Mikrovlnná katalytická oxidace toluenu na katalyzátoru na bázi směsného oxidu kobaltu a manganu na alumině

Veronika RIPPELOVÁ, Jiří KROUŽEK, Tomáš KUČERA, Vladimir LÂSAC
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Praha 6
e-mail: Veronika.Rippelova@vscht.cz

Tato práce je zaměřena na vývoj vhodného a nízkonákladového katalyzátoru pro mikrovlnnou katalytickou oxidaci VOCs pro budoucí poloprovozní technologii. Série devíti jednosložkových a směsných katalyzátorů na bázi oxidů kobaltu a manganu byla připravena impregnací aluminy vodnými roztoky dusičnanů kobaltu a manganu. Tyto katalyzátory byly testovány pro oxidaci toluenu při inovativním mikrovlnném ohřevu, který může zvýšit účinnost a snížit provozní teploty. Bylo pozorováno odlišné chování mezi jednotlivými oxidy kobaltu a manganu v mikrovlnném poli. Směsné oxidy kobaltu a manganu jsou reaktivnější než jednoduchý oxid kobaltu. Přidání manganu do prekurzorového roztoku vedlo k vyšší rychlosti ohřevu. Mezi připravenými katalyzátory vykazoval nejlepší konverzi toluenu 70,4 % při 240 °C katalyzátor s obsahem 10 hm. % na bázi směsného oxidu kobaltu a manganu v molárním poměru 4:1.

Klíčová slova: Co₃O₄, MnO_x, Al₂O₃, VOCs, katalytická oxidace, mikrovlnné záření.

Posouzení „Reed Bed“ jednotek k odvodnění a zlepšení kvality kalu malých ČOV

Miloš ROZKOŠNÝ^a, Michal ŠEREŠ^b,c, Hana HUDCOVÁ^a, Tereza HNÁTKOVÁ^b, Michaela MRVOVÁ^a
a Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, Mojmírovo nám. 16, 612 00 Brno, Česká republika,
e-mail: milos.rozkosny@vuv.cz
^b DEKONTA, a.s., Dřetovice 109, 273 42 Stehelčeves, Česká republika, e-mail: michal.seres@dekonta.cz
^c Ústav pro životní prostředí, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova, Benátská 2, 128 01 Prague 2, Česká republika

Nakládání s kalem z čištění odpadních vod představuje pro malé čistírny odpadních vod významnou součást celého procesu, a to jak z důvodu vysokých nákladů na konečný manipulační proces, tak z potřeby řešit různé technologické problémy. V současné době se proto do praxe zavádí řada technologicky jednoduchých a levných řešení.

Česká republika má dosud velmi málo zkušeností s variantou odvodňovacích kalových polí, takzvanou technologií rákosových polí („Reed Bed“, RB, STRB), běžně používanou v jiných evropských zemích, jako je Dánsko, Španělsko, Rakousko nebo Polsko. Tato studie se zaměřila na testování pilotních systémů instalovaných ve dvou malých čistírnách odpadních vod různého typu, tzv. kořenovou čistírnu na jižní Moravě pro cca 800 EO a aktivační ČOV ve Středočeském kraji pro cca 1900 EO. Dvě pilotní rákosová pole různé konstrukce byla plněna tekutým kalem obsahujícím 2 % až 13 % sušiny (v závislosti na původu kalu) pomocí různých schémat nakládání pro sledované období 2017 – 2018. Obě otevřené pilotní jednotky vykázaly velmi slibné výsledky odvodnění kalu na 20 až 49 % sušiny podle podmínek dané kampaně, s průměry okolo 34 %, respektive 30 %. V případě zastřešení RB jednotky bylo možné dosáhnout odvodnění kalu průměrně až 60 % sušiny. Na konci celého sledovaného období bylo zjištěno, že obsah patogenních mikroorganismů a dalších sledovaných škodlivých látek nepřekročil české limity pro zemědělské použití takto odvodněných a stabilizovaných kalů, což znamená potenciál použití materiálu i jako hnojiva po další úpravě.

Klíčová slova: kaly, ČOV, odvodnění, kalová pole, rákosová pole,

Návrh zpracování vedlejších kuřecích produktů na potravinářský kolagen

Petr MRÁZEK^a, Robert GÁL^b, Pavel MOKREJŠ^a, Jana PAVLAČKOVÁ^c and Dagmar JANÁČOVÁ ^d
 aÚstav inženýrství polymerů, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, e-maily: p_mrazek@utb.cz, mokrejs@ft.utb.cz,
 ^bÚstav technologie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, e-mail: gal@ft.utb.cz
^cÚstav tuků, detergentů a kosmetiky, Fakulta technologická,Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, e-mail: pavlackova@utb.cz
^dÚstav komunikačních a počítačových systémů, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, e-mail: janacova@utb.cz

Celosvětová spotřeba drůbežího masa neustále roste. Z tohoto důvodu je v současnosti kladen velký důraz na následné zpracování vedlejších produktů, které vznikají při zpracování masa a jsou rozděleny do 3 kategorií. Vzhledem k tomu, že jsou produkovány ve velkém množství a s ohledem na svou biologickou povahu je třeba s nimi zacházet způsobem, který je šetrný k životnímu prostředí. Nalezení účinného využití těchto vedlejších produktů, např. jako suroviny, která by mohla být zpracována na další výrobky, by představovalo ideální způsob řešení tohoto problému. Vedlejší produkty mohou obsahovat velké množství bílkovin, zejména kolagenu, které jsou široce využívány v potravinářství a dalších průmyslových odvětvích.

Mezi vedlejší produkty, které obsahují vysoký podíl kolagenu, patří např. drůbeží kůže, kterou lze zpracovat postupem zahrnujícím kontrolované odbourávání nežádoucích složek, konkrétně tuků, rozpustných nekolagenních proteinů a pigmentů. To, co bylo dříve považováno za odpad, se tak změní v cennou surovinu bohatou na kolagen a dalším zpracováním na rozpustný kolagen a hydrolyzát kolagenu. Například kuřecí kůže obsahuje vysoký podíl tuků (84 %), avšak může být účinně odtučněna třepáním rozemleté suroviny ve směsi rozpouštědel po určitou dobu; výsledkem je surovina s obsahem zbytkového tuku přibližně 14 %, pokud se použije směs petroletheru a ethanolu. Použití acetonu znamená podobný výsledek (18 %). Naopak použití roztoku NaHCO₃ však nevede k přijatelnému výsledku (více jak 80 %). Bylo také testováno třepání suroviny ve vodném roztoku s lipolytickými enzymy. Pro tento účel byly použity tři typy enzymů v různých koncentracích, ale obsah zbytkových tuků byl také mnohem vyšší ve srovnání s chemickými rozpouštědly (48 – 69 % zbytkového tuku).Výsledkem studie bylo rovněž navržení možností dalšího zpracování suroviny na výrobky s potenciálem využití např. v potravinářském, nebo jiném průmyslu.

Klíčová slova: hydrolyzát; kolagen; kuře; kůže; lipolytický enzym, materiály III. kategorie, vedlejší produkty; zpracování

Příklad zvýšení produkce bioplynu a methanu aplikací biouhlu připraveného z digestátu do anaerobního fermentoru

Jiří RUSÍN^a, Panagiotis BASINAS^a, Markéta BOUCHALOVÁ^a, Kateřina CHAMRÁDOVÁ^a, Roman BURYJAN^b
aInstitut environmentálních technologií, VŠB – Technická Univerzita Ostrava, 17. Listopadu 2172/15, Ostrava - Poruba 708 00, Czech Republic
^bGASCONTROL, s.r.o., Nový Svět 1407/59a, 73564 Havířov-Prostřední Suchá
^* corresponding author, e-mail: marketa.bouchalova@vsb.cz

Předložený příspěvek uvádí výsledky testů produkce bioplynu a methanu vsádkovou jednostupňovou mezofilní anaerobní digescí. Slepičí trus byl vybrán jakožto substrát s vhodným dusíkatým obsahem. Biouhel byl připraven z tuhé fáze digestátu získaného ze zemědělské bioplynové stanice Pustějov II, Zemspol Studénka a.s., Moravskoslezský kraj. Biouhel byl přidán jakožto podpůrný materiál, byl připraven při třech různých teplotách pyrolýzy, konkrétně se jedná o teploty 500 °C, 400 °C a 300 °C. Porovnáním naměřených hodnot měrné produkce CH₄ ze substrátů s měrnými produkcemi CH₄ ze směsí, vypočtenými váženým průměrem dle podílů substrátů, celkových sušin a substrátových produkcí methanu, bylo zjištěno, že směs s biouhlem připraveným při 500 °C příliš výhodná nebyla. Na druhou stranu směs s biouhlem připraveným při 400 °C poskytla o 6 % vyšší měrnou produkci CH₄, než bylo očekáváno dle teoretických výpočtů a směs s biouhlem připraveným při 300 °C poskytla o 30 % vyšší měrnou produkci methanu, než bylo teoreticky očekáváno.

Klíčová slova: anaerobní digesce, BMP, slepičí trus, dusík, biouhel

Zvýšenie biodegradability kyslých priemyselných organických odpadov prídavkom popola z komunálnej spalovně

Dagmar SAMEŠOVÁ, Juraj PONIŠT, Darina VEVERKOVÁ
Fakulta ekológie a environmentalistiky, Technická univerzita Zvolen, T.G.Masaryka 24, 96001 Zvolen

Biologický rozklad organického materiálu je atraktívnou alternatívou v oblasti využívania odpadu. Okrem odstránenia významného množstva odpadu je biologický rozklad, či už za aeróbnych (kompost) alebo anaeróbnych (digestát) podmienok, sprevádzaný tvorbou zvyšku s obsahom živín. Anaeróbny rozklad ponúka okrem spomenutých výhod aj možnosť energetického spätného získavania organických materiálov prostredníctvom výroby bioplynu s vysokým obsahom metánu.

Príspevok prezentuje vhodnosť použitia popola v procese anaeróbneho rozkladu vybraných organických materiálov s cieľom urýchliť ich biologickú odbúrateľnosť. Popol pochádza zo spaľovne odpadu. Ako organický materiál na sledovanie biologickej odbúrateľnosti boli použité výpalky z destilácie ovocného kvasu. Biologická odbúrateľnosť sa skúmala pri rôznych dávkach popola (3,7; 1,8 a 0,9 % hmotnostného percenta sušiny použitého organického materiálu). Produkcia bioplynu sa monitorovala pomocou prístroja Oxi Top, ktorý využíva manometrický princíp.

Optimálny obsah popola bol stanovený na 1,8 % suchých hroznových výpalkov so zvýšením produkcie bioplynu o 37 %. Najvyšší prídavok popola spôsobil zníženie výroby bioplynu, pravdepodobne v dôsledku inhibície metanogenézy napriek zrýchlenej hydrolýze fermentovanej zmesi.

Výsledky výskumu ukazujú, že popol z komunálnej spaľovne možno použiť na zvýšenie biodegradácie organického materiálu za anaeróbnych podmienok. Je však potrebné určiť optimálne množstvo popola pri laboratórnych skúškach pred praktickými aplikáciami z dôvodu variability vstupného organického materiálu (hodnota pH, sušina, strata žíhaním).

Kľúčové slová: organický odpad, biodegradabilita, roštový popol

Hodnotenie vplyvu odpadu z hasiacich médií na pôdu prostredníctvom testov fytotoxicity

Helena HYBSKÁ^a, Veronika VEĽKOVÁ^b*, Martina LOBOTKOVÁ^a, Danica KAČÍKOVÁ^b
aKatedra environmentálneho inžinierstva, Fakulta ekológie a enviromentalistiky, Technická univerzita vo Zvolene, T. G. Masaryka 24, 960 01 Zvolen, Slovenská republika
^bKatedra protipožiarnej ochrany, Drevárska fakulta, Technická univerzita vo Zvolene, T. G. Masaryka 24, 960 01 Zvolen, Slovenská republika
e-mail: helena.hybska@tuzvo.sk, veronika.velkova@tuzvo.sk, xlobotkova@tuzvo.sk, danica.kacikova@tuzvo.sk
* corresponding author

Príspevok sa zaoberá problematikou hodnotenia kontaminácie pôdy odpadmi z hasenia prírodných požiarov vodou a penou. Skúmané boli vzorky vody po hasení simulovaných požiarov prírodných materiálov. Na simuláciu požiaru v laboratóriu boli použité lignocelulózové materiály – drevo a slama, ktoré boli zapálené a v tretej faze požiaru (plne rozvinutý požiar) uhasené vodou z hydrantovej siete. Vzorky kontaminovanej pôdy boli odobraté z pôdy po aplikácii hasiacej peny po výcviku hasičov na zásah pri prírodných požiaroch z hĺbky 0 – 10 cm. Vzorky hasiacej vody a kontaminovanej pôdy boli podrobené testom fytotoxicity s využitím semien vyšších kultúrnych rastlín – Hrach siaty a Horčica biela – ako testovacích organizmov. Získané výsledky potvrdili inhibičný efekt na produkciu biomasy u všetkých skúmaných vzoriek, čo poukazuje na subchronické toxické účinky odpadov z hasiacich médií po hasení.

Klíčová slova: prírodné požiare, hasenie, hasiaca voda, hasiaca pena, subchronická toxicita, Hrach siaty, Horčica biela

Vliv netradičních surovin na vlastnosti a mikrostrukturu cementotřískových desek

Tomáš MELICHAR, Matěj LÉDL, Jiří BYDŽOVSKÝ, Amos DUFKA
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. Veveří 331/95. 602 00 Brno 
e-mail: melichar.t@fce.vutbr.cz, ledl.m@fce.vutbr.cz, bydzovsky.j@fce.vutbr.cz, dufka.a@fce.vutbr.cz

Článek prezentuje problematiku modifikace složení cementotřískových desek. Konkrétně bylo upraveno složení matrice desek – jemně mletou škvárou (z haldy v Oslavanech), jemně mletým vápencem (Kotouč Štramberk) a dále drcenými odřezky (vedlejší produkt z výroby cementotřískových desek). Odřezky vznikají jako vedlejší produkt při řezání cementotřískových desek (úprava na požadovaný formát).

Záměrem prezentovaného výzkumu bylo posouzení vlivu úpravy složení cementotřískových desek s ohledem na jejich vlastnosti a změny struktury. Modifikace složení byla realizována jako substituce cementu v množství 5 až 15 %. Vlastnosti (pevnostní charakteristiky, modul pružnosti atd.) a struktura (elektronovým mikroskopem) byly analyzovány i z hlediska jejich vývoje v čase, tj. desky byly testovány ve stáří 14, 28 a 90 dní.

Klíčová slova: Cementotřísková deska, modifikace, složení netradiční suroviny, vlastnosti, chování, mikrostruktura, vývoj v čase.

Vnímanie odpadov v životnom cykle stavebných projektov

Mária KOZLOVSKÁ, Daria KLOSOVA*
Technická univerzita v Košiciach, Stavebná fakulta, Vysokoškolská 4, 042 00 Košice, Slovakia,
e-mail: maria.kozlovska@tuke.sk, daria.klosova@tuke.sk 
* corresponding author

Výskum štíhlych technológií v stavebníctve a minimalizácia odpadov, respektíve strát, priťahovali rozsiahlu pozornosť výskumných pracovníkov už pred niekoľkými desaťročiami. Napriek tomu, táto oblasť stále nie je dostatočne preskúmaná. Plytvanie je súčasťou celého životného cyklu stavebných projektov, pričom najviac strát v stavebných projektoch sa vyskytuje počas fázy výstavby. Je to spôsobené nielen skutočnosťou, že odpady vznikajú hlavne počas uskutočňovania stavby, ale aj nedostatkom preskúmania iných etáp stavebných projektov. Domnievame sa, že práve fázy plánovania a projektovania zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri minimalizácii odpadov a strát. Redukcia strát môže pomôcť zvýšiť efektívnosť a účinnosť stavebných projektov a minimalizovať náklady. Preto je potrebné prispieť k lepšiemu vnímaniu odpadov, resp. strát v stavebníctve a identifikovať príčiny nehospodárnych činností v každej fáze životného cyklu stavebného projektu.

Rýchly vývoj v stavebnom priemysle vedie aj k tvorbe obrovského množstva stavebného odpadu. Za posledné desaťročia sa významne zvýšilo množstvo odpadu v dôsledku zvyšovania životnej úrovne, zmeny spotrebiteľských návykov, prirodzeného prírastku populácie a rozsiahlej urbanizácie. Stavebný odpad vzniká počas celého životného cyklu stavebného projektu, ktorý pozostáva z fázy plánovania, fázy projektovania, fázy výstavby a fázy prevádzky a údržby stavby.

Tradične bol odpad v stavebníctve považovaný za nevyhnutný vedľajší produkt výroby, preto otázky nakladania s odpadom boli posudzované v legislatívnom, zdravotnom aj v bezpečnostnom kontexte. Zavedenie environmentálnych predpisov a rastúce povedomie spotrebiteľov však pomohlo predefinovať koncept odpadu z „vedľajších produktov“ na straty a premeškané príležitosti na zlepšenie výkonnosti projektu, zníženie nákladov a zlepšenie obchodných vyhliadok spoločností.

Stavebný odpad (strata) môže byť klasifikovaný ako fyzický (plytvanie materiálom) a nefyzický (strata času a nákladov). Štíhla filozofia (Lean Production) prináša pohľad na niekoľko druhov strát, a to z pohľadu nadprodukcie, čakania, presunov, nadmerného spracovania, pohybu, defektov a pod.. Rôzne výskumy poukazujú aj na iné druhy strát, ako napríklad plytvanie pracovnými kapacitami alebo nevyužitie talentov a schopností ľudí, plytvanie dobrými nápadmi  alebo strata  informácií. Napríklad aj prerušenie práce na pracovisku kvôli zbytočnému rozprávaniu a fajčeniu možno klasifikovať ako stratu. Štúdie identifikovali aj špecifický druh plytvania „Making-do“, ktorým vyjadruje nedostatočnú prípravu, kedy sa úloha začína realizovať bez potrebných vstupných údajov. Pojem „plytvanie“ (wastes) by sa preto mal chápať ako akákoľvek činnosť bez pridanej hodnoty, ktorá vedie k použitiu zariadenia, materiálu, pracovnej sily alebo kapitálu vo väčšom množstve, ako je potrebné na výrobu. Spomínané štúdie však pripúšťajú, že odpady pochádzajúce z hromadnej výroby nepokrývajú fázu navrhovania, ktorá sa bežne nachádza v stavebníctve. Preto iné štúdie navrhli taxonómiu plytvania v rámci stavebných projektov, v kontexte teórie výroby „transformácia - tok – hodnota“ a stanovili tri hlavné kategórie plytvaní: plytvanie materiálom, strata času a strata hodnoty, ktoré revidovali aj z pohľadu výrobcu aj zákazníka.

Štúdie ukazujú, že až 30 % nákladov na stavebné projekty vzniká kvôli neefektívnosti, chybám, oneskoreniam a zlej komunikácii medzi zainteresovanými stranami. Zavedenie účinnejších logistických a dopravných riešení by navyše mohlo znížiť celkové náklady na projekt o 20 %. Nové informačné technológie, GPS, GIS, rozsiahle siete (WAN), systémy čiarových kódov a techniky BIM môžu pomoc architektom a návrhárom minimalizovať plytvanie už vo fáze projektovania. Podľa inej štúdie, väčšina dodávateľov a architektov sa domnieva, že plytvanie je možné minimalizovať zavedením metód mimo staveniskovej výroby (off-site construction) a použitím prefabrikovaných konštrukcií počas výstavby.

Možno konštatovať, že hoci rôzni autori definujú odpady, straty a plytvanie rôznymi spôsobmi, všetci sa zhodujú v tom, že ide o zbytočné a nežiaduce konanie, ktorého zníženie alebo obmedzenie môže zvýšiť celkovú efektívnosť stavebných projektov. Z preskúmaných štúdií vyplynulo, že dominantná časť výskumu sa zameriava na nakladanie s odpadom, ktorý už bol vyprodukovaný, a nie na predchádzanie vzniku odpadu prostredníctvom lepšieho projektového riadenia už od fázy plánovania. Je potrebné sústrediť sa na príčiny vzniku strát v počiatočných fázach životného cyklu projektu, najmä vo fázach plánovania a projektovania. Osobitná pozornosť by sa mala venovať aj lepšiemu systému riadenia logistiky a bezpečnosti práce.

Rešerš preskúmaných štúdií navyše ukázal, že kontrolovateľné príčiny výskytu odpadov, resp. strát je možné ovplyvniť použitím moderných technológií a metód výstavby, ako je napríklad informačné modelovanie budov (BIM), mimo stavenisková výroba, sledovanie zdrojov založené na senzoroch, automatizácia, strojové učenie, robotika a pod. Informácie z preskúmaných štúdií majú za cieľ pomôcť pri identifikovaní oblastí, do ktorých je najviac potrebné zamerať ďalší výskum.

Kľúčové slová: stavebníctvo, plytvanie v stavebníctve, štíhla výstavba, nehospodárne činnosti, životný cyklus projektu, moderné metódy výstavby

Využití odpadních termoplastů pro účely stínění ionizujícího záření

Tomáš ONDRAČKA^a, Lenka FRÝBORTOVÁ^b, Tomáš URBAN^b, Eva KULOVANÁ^a, Jiří KOIŠ^a, Milan NOVÁČEK^a, Jakub JOHN^a
aVIA ALTA a.s., Nádražní 377, 675 21 Okříšky, e-mail: ondracka@via-alta.cz
^bČeské vysoké učení technické, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, Břehová 78/7, 115 19 Praha 1,
e-mail: tomas.urban@fjfi.cvut.cz

Recyklace plastového odpadu je jednou z cest snížení celkového znečištění životního prostředí. Jednou ze speciálních metod zpracování polymerního odpadu je výroba polymerbetonu, který při vhodném složení může sloužit jako stínící materiál různých druhů ionizujícího záření, jako například neutronového záření nebo záření gama. Vhodnost použití dané polymerbetonové směsi pro stínění ionizujícího záření byla testována pomocí stochastické metody Monte Carlo.

Z uvažovaných plastů se jako vhodné zdá použití polypropylenu (PP) nebo polyethylenu (PE), s podílem plniva (testovány byly sklo a písek) v rozmezí 0,3 – 0,4. Rozdíl mezi sklem a pískem je v těchto kombinacích malý. Nižší dávky jsou pozorovány při použití skla, nicméně obě kombinace dávají (za stínící vrstvou polymerbetonu) nižší dávkový příkon než v případě referenčního betonu. Horší výsledky jsou při použití pojiva na bázi polyethylentereftalátu (PET). Kombinace PET se sklem je vhodnější než s pískem, nicméně obě kombinace vykazují horší stínící vlastnosti než referenční beton. Velký vliv na efektivitu stínění neutronů má i přidání boraxu do kompozitní směsi – podíl 1 % boraxu snižuje hodnotu prostorového dávkového ekvivalentu (H*(10)) o cca 40 %, vyšší podíl boraxu vede samozřejmě ještě k většímu snížení hodnot.

Klíčová slova: recyklace, polymerbeton, ionizující záření, simulace Monte Carlo

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