Fabrication and characterization of polyethersulfone nanocomposite membranes for the removal of endocrine disrupting micropollutants from wastewater. Mechanisms and performance

Producción CientíficaThe addition of carbon nanotubes to improves the removal and adsorption of endocrine disrupting micropollutants (bisphenol A and nonylphenol). Increasing the SWCNT (single walled carbon nanotubes) content increases removal and diminishes reversible and irreversible fouling. The isoelectric point of the SWCNT containing membranes decreases when the content of nanotubes increases with more negative charges at alkaline pH. Because, the nanotube loaded membranes are also less hydrophilic and bisphenol and nonylphenol are hydrophobous, adsorption plays a key role in the removal of micropollutants. An increase in the transmembrane applied pressure decreases the removal and more steeply for the membranes containing more SWCNT. Higher porosities, leading to higher water permeabilities, are also obtained for more loaded membranes. Too high SWCNT contents lead to a saturation and decrease of removal probably because high porosities lead to a decrease in adsorption due to both a decrease in the available surface and a sweeping action of convection through the membrane.Junta de Castilla y León (programa de apoyo a proyectos de investigación – Ref. VA302U13

Reduction of seafood processing wastewater using technologies enhanced by swim–bed technology

The increasing growth of the seafood processing industries considerably requires more industrial process activities and water consumption. It is estimated that approximately 10–40 m3 of wastewater is generated from those industries for processing one-tonne of raw materials. Due to limitations and regulations in natural resources utilization, a suitable and systematic wastewater treatment plant is very important to meet rigorous discharge standards. As a result of food waste biodegradability, the biological treatment and some extent of swim-bed technology, including a novel acryl-fibre (biofilm) material might be used effectively to meet the effluent discharge criteria. This chapter aims to develop understanding on current problems and production of the seafood wastewater regarding treatment efficiency and methods of treatment

Mechanical proprieties of round vegetables

Do analizy przebiegu deformacji warzyw i owoców o kształcie kulistym, wykorzystuje się równania konstytutywne oraz hipotezy wytrzymałościowe, np. zagadnienia Hertza i Boussinesqa. Istnieją jednak zgrubienia jadalne warzyw, utworzone z przylegających do siebie niezależnych liści, w stosunku do których przydatność tych teorii jest wątpliwa. Proponowana metoda umożliwia wyznaczenie umownego oporu mechanicznego, stawianego przez bryłę kulistą ściskaną pomiędzy dwiema płytami. Przeprowadzono testy wytrzymałościowe oraz histerezy odkształceń cebuli i pędów kapusty brukselskiej, porównano wielkości nakładów energii właściwej na jednostkę masy oraz obliczono pozorny współczynnik sprężystości.To the analysis of the course deformation of round vegetables and fruits, are uses the constitutive equations and strength hypotheses, eg. Hertz and Boussinesq problems. Exist however edible callosities of vegetables formed from close-fitting to themselves independent leaves, with relation to of which the usefulness of these theories is doubtful. Proposed method makes possible the delimitation of the conventional mechanical resistance, placed by the spherical block squeezed among two plates. It were makes hysteresis and strength tests of the onion and Brussels sprouts, one compared values of the proper energy on the mass unit and one counted the apparent coefficient of the elasticity

Evaluation of the possibilities of determining the elasticity coefficient for ball-shaped vegetables

Nieregularność kształtu oraz niejednorodność struktury stanowią ograniczenie wykorzystania teorii Hertza do obliczeń współczynnika sprężystości E warzyw o kształcie kulistym. Zaproponowano metodę obliczeń pozornego współczynnika sprężystości EC na podstawie nakładów jednostkowej pracy obciążenia. Przeprowadzono test ściskania oraz histerezy do obserwacji zmian chwilowych zmian wartości obu współczynników ze wzrostem odkształcenia. Stwierdzono, że wartość współczynnika EC w większym stopniu wykazuje cechy stałej materiałowej, wykorzystywanej do porównania właściwości mechanicznych różnych gatunków warzyw.Irregularity of shape and heterogeneity of structure limit the use of Hertz's theory to calculate the elasticity coefficient for ball-shaped vegetables. We have proposed a method for calculating an apparent elasticity coefficient EC on the basis of expenditure of unit work of load. Compression and hysteresis tests were performed to observe momentary changes in values of both the coefficients occurring with an increase in deformation. It has been found that the value of the coefficient EC shows rather the characteristics of the material constant, used to compare mechanical properties of various vegetable species

Effects of morphological diversification on the mechanical proprieties of brussels sprouts

Niejednorodność morfologiczna i nieciągłość struktury bocznych pędów kapusty brukselskiej, jest przyczyną niejednakowego przebiegu odkształcenia, w zadanych warunkach obciążenia. Obliczano wartości nakładów energetycznych oraz umownego współczynnika sprężystości, na podstawie przebiegów siła – przemieszczenie, podczas testów ściskania i histerezy odkształceń. Analizowano także przebieg kumulacji i rozproszenia energii sprężystej, na podstawie testów reologicznych. Stwierdzono, że wytrzymałość i poziom nakładów energetycznych w kierunku osiowym, są kilkakrotnie mniejsze niż w kierunku do niego prostopadłym. Stała wartość średnia pozornego współczynnika sprężystości świadczy o tym, że anizotropia właściwości mechanicznych bocznych pędów kapusty brukselskiej ma charakter pozorny i jest konsekwencją przebiegu zjawiska konsolidacji.The morphological inhomogeneity and discreteness of Brussels sprouts structure is at the bottom of not alike course of deformation in given load conditions. It was counted values energy and the conventional coefficient of the elasticity on base the force - dislocation courses during the compression and hysteresis tests. Course of the accumulation and dispersion of the stored energy on base rheological tests, were analyzed too. It was found that the strength and energy level toward axial were several times less than toward normal to him. The constant mean value of the apparent coefficient of elasticity testifies hereof that the anisotropy of mechanical properties of Brussels sprouts has an apparent character and it is a consequence of the consolidation phenomenon

Heterogeneity of mechanical properties of onion

Heterogeniczność i nieciągłość struktury warzyw, utworzonych z autonomicznych liści, jest przyczyną niejednakowego przebiegu odkształcenia, w zadanych warunkach obciążenia. Badano zgrubienia jadalne cebuli odmiany Wolska, przeprowadzono test wytrzymałościowy, obliczono wartości nakładów pracy oraz pozornego współczynnika sprężystości, w zależności od kierunku obciążenia. Na podstawie testów reologicznych określono zróżnicowanie zdolności kumulacji i intensywności rozproszenia energii sprężystej. Stwierdzono, że odkształcenia w kierunku osi podłużnej rośliny wymagają blisko dwukrotnie większych nakładów energetycznych niż w kierunku promieniowym.Heterogeneity and discontinuity of the structure of vegetables, made of autonomous leaves, is the cause of uneven process of deformation in the given load conditions. The edible swelling of onion of the Wolska variety was studied, a strength test was performed, the work expense and the apparent modulus of elasticity values were calculated, in relation to the direction of load. Based on reological tests, the differences in the accumulation capacity and intensity of dissipation of elastic strain energy were established. It was found that deformations in the longitudinal direction of the plant axis require nearly twice as much energy expense as compared to the radial direction

Zmiany właściwości mechanicznych owoców kumkwata (Citrus japonica Thunb.) i miechunki (Physalis peruviana L.) podczas przechowywania

The selected physical properties as well as mechanical proprieties of kumquat and cape gooseberry fruit kept in the temperature of 12°C for 3 days, 8°C for 6 days and 4°C for 9 days were studied. The mass and size of fruit in three perpendicular directions were determined and density and moisture of tested material were calculated. Compressive tests of whole fruit were conducted for two directions of load application in order to determine the unit work WP an apparent coefficient of elasticity, stress σ and strain ε. The growth of inputs of the deformation work with expansion of the storage time was confirmed with regard to kumquat fruit which is related to the decrease of their conventional density. The decrease of the stress and elasticity values coefficient of cape gooseberry fruit with higher temperatures of storing expressed with the change of the slope angle of curves of the relation of stress-deformation was proved.Badano cechy fizyczne oraz właściwości mechaniczne owoców kumkwata i miechunki, przechowywanych w temperaturze 12ºC przez 3 dni, 8ºC przez 6 dni oraz 4ºC przez 9 dni. Wyznaczono masę i rozmiary owoców w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach, obliczano gęstość i wilgotność. Przeprowadzono testy ściskania dla dwóch kierunków przyłożenia obciążenia do wyznaczenia jednostkowej pracy WP, pozornego współczynnika sprężystości EC, naprężenia σ oraz odkształcenia ε. W odniesieniu do owoców kumkwata stwierdzono wzrost nakładów pracy odkształcenia przy wydłużeniu czasu składowania, co wiąże się ze spadkiem umownej gęstości owoców. Stwierdzono obniżenie wartości naprężenia i współczynnika sprężystości owoców miechunki przy wyższych temperaturach składowania jako skutek zmiany kąta nachylenia krzywej zależności od przebiegu odkształcenia

Rheological properties of fruit of the selected cultivars of plum

Podczas zbioru, transportu i przechowywania materiał pochodzenia roślinnego podlega zarówno obciążeniom statycznym, jak i dynamicznym. Wiąże się to z możliwością powstania uszkodzeń mechanicznych, stanowiących niepożądany efekt w przypadku owoców przeznaczonych do bezpośredniej konsumpcji. Na podstawie testów reologicznych można uzyskać rodziny krzywych zależności naprężeń i przemieszczeń w funkcji czasu. Dotychczas brak jest kompleksowego opracowania o charakterze porównawczym, rozpatrywane są jedynie standardowe modele obiektu badań. Z przeprowadzonych badań wynika, że skrócenie czasu realizacji testów reologicznych skutkuje zmianą obliczonych wartości parametrów modeli standardowych. Do wnioskowania o zmianach wartości współczynników E oraz η bardziej przydatne są modele empiryczne.During cropping, transport and storing, plant material is subjected to both static and dynamic loads. It is related to possibility of mechanical damages, which constitute undesired effect in case of fruit for direct consumption. On the basis of rheological tests, families of stress and dislocation curves as the time function may be obtained. There has been no complex comparative study so far. Standard models of the research object are only discussed. It results from the research, which was carried out, that shortening the time of performance of rheological tests results in the change of the calculated values of standard models parameters. Empirical models are more useful for conclusions related to changes of E and η coefficient values

Separation of selected organic micropollutants using the ultrafiltration membrane modified with carbon nanotubes

Porównano właściwości oraz potencjał separacyjny i podatność na zjawisko blokowania trzech membran ultrafiltracyjnych. Przedmiotem badań były membrana komercyjna UE50 oraz dwie wytworzone w warunkach laboratoryjnych membrany – polieterosulfonowa (PES) oraz polieterosulfonowa modyfikowana nanorurkami węglowymi z grupami hydroksylowymi (PES-SWCNT-OH). Potencjał separacyjny membran określono względem wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych – kofeiny, bisfenolu A i pentachlorobenzenu. Wykazano, że stopień eliminacji tych związków zależał głównie od ich właściwości fizyczno-chemicznych. Skuteczność usuwania związków o wysokiej hydrofobowości, tj. bisfenolu A i pentachlorobenzenu była zdecydowanie większa niż hydrofilowej kofeiny. Ponadto stwierdzono, że za efekt separacji mikrozanieczyszczeń odpowiadało zjawisko adsorpcji na membranie modyfikowanej nanorurkami węglowymi, które zwiększały jej pojemność adsorpcyjną. Wszystkie badane membrany ultrafiltracyjne charakteryzowały się mniejszą skutecznością separacyjną wraz ze wzrostem ciśnienia transmembranowego. Przy wyższych ciśnieniach transport masy przez membranę był szybszy, co skutkowało krótszym czasem kontaktu mikrozanieczyszczeń z membraną. Badania wykazały, że powierzchnia modyfikowanej membrany ultrafiltracyjnej ulegała mniejszemu blokowaniu niż powierzchnia membrany komercyjnej UE50. Za przyczynę lepszej odporności modyfikowanej membrany na to zjawisko uznano większą chropowatość jej powierzchni objawiającą się występowaniem licznych wypustek, co utrudniało powstawanie równomiernej warstwy osadu. Za istotny należy również uznać fakt, że membrana była modyfikowana nanorurkami węglowymi z grupami tlenowymi, co nadało jej bardziej hydrofilowy charakter. Właściwość ta ograniczała podatność membrany na blokowanie, gdyż zmniejszała siłę oddziaływań hydrofobowych między powierzchnią a usuwanymi zanieczyszczeniami.This study compares retention characteristics and retention potential as well as antifouling properties of three ultrafiltration membranes. The commercial membrane UE50 and two membranes produced under laboratory conditions – polyethersulfone membrane (PES) and polyethersulfone membrane modified with hydroxyl-functionalized carbon nanotubes (PES-SWCNT-OH) – were selected for the research. Retention potential was determined for selected organic micropollutants, i.e. caffeine, bisphenol A and pentachlorobenzene. It was determined that removal degree of micropollutants depended mainly on their physicochemical properties. Removal efficacy of highly hydrophobic substances, i.e. bisphenol A and pentachlorobenzene was significantly higher than of hydrophilic caffeine. Furthermore, it was found that adsorption played a key role in the micropollutant removal and the process was more intense on the modified membrane as nanotubes enhanced sorption capacity of the membrane. For all the ultrafiltration membranes studied, the retention of micropollutants decreased with an increase of the transmembrane pressure. At higher pressures, mass transport through the membrane was faster and resulted in shorter contact time between the micropollutants and membrane. Moreover, the modified ultrafiltration membrane had better antifouling properties compared to the commercial membrane UE50. It was an effect of its rougher surface with multiple protrusions, which interfered with even sediment layer formation. Importantly, the membrane was modified with hydroxyl-functionalized carbon nanotubes, which added to its hydrophilic character. The same it improved the antifouling properties of the membrane by weakening the hydrophobic interactions between the membrane surface and target pollutants

Determination of the most effective operating conditions of membrane bioreactor used to industrial wastewater treatment

The effectiveness of co-treatment of leachates from an old site of municipal landfill with a dairy industry wastewater in a membrane bioreactor has been investigated. The subjects of the study were leachates collected at the municipal landfill in Tychy and dairy wastewaters from Dairy Plant in Bieruń. The determination of the most effective technological parameters of the process, i.e. activated sludge load and its concentration and types of COD fractions in the reactor influent was made. It was shown that the activated sludge load at the level of 0.06 g COD/(gDM·d) was the highest permissible one among all the investigated loads and the process run effectively within the whole investigated range of concentrations of activated sludge in a bioreactor. It was found that in the treated wastewater, the fraction of easily degradable organic compounds was the dominant one