions in the aqueous solution.

Keywords: Colloid – Sorption filtration, Colloidal-Sorption – Filtration, oxycellulose, carboxymethyl cellulose

Properties of alkali-activated systems and the possibilities of their application in the decorating elements of the facades

Josef KOŇAŘÍK, Jana BOHÁČOVÁ, Filip KHESTL

VŠB – Technical university of Ostrava, Ludvíka Podéště 1875/17, 708 33, Ostrava Poruba,Czech Republic, e-mail: Josef.konarik@vsb.cz, jana.bohacova@vsb.cz, filip.khestl@vsb.cz

Alkali-activated systems represent inorganic substances resulting from alkali activation of suitable precursors and subsequent polycondensation. They offer great energy and environmental potential. 

The goal of the experiment is to research the impact of various types of applied activators on the final properties of prepared composites prepared on the base of granulated blast furnace slag. The properties were verified with respect to the intended application in construction practice as decorating elements of the facades.

We verified the possibility of substance preparation through a common construction practice method and the suitability of formulas for decorating elements of the facades production. During our experiment, we observed the degradation changes of body surfaces over the course of one year from preparation, and we also observed the impact of deposit methods on decreasing pH values and strength development.  During our experiment, we observed the sample degradation during exposure on a common facade composition and the impact of exposure to environmental impacts on the strength characteristics of loosely located samples compared to samples stored in a laboratory environment.

The main contribution of this work is the implementation of scientific-research activity results in the actual conditions of a specific area of the construction industry.

Keywords: Alkali-activated, blast furnace slag, activator, decorating elements of the facades

Mercury emissions from brown coal-fired power plants

Jakub KORPAS

VSB-TU Ostrava, Institute of Environmental Technology, Ostrava, Czech Republic
e-mail: jakub.korpas@vsb.cz

In present contribution, natural and anthropogenic mercury sources are summarized, new European Union legislation for Hg emissions from combustion plants is introduced and mechanisms of different Hg forms formation (elementary mercury, oxidized mercury and mercury bound to particles) together with the possibilities of Hg emissions control in coal-fired power plants are showed. The calculated estimation of mercury emissions from coal combustion showed that the efficiency of mercury capture in the existing flue gas treatment system is probably not sufficient.

Keywords: mercury, air pollution, coal-fired power plants, legislation.

Economically profitable waste treatment within the concept biorefinery: fiction or reality?

Lukas KRATKY, Salman AZIZOV, Petr Seghman, Roman Formanek, Tomas Jirout

Czech Technical University in Prague, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Process Engineering, Technicka 4, 166 07 Prague, Czech Republic, e-mail: Lukas.Kratky@fs.cvut.cz

There is generally known that nowadays designing and operating pilot plant or industrial technologies, in which waste is transformed to biofuels and biochemicals are not economically profitable without subsidies. The paper discuss results of fundamental techno-economic studies of waste treatment using biorefinery approach, i.e. fibre based biorefinery, lignocellulosic bioethanol biorefinery and algal biorefinery. The results showed that there is a potential to reach economic feasibility of waste conversion to bioethanol, and attractivity of waste CO₂ to algal lipids conversion, i.e. to reach simple payback time up to 6-8 years without any subsidies. Nevertheless, low process efficiency, technologic maturity, policy, trade demand and pricing are still the main limiting factors that affect their realization in industrial scale.

Keywords: biorefinery, biogas, algae, ethanol, lignocellulosic waste

Biodegradation of the synthetic Remazol Brilliant Blue R (RBBR) dye in fungal rotating biological contactor

Zuzana Rybková, Kateřina Malachová

Institute of Environmental Technologies, University of Ostrava, Ostrava 710 00, Czech Republic, e-mail: zuzana.rybkova@osu.cz, katerina.malachova@osu.cz

Rotating biological contactor (RBC) was used for the degradation of recalcitrant textile RBBR dye by ligninolytic fungi Pleurotus ostreatus, Irpex lacteus and Trametes suaveolens F1. All three strains degraded the dye efficiently and could be used repeatedly in consequent degradation cycles. P. ostreatus decreased the growth medium pH in 1^st degradation cycle. By adjusting the pH value with dimethyl succinate a more rapid and effective degradation was attained in 2^nd degradation cycle. The best degradation efficiency of 100 % in 1^st cycle was achieved by I. lacteus. In the two following cycles, however, the degradation process slowed down but the efficiency still was kept at 98%. Four degradation cycles were accomplished with the fungus T. suaveolens F1. The highest degradation efficiency of 89% was obtained in 2^nd cycle after 12 days. A significant decrease of efficiency occurred in 4^th cycle to reach only 49%. The degradation was monitored by measuring the levels of the extracellular, MnP, Lac and LiP enzymes. The fungal RBC reactor is considered to be promising for remediation of wastewater contaminated with persistent textile dyes.

Keywords: Rotating biological contactor, Remazol Brilliant Blue R, Pleurotus ostreatus, Irpex lacteus, Trametes suaveolens F1

Adsorption of lead ions and surfactants on sheep wool and pyrolysis material prepared from wool

Roman MARŠÁLEK

 Institute of environmental technologies, University of Ostrava, 30. Dubna 22, 701 03, Ostrava 1, e-mail: roman.marsalek@osu.cz

The paper deals with adsorption of lead and selected surfactants onto sheep wool and material obtained after sheep wool pyrolysis. Thermal analysis was performed for characterization of pyrolyzate surface and sheep wool. Lead adsorption on sheep wool and pyrolyzate was monitored at selected pH values ranging from 3 to 6. For the wool-lead adsorption system, the lead removal from solution ranged between 4.9 and 97.5% in dependence of pH and initial concentration. The pyrolyzate - lead adsorption system showed a lead removal rate range of 5.5 – 94.8 %. In the case of lead ions adsorption a different adsorption mechanism can be expected. The lead ions preferably react with the carboxyl group of sheep wool keratin. The carbonaceous material, the pyrolyzate, is represented by the micropores, which are the site of immobilization of Pb²⁺ ions. Adsorption tests for surfactants were carried out without pH adjustment. The wool removed the surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) from the solution in a range of 23.6 – 51.7 %, for the cetyltrimethylammonium bromide surfactant (CTAB) the removal interval was 85.5 – 98.4%. The CTAB surfactant was removed from the solution with a pyrolyzate at a range of 46.4 – 85.6 %. The differences in adsorption capacities are probably due to the mutual force effect between the dissociated functional groups of the sheep wool carboxyl groups and the hydrophilic part of the surfactants.

Keywords: sheep wool, pyrolysis, lead, adsorption, surfactants

Proposal for the combustion method of liquid radioactive ion exchange resins. Case study

Ivana TUREKOVÁ^a, Vladimír FRIDRICH^a, Iveta MARKOVÁ^b

^aConstantine the Philosopher University in Nitra, Slovak Republic, e-mail: itureková@ukf.sk
^bMatej Bel University, Faculty of Nature Sciences, Banská Bystrica, Slovak Republic

Radioactive waste with its hazard to human health and the environment requires precisely defined regulations for handling. The liquid radioactive waste in the nuclear facilities is comprised of ion exchangers that are used for purifying of demineralized water. In case of ion exchangers used in nuclear facilities compared to ion exchangers in ordinary water treatment plants, besides their typical properties of waste, the issue of their radioactivity needs to be addressed in the process of operation and decommissioning. This is also closely associated with the choice of the most suitable technology. The best available disposal technology for ion exchangers from nuclear facilities is their controlled combustion. This paper discusses the properties of ion exchangers, their testing in terms of the input analysis and the design of solutions for the input of liquid ion exchangers into the combustion chamber.

Key words: ion exchangers, combustion, liquid radioactive waste

Boiler performance and combusted biomass quality control improvement in an industrial biomass boiler

Miroslav VARINY, 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, otto.mierka@stuba.sk

Combusted biomass in steam boilers in paper mills stems mainly from internal sources but it also may be purchased from outer ones, contributing to its variable moisture, composition and lower heating value (LHV). Available process data from an industrial application were processed yielding simple biomass LHV calculation estimation to help the plant staff in online and ex post Monitoring and targeting purposes. This has not been possible in the past due to unreal LHV values obtained by laboratory analyses of biomass samples. We also paid attention to sulphuric acid dew point estimation to assess the risk of flue gas duct low temperature corrosion that has been confirmed by inspection during boiler overhaul. Measures were proposed to eliminate its occurrence after the necessary low temperature flue gas duct part repair.

Keywords: biomass moisture, lower heating value, thermal efficiency, stack losses, low temperature corrosion

The Effect of Some Sorbents Used to the Oil Leaks Disposal

Veronika VEĽKOVÁ^a*, Helena HYBSKÁ^b, Tatiana BUBENÍKOVÁ^c, Ivana KNAPCOVÁ^b

^aDepartment of Fire Protection, Faculty of Wood Sciences and Technology,

^bDepartment of Environmental Engineering, Faculty of Ecology and Environmental Sciences,

^cDepartment of Chemistry and Chemical Technologies, Faculty of Wood Sciences and Technology, Technical University in Zvolen, T. G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovak Republic, e-mail: veronika.velkova@tuzvo.sk

The aim of the study was laboratory testing effect of selected sorptive materials usually used by Fire and Rescue Services at accidents with oil leakage settlement. After clean up are environment components visually clean (especially surface water), but important is to know, if these matrixes are safe from the toxicologically and ecotoxicologically point of view. Model samples of soil and surface water were prepared, contaminated and cleaned with various sorbents. The petroleum pollution was determined by non-polar extractable substances (NES), which were determined in the samples before and after cleaning. Two petroleum products (diesel fuel and engine oil WD 40) and three sorbents (natural fibrous – CANSORB, mineral hydrophilic – EXPERLIT and mineral hydrophobic – VAPEX) were tested. The effectivity of removing of petroleum compounds from soil samples was more than 99%, but amount of NES in all samples of soil was higher than legislative limit. The same result can be seen in the surface water testing. In all samples was determined higher amount of NES than the legislative limit. We can say that cleaning from oil pollution after an accident using tested sorbents is quite good, but further remediation is necessary to avoid undesirable impact of oil substances on environment.

Key words: oil pollution, soil, surface water, sorbents, non-polar extractable substances (NES)

Development of parameters of slags from ladle metallurgy during their primary treatment

Jozef VLČEK, Marek VELIČKA, Miroslava KLÁROVÁ, Jiří BURDA, Hana OVČAČÍKOVÁ, Michaela TOPINKOVÁ, Dalibor JANČAR

VŠB-TU Ostrava, Institute of Environmental Technology, 17. listopadu 2172/15, 708 33, Ostrava-Poruba, Czech Republic, e-mail: jozef.vlcek@vsb.cz

Slags from steel production represent a significant high volume waste. More than 0.5 mil tons of slags is produced in steelmaking in The Czech Republic per year. A considerable amount of these waste products is uselessly deposited. Knowledge of slag properties leads to higher rate of its use.  A high variability in quality of produced steel, as well as various type of aggregates, where the steel is produced in, contribute to fact, that steel slags show varied parameters.

An introduced paper tries to describe development of the chemical and the phase composition of slag from a ladle metallurgy in process of their primary treatment with regard to possibilities of further material use of this type of slag. An essential discovered fact is that, the slag taken from metallurgical ladle shows different parameters as the same slag, which is taken in specific points of its primary treatment. It was discovered, that slag becoming from melting aggregate changes in the process of its following treatment. This change is obvious in a chemical and a phase composition of slag. The changes of a chemical composition are caused by a contamination of slag, particularly by a steel contamination. The changes in phase composition of a slag are the result of a thermal history of slag.  

Keywords: Slag, material use of slag, chemical and phase composition

Characterization of nanofiltration membrane and its practical use for separation of zinc from wastewater

Edwin WALLACE, Jiří CUHORKA, Petr MIKULÁŠEK

Institute of Environmental and Chemical Engineering, Faculty of Chemical Technology, University of Pardubice, Studentská 573, 532 10 Pardubice, e-mail: st47569@student.upce.cz.

The focus of this work is to examine the ability of a commercially available nanofiltration membrane (AFC 30) for the separation of toxic zinc sulphate from wastewater to meet the maximum contaminant level set by government regulation of countries established. In this study, two independent pore models (Donnan Steric Pore model – DSP model, and Steric Hindrance Pore model – SHP model) together with experiments with neutral solutes at various process conditions have been used. A very good agreement was found using the DSP and SHP model, which fit well with the experimental values of different neutral solutes examined. The outcome indicates that the two independent models could be used to predict and interpret the structural properties of nanofiltration (NF) membrane. 

The influence of the operating variables such as feed solution concentration applied transmembrane pressure, and pH on zinc separation was studied. It has been found that metal rejection increases slightly with increasing of feed concentration in the tested range of 50 – 200 mg Zn/L. A similar trend was observed with the impact of a pressure difference. The maximum value of zinc rejection was 99.3 % for all feed concentrations. The minimum rejection was at a pressure of 5 bars and for the lowest concentration
(50 mg Zn/L) was almost 98 %. In addition, rejections of zinc were very high for all pH tested (5.3 – 6.5). The results obtained show that the tested commercially available nanofiltration membrane (AFC 30) is suitable for the separation of zinc from wastewater.

Keywords: Nanofiltration, heavy metal, polyamide membrane, rejection, modelling

Scope of the Act on Waste in Relation to Waste water

Štěpán JAKL

Department of Environmental Law and Land Law, Faculty of Law, Masaryk Univesity, Veveří 70, 611 80 Brno

In 2015, the amendment to the Act on Waste narrowed the exclusion of the waste water from application of the Act on waste. The Act on Waste does not apply to waste water to the extent to which the Act on Water and the Act on the Water and Sewerage Systems are applicable. The article deals with the development of related legislation. The main part of the article is devoted to the assessment of the applicability of the Act on Waste to certain selected activities in relation to waste water. It defines the treatment of waste water that remains excluded from the scope of the Act on Waste on the one hand and on the other hand it defines activities in relation to waste water which are newly covered by the Act on Waste. The article also focuses onto borderline cases where, the applicability of the Act on Waste is unclear. The article also deals with the currently important topic of the application of the Act on Waste to the reuse or recycling of waste water.

Key words: wastewater, waste, scope of the Act on Waste

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