WASTE FORUM 4/2020

DO WNLOAD

INDEX

SOUHRNY
ABSTRACTS

 

Úvodní slovo šéfredaktora / Editorial

190

Pro autory / For authors

191

Toluene oxidation by microwave assisted catalysis over alumina supported mixed cobalt-manganese oxide catalyst
Mikrovlnná katalytická oxidace toluenu na katalyzátoru na bázi směsného oxidu kobaltu a manganu na alumině
Veronika RIPPELOVÁ, Jiří KROUŽEK, Tomáš KUČERA, Vladimir LÂSAC
192
Sludge dewatering reed beds and their performance in terms of sludge quality improvement at small wastewater treatment plants
Posouzení „Reed Bed“ jednotek k odvodnění a zlepšení kvality kalu malých ČOV
Miloš ROZKOŠNÝ, Michal ŠEREŠ, Hana HUDCOVÁ, Tereza HNÁTKOVÁ, Michaela MRVOVÁ

2 01

Proposal of processing chicken by-products tissues into food-grade collagen
Návrh zpracování vedlejších kuřecích produktů na potravinářský kolagen
Petr MRÁZEK, Robert GÁL Pavel MOKREJŠ, Jana PAVLAČKOVÁ, Dagmar JANÁČOVÁ
2 17
An example of increasing biogas and methane production by supplying anaerobic digester with biochar prepared from solid digestate
Příklad zvýšení produkce bioplynu a methanu aplikací biouhlu připraveného z digestátu do anaerobního fermentoru
Jiří RUSÍN, Panagiotis BASINAS, Markéta BOUCHALOVÁ, Kateřina CHAMRÁDOVÁ, Roman BURYJAN
22 8
Increase of Biodegradability of Acid Industrial Organic Waste by the Addition of Ash from Municipal Incineration Plant
Zvýšenie biodegradability kyslých priemyselných organických odpadov prídavkom popola z komunálnej spalovně
Dagmar SAMEŠOVÁ, Juraj PONIŠT, Darina VEVERKOVÁ
238
The assessment of the firefighting agents residues impact on the soil through the phytotoxicity tests
Hodnotenie vplyvu odpadu z hasiacich médií na pôdu prostredníctvom testov fytotoxicity
Helena HYBSKÁ, Veronika VEĽKOVÁ, Martina LOBOTKOVÁ, Danica KAČÍKOVÁ
246
Effect of use of non-traditional raw materials on properties and microstructure of cement-bonded particleboards
Vliv netradičních surovin na vlastnosti a mikrostrukturu cementotřískových desek
Tomas MELICHAR, Matej LEDL, Jiri BYDZOVSKY, Amos DUFKA
254
Wastes perception in construction projects life cycle
Vnímanie odpadov v životnom cykle stavebných projektov
Mária KOZLOVSKÁ, Daria KLOSOVA
265
Využití odpadních termoplastů pro účely stínění ionizujícího záření
Utilization of waste thermoplastics for ionizing radiation shielding purposes
Tomáš ONDRAČKA, Lenka FRÝBORTOVÁ, Tomáš URBAN, Eva KULOVANÁ, Jiří KOIŠ, Milan NOVÁČEK, Jakub JOHN
273
Nerecenzované a komerční příspěvky / Not-peer-reviewed and commercial papers
 
Týden výzkumu a inovací pro praxi a životní prostředí TVIP 2021
Research and Innovation Week for Practice and the Environment 2021.
280
WASTen Centrum expertů 283

 

WASTE FORUM 4/2020

DOWNLOAD

INDEX

SOUHRNY

ABSTRACTS

 
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, MnOx, Al2O3, VOCs, katalytická oxidace, mikrovlnné záření.

 

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

Miloš ROZKOŠNÝa, Michal ŠEREŠb,c, Hana HUDCOVÁa, Tereza HNÁTKOVÁb, Michaela MRVOVÁa
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 MRÁZEKa, Robert GÁLb, Pavel MOKREJŠa, Jana PAVLAČKOVÁc and Dagmar JANÁČOVÁ d
 a
Ústav 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 RUSÍNa, Panagiotis BASINASa, Markéta BOUCHALOVÁa, Kateřina CHAMRÁDOVÁa, Roman BURYJANb
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 HYBSKÁa, Veronika VEĽKOVÁb*, Martina LOBOTKOVÁa, Danica KAČÍKOVÁb
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 ONDRAČKAa, Lenka FRÝBORTOVÁb, Tomáš URBANb, Eva KULOVANÁa, Jiří KOIŠa, Milan NOVÁČEKa, Jakub JOHNa
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

WASTE FORUM 4/2020

DOWNLOAD

INDEX

SOUHRNY

ABSTRACTS

 
Toluene oxidation by microwave assisted catalysis over alumina supported mixed cobalt-manganese oxide catalyst

Veronika RIPPELOVÁ, Jiří KROUŽEK, Tomáš KUČERA, Vladimir LÂSAC
University of Chemistry and Technology Prague, Technicka 5, 166 28 Praha 6, Czech Republic,
e-mail: Veronika.Rippelova@vscht.cz

This work is focused on the development suitable low cost catalyst for the microwave assisted catalytic oxidation of VOCs for future pilot technology. The series of nine single and mixed component cobalt and manganese oxides catalysts were prepared by impregnation of alumina with aqueous solutions of cobalt and manganese nitrates. These catalysts have been tested for the oxidation of toluene by innovative microwave heating, which can increase efficiency and reduce operating temperature. It has been observed a different heating rate of alumina or titanium oxide catalyst support and a different behaviour between single cobalt and manganese oxides on alumina support in microwave field. Mixed cobalt-manganese oxides are more reactive than a simple cobalt oxide. The addition manganese into precursor solution led to higher heating rate. Among the prepared catalysts, the mixed 10 wt.% cobalt-manganese oxide catalyst in molar ratio 4:1 exhibited the best toluene conversion 70.4% at 240 °C.

Keywords: Co3O4, MnOx, Al2O3, VOCs, catalytic oxidation, microwave irradiation.

 

Sludge dewatering reed beds and their performance in terms of sludge quality improvement at small wastewater treatment plants

Miloš ROZKOŠNÝa, Michal ŠEREŠb,c, Hana HUDCOVÁa, Tereza HNÁTKOVÁb, Michaela MRVOVÁa
aTGM Water Research Institute, Mojmírovo nám. 16, 612 00 Brno, Czech Republic, e-mail: milos.rozkosny@vuv.cz
bDEKONTA, a.s., Dřetovice 109, 273 42 Stehelčeves, Czech Republic, e-mail: michal.seres@dekonta.cz
cInstitute for Environmental Studies, Faculty of Science, Charles University, Benátská 2, 128 01 Prague 2, Czech Republic 

Wastewater treatment sludge presents a significant problem for small wastewater treatment plants due to both the high costs of the final handling process and the need to solve the various technological problems involved. However, several technologically simple and low-cost solutions are currently being introduced into practice. To date, the Czech Republic has very little experience of Reed Bed technology (RBs, or STRBs) that is commonly employed in European countries such as Denmark, Spain, Austria or Poland. This study focused on the testing of two pilot RB systems of different construction installed at two small wastewater treatment plants – a constructed wetland in the Southern Moravia region for 800 PE and an activated sludge treatment plant in the Central Bohemian region for 1900 PE. The two pilot reed beds were filled with liquid sludge containing between 2 to 13% of total solids (TS), depending on the origin of the sludge, using different loading schemes for the studied period 2017–2018. Both of the pilot units evinced very promising results in terms of the extensive dewatering of the sludge by up to 30 – 34% of the TS in average at the end of each campaign. At the end of the study period, it was observed that the content of pathogenic microorganisms and other monitored harmful substances did not exceed Czech limits for agricultural use, thus allowing the use of the material as fertilizer.

Keywords: Sludge, sludge dewatering, sludge stabilization, constructed wetlands, Reed Beds, Sludge Treatment Reed Beds

 

Proposal of processing chicken by-products tissues into food-grade collagen

Petr MRÁZEKa, Robert GÁLb Pavel MOKREJŠa, Jana PAVLAČKOVÁc and Dagmar JANÁČOVÁ d
 aDepartment of Polymer Engineering, Faculty of Technology, Tomas Bata University in Zlín, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, e-mails: p_mrazek@utb.cz, mokrejs@ft.utb.cz
bDepartment of Food Technology, Faculty of Technology, Tomas Bata University in Zlín, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, e-mail: gal@ft.utb.cz
cDepartment of Lipids, Detergents and Cosmetics Technology, Faculty of Technology, Tomas Bata University in Zlín, Vavrečkova 275, 760 01 Zlín, Czech Republic; pavlackova@utb.cz
dDepartment of Processing Control and Applied Computer Science, Faculty of Applied Informatics, Tomas Bata University in Zlín, Nad Stráněmi 4511, 760 05 Zlín, Czech Republic; janacova@utb.cz

The consumption of poultry has been on rise and shows no signs of diminishing; hence greater importance is placed on subsequently treating animal by-products, which are divided into 3 categories. Such materials are produced in large quantities, and with respect to its biological nature, needs to be handled in a way that prevents polluting the environment. Finding an effective use for this by-products, for example, as a raw material which could be processed into other products, would constitute an ideal way to address the issue. Indeed, it contains large amounts of protein, especially collagen, as widely applied in the food sector and other industries. By-products that boast a high proportion of collagen include the skin of poultry, which can be obtained by a procedure involving controlled isolation of any undesirable components, i.e. fats, soluble non-collagenous proteins and pigments. Hence, what was once considered waste is turned into a valuable raw material rich in collagen, and further transformation of the latter translates into soluble collagen and collagen hydrolysate. As an example, chicken skin, which is high in fats (84%), can be effectively defatted by shaking of grinded raw material in a mixture of solvents for a certain period of time, the result being collagen with the residual fats content of approximately 14% using mixture of solvents petroleum ether and ethanol. The use of acetone brought a similar effect (18%). However, the use of NaHCO3 solution did not lead to the acceptable result (81%). The shaking of the raw  material in water solution with lipolytic enzymes was also tested. Three types of enzymes in different concentrations were used for this purpose, but the residual fats content was also much higher compared to chemical solvents (48 – 69%). Possibilities for further processing of the raw material into products with potential applications in industry were also proposed.

Keywords: category III material; by-products; chicken; collagen; hydrolysate; lipolytic enzyme; processing; skin

 

An example of increasing biogas and methane production by supplying anaerobic digester with biochar prepared from solid digestate

Jiří RUSÍNa, Panagiotis BASINASa, Markéta BOUCHALOVÁa*, Kateřina CHAMRÁDOVÁa, Roman BURYJANb
aInstitute of Environmental Technology, VSB - Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, Ostrava - Poruba 708 00, Czech Republic
bGASCONTROL, s.r.o., Nový Svět 1407/59a, 73564 Havířov-Prostřední Suchá, e-mail: marketa.bouchalova@vsb.cz

This paper presents biogas and methane production results attained from biochar-supported single-stage mesophilic anaerobic digestion tests. Chicken droppings were selected to be the substrate, although it is a moderately suitable nitrogen-rich material. Biochar, which added as support material for anaerobic digestion, was prepared at three different pyrolysis temperatures, namely 300, 400 and 500 °C. Comparison of the actual and expected CH4 production, which was calculated as the weighted sum of the individual digestion of substrate and biochar, indicated that biochar prepared at 500 °C had only limited or no supporting effect on chicken droppings anaerobic digestion. On the other hand, addition of biochar prepared at 400 °C resulted in 6% higher specific CH4 production than the expected by theoretical calculations. The best digestion performance was attained by the mixture of chicken droppings and biochar prepared at 300°C, which showed 30% higher CH4 production than the theoretical value.

Keywords: anaerobic digestion, BMP, chicken droppings, nitrogen, biochar

 

Increase of Biodegradability of Acid Industrial Organic Waste by the Addition of Ash from Municipal Incineration Plant

Dagmar SAMEŠOVÁ, Juraj PONIŠT, Darina VEVERKOVÁ
Department of Environmental Engineering, Faculty of Ecology and Environmental Sciences, Technical University in Zvolen, T. G. Masaryka 24, 96053 Zvolen,
e-mail: samesova@tuzvo.sk

The biodegradation of organic material is an attractive alternative in the field of waste utilization. Biodegradation is accompanied by the formation of a nutritious residue, whether under aerobic (compost) or anaerobic (digestate) conditions, in addition to the removal of the significant amount of waste. Anaerobic decomposition offers, in addition to the mentioned advantages, the possibility of energy recovery of organic materials by producing biogas with a high methane content.

This paper presents the suitability of the ash usage in the process of anaerobic decomposition of the selected organic materials with the aim of accelerating their biodegradability. The ash comes from a waste incineration plant. Distillery fruit stillage was used as organic material for biodegradability monitoring. Biodegradability was investigated at different batches of the ash (3.7, 1.8 and 0.9% w/w - weight per weight dry matter of organic material used). The biogas production was monitored using the Oxi Top that uses the manometric principle.

The optimum ash content was determined 1.8% of dry distillery grape stillage, with an increase in the biogas production of 37%. The highest addition of the ash caused a reduction in biogas production, possibly due to the inhibition of methanogenesis despite accelerated hydrolysis of the fermented mixture.

The research results demonstrate that ash from municipal incineration plant can be used to increase biodegradation of the organic material under anaerobic conditions. However, it is necessary to determine the optimum amount of ash in laboratory investigations prior to the operational applications due to the variability of the input organic material (pH value, dry matter, loss on ignition).

Keywords: organic waste, biodegradability, bottom ash.

 

The assessment of the firefighting agents residues impact on the soil through the phytotoxicity tests

Helena HYBSKÁa, Veronika VEĽKOVÁb*, Martina LOBOTKOVÁa, Danica KAČÍKOVÁb
aDepartment of Environmental Engineering, Faculty of Ecology and Environmental Sciences, Technical University in Zvolen, T. G. Masaryka 24, 960 01 Zvolen, Slovak Republic
bDepartment of Fire Protection, Faculty of Wood Sciences and Technology, Technical University in Zvolen, T. G. Masaryka 24, 960 01 Zvolen, Slovak Republic
e-mail:
helena.hybska@tuzvo.sk, veronika.velkova@tuzvo.sk, xlobotkova@tuzvo.sk, danica.kacikova@tuzvo.sk
* corresponding author

The issue of contamination of soil caused by extinguishing wastewater and firefighting foam residues from wildland fires suppression is discussed in the paper. The samples of extinguishing water were collected after simulated wildland fire in the laboratory conditions. The cellulosic materials such as wood and straw were used. The samples were ignited and in the third stage of fire (full developed fire) extinguished with the hydrant water. The samples of contaminated soil after firefighting foam application were collected. Both types of samples were tested using phytotoxicity tests, test organism: seeds of higher cultivated plants: Pisum sativum and Sinapis alba. The obtained results show that the examined samples have an inhibitory effect on biomass production, which is proof of subchronical toxicity of used firefighting agents residues.

Key words: wildland fire, fire suppression, extinguishing water, firefighting foam, subchronical toxicity, Pisum sativum, Sinapis alba

 

Effect of use of non-traditional raw materials on properties and microstructure of cement-bonded particleboards

Tomas MELICHAR, Matej LEDL, Jiri BYDZOVSKY, Amos DUFKA
Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Veveri 331/95, 602 00 Brno, Czech Republic, e-mail: melichar.t@fce.vutbr.cz, ledl.m@fce.vutbr.cz, bydzovsky.j@fce.vutbr.cz, dufka.a@fce.vutbr.cz

This paper presents the topic of modification of composition of cement-bonded particleboards (CBPB). Specifically, cement matrix was modified by partial replacement of cement with finely ground slag (domestic source Oslavany), limestone (product from limestone quarry Kotouc Stramberk) and separated powder <0.063 mm from CBPB ground offcuts as a by-product from board processing. The offcuts are produced as a by-product during the board  to the required dimensions. The aim of the research is the evaluation of influence of modification of composition of CBPB with the focus on mechanical properties and microstructure, respectively. The modification of composition was in terms of partial replacement of cement by 5-15%. Mechanical properties (bending strength, modulus of elasticity, transverse tensile strength) and microstructure (Scanning electron microscopy) were studied with respect to the changes in time (14, 28 and 90 days).

Keywords: Cement-bonded particleboards, binder modification, composition of non-traditional raw material, properties, performance, microstructure, development in time.

 

Wastes perception in construction projects life cycle

Mária KOZLOVSKÁ, Daria KLOSOVA*
Technical university of Košice, Civil Engineering Faculty, Vysokoškolská 4, 042 00 Košice, Slovakia,
e-mail: maria.kozlovska@tuke.sk, daria.klosova@tuke.sk 
* corresponding author

Research on lean technologies in construction and waste minimization has attracted widespread attention of researchers several decades ago. However, this area still has not been fully explored. Construction waste generates during whole construction projects life cycle, but the most waste occurs during construction phase. However, the authors believe that the planning and design phases play a critical role in minimizing waste. Waste reduction in a broader sense can help to improve the effectiveness and efficiency of the construction projects and to minimize costs. The aim of this review is to contribute to the better understanding of waste perception in construction as well as to identify causes of wasteful activities in every phase of construction project life cycle.

Keywords: construction, construction waste, lean construction, wasteful activities, construction project life cycle, modern methods of construction

 

Utilization of waste thermoplastics for ionizing radiation shielding purposes

Tomáš ONDRAČKAa, Lenka FRÝBORTOVÁb, Tomáš URBANb, Eva KULOVANÁa, Jiří KOIŠa, Milan NOVÁČEKa, Jakub JOHNa
aVIA ALTA, a.s., Nádražní, 674 01 Okříšky, Czech Republic
b Czech Technical University, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Břehová 78/7, 115 19 Praha 1, Czech Republic

Recycling of plastic waste allows to reduce the overall environmental pollution. One of the special methods of processing polymer waste is the production of polymer concrete. In addition to the options used so far, polymer concrete can also be used in radiation protection as a shielding for ionizing radiation, especially neutron radiation.

Monte Carlo simulations were used for evalutation of shielding properties for different mixtures based on thermoplastic and glass or sand. Based on the results, the use of polypropylene (PP) and polyethylene (PE) gives a dose rate comparable to or lower than the reference concrete. Optimal filler ratio is 0,3 – 0,4, there is very small difference between sand and glass.

Worse results were obtained with polyethylene terephthalate (PET). The combination PET with glass is more suitable than with sand, but both combinations show worse shielding properties than the reference concrete. The addition of borax to the composite mixture also has a great influence on the shielding effects - the proportion of 1% borax reduces the value of ambient dose equivalent (H*(10)) by about 40%, the higher proportion of borax leads, of course, to an even greater decrease in values.

Keywords: recycling, polymer concrete, ionizing radiation, Monte Carlo simulation

 

Autorská práva:

Creative Commons License
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.