Contribution to the study of flocculation of digestate

The paper deals with the intensification of separating the solid phase of digestate using flocculants only. The separated solid phase should subsequently be used in agriculture for fertilising. Flocculants (polyacrylamides) are difficult to biodegrade. In this respect, they should not deteriorate the properties of the solid phase and the flocculant dose must be as low as possible. The research aimed to identify the optimal cationic flocculant and its application procedure which would enable a dosage that would be both economically and ecologically acceptable. We tested 21 cationic flocculants of different charge density and molecular weight and 1 mixture of two selected flocculants (Sokoflok 53 and Sokoflok 54) with the aim to discover the lowest possible dose of flocculating agent to achieve the effective aggregation of digestate particles. The lowest flocculant doses were obtained using the mixture of flocculants labelled Sokoflok 53 and Sokoflok 54 in 4:1 proportion, both of a low charge density and medium molecular weight, namely 14.54 g/kg of total solids for a digestate from the biogas plant Stonava and namely 11.80 g/kg of total solids for a digestate from the biogas plant Vrahovice. The findings also reveal that flocculation is most effective during two-stage flocculant dosing at different mixing time and intensity

The CHK1 inhibitor MU380 significantly increases the sensitivity of human docetaxel-resistant prostate cancer cells to gemcitabine through the induction of mitotic catastrophe

As treatment options for patients with incurable metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC) are considerably limited, novel effective therapeutic options are needed. Checkpoint kinase 1 (CHK1) is a highly conserved protein kinase implicated in the DNA damage response (DDR) pathway that prevents the accumulation of DNA damage and controls regular genome duplication. CHK1 has been associated with prostate cancer (PCa) induction, progression, and lethality; hence, CHK1 inhibitors SCH900776 (also known as MK-8776) and the more effective SCH900776 analog MU380 may have clinical applications in the therapy of PCa. Synergistic induction of DNA damage with CHK1 inhibition represents a promising therapeutic approach that has been tested in many types of malignancies, but not in chemoresistant mCRPC. Here, we report that such therapeutic approach may be exploited using the synergistic action of the antimetabolite gemcitabine (GEM) and CHK1 inhibitors SCH900776 and MU380 in docetaxel-resistant (DR) mCRPC. Given the results, both CHK1 inhibitors significantly potentiated the sensitivity to GEM in a panel of chemo-naïve and matched DR PCa cell lines under 2D conditions. MU380 exhibited a stronger synergistic effect with GEM than clinical candidate SCH900776. MU380 alone or in combination with GEM significantly reduced spheroid size and increased apoptosis in all patient-derived xenograft 3D cultures, with a higher impact in DR models. Combined treatment induced premature mitosis from G1 phase resulting in the mitotic catastrophe as a prestage of apoptosis. Finally, treatment by MU380 alone, or in combination with GEM, significantly inhibited tumor growth of both PC339-DOC and PC346C-DOC xenograft models in mice. Taken together, our data suggest that metabolically robust and selective CHK1 inhibitor MU380 can bypass docetaxel resistance and improve the effectiveness of GEM in DR mCRPC models. This approach might allow for dose reduction of GEM and thereby minimize undesired toxicity and may represent a therapeutic o

Testing of Intenzification of Solid Separation from Digestate by Centrifugation

Import 05/08/2014Tato diplomová práce se zabývá možnou intenzifikací oddělení složek při odstřeďování vedlejšího produktu anaerobní fermentace zvaného digestát. V první, teoretické části práce jsou popsány vlastnosti a charakter digestátu z hlediska použití tohoto produktu při hnojení zemědělských ploch v souvislosti s platnou legislativou. Rovněž jsou v této části práce nastíněny i další možné způsoby nakládání s digestátem. Následující část práce charakterizuje disperzní soustavy, které představují obě separované složky odstředěného digestátu, a jejich stabilizační mechanismy. Dále se práce zaobírá procesem flokulace se zaměřením na flokulaci s polymerním organickým flokulantem včetně faktorů ovlivňujících tento proces. Praktická část práce popisuje výzkum při testování flokulačních činidel a vyhodnocuje výsledky zadané práce.This thesis deals with the possible intensification of solid separation from biogas plant digestate by centrifugation. First theoretical part of thesis describes the properties and characteristics of digestate in terms of using this product at fertilization on agricultural land in the context of current legislation. The other possible ways of digestate managment are also discussed in this part of thesis. The following part describes dispersion systems in relation to both separated components of skimmed digestate, and their stabilizing mechanisms. Furthermore, the thesis deals with the process of flocculation with specialization on the flocculation with organic polymer flocculant including factors affecting this process. Practical part of thesis describes the research in testing of organic flocculants on digestate and evalutes the results of given thesis.Prezenční546 - Institut environmentálního inženýrstvívýborn

Possibilities of composting the sludge from WWTP.

Import 11/07/2012Tato bakalářská práce se zabývá možnostmi kompostování s využitím kalů z ČOV. V první části práce jsou popsány vlastnosti čistírenských kalů z hlediska stabilizace a hygienizace kalu jako produktu při čištění odpadních vod. Další část práce shrnuje možnosti využití těchto kalů, způsoby a vývoj nakládání s čistírenskými kaly v České republice a ve světě. Následuje hodnocení obsahu živin přítomných v kalech a dále se práce zaměřuje na technologii využití kalů kompostováním, kde jsou popsány podmínky a průběh správného kompostovacího procesu, jednotlivé kompostovací technologie a možnosti následného využití kompostů s obsahem čistírenských kalů.This thesis deals with the possibilities of using sludge from wastewater treatment plants on composting. The first part describes the properties of sewage sludge in terms of stabilization and hygienization of sludge as a product of waste water treatment. Next part of this thesis summarizes the use of sludge and describes methods and development of sewage sludge treatment in the Czech Republic and the world. Evaluation of the nutrient content present in the sludge follows and the work focuses on the technology of sludge composting, where the conditions and the course of correct composting process are described and the individual composting technologies and the possibility of subsequent use of composts with the contents of sewage sludge are also mentioned.Prezenční546 - Institut environmentálního inženýrstvívýborn

Study of Selected Processes in Digestate Treatment.

Tato disertační práce se zabývá problematikou fyzikálně-chemického čištění zemědělských digestátů s užším zaměřením na faktory ovlivňující koagulačně flokulační proces při požadavku dehydratace zemědělského digestátu. Práce teoreticky rozebírá model kalové matrice suspendované biomasy (bakteriální kalové mikrovločky) včetně charakteru látek dispergovaných do vnějšího prostředí. Na základě tohoto teoretického rozboru se práce dále věnuje takzvaným měkkým koloidním částicím - emulzoidům, které jsou globálně uznány jako hlavní příčina problému trvalého uplatění intenzivních separačních technologií u biologických anaerobních kalů. Práce směřuje k specifikaci extracelulárních biopolymerních látek a určení zdrojů povrchového náboje těchto látek, jakož i k přiblížení stability biologické buňky vůči vzájemné kolizi. Dále je v práci hodnocena pufrační schopnost digestátu vzhledem k intenzitě zastoupených pufrových subsystémů. V další části práce jsou uvedeny patentované technologie fyzikálně-chemického čištění digestátu či fugátu, a pro srovnání bilancována účinnost oxidačních a koagulačních procesů při aplikaci na anaerobně stabilizovaný kal. Praktická část práce se věnuje výstupům vlastní experimentální činnosti, které se odvíjely od studie teoretických podkladů. Jsou zde sumarizovány výsledky polymerní flokulace změdělských digestátů v kontextu maximálního výkonu polyakrylamidových flokulantů, dále v kontextu minimálních nutných dávek polymeru pro úspěšnou tlakovou filtraci v závislosti na konkrétním digestátu. Dále je uveden nový postup úpravy digestátu pro odvodnění na kalolisu, který byl poloprovozně ověřen. Následně práce směřuje k rozboru výsledků koagulace digestátů síranem železitým, vyjádření závislosti spotřeby koagulantu na tlumivé kapacitě kalu, pak i k výsledkům dehydratace digestátů organickým polymerem při kyselém pH a závěru je popsáno a hodnoceno i dehydratační působení netypických komplexních kationtů na zemědělský digestát, které vychází z provedené studie.This dissertation deals with the issue of physical-chemical treatment of agricultural digestates with a focus on the factors influencing coagulation and flocculation processes when demanding dehydration of agricultural digestate. Thesis theoretically analyzes the sludge matrix model of suspended biomass (bacterial sludge microfloc) including the character of substances dispersed in the external environment. Based on this theoretical analysis, the thesis deals with so-called soft colloidal particles - emulsoids, which are globally recognized as the main cause of the problem in permanent application of intensive separation technologies on biological anaerobic sludge. The thesis aims at specification of extracellular biopolymers and determination of surface charge sources of these substances, as well as approximation of biological cell stability against mutual collision. In addition, the digestate's buffering capacity is assessed in the work with respect to the intensity of the buffer subsystems. In the next part of the thesis there are noted patented technologies of physicochemical treatment of digestate or its liquid fraction. The efficiency of oxidation and coagulation processes to anaerobically stabilized sludge is described for comparison. The practical part is devoted to the outputs of experimental activities, which were based on the study of the theoretical background. The results of the polymeric flocculation of the digestible digestates in the context of the maximum performance of the polyacrylamide flocculants are summarized, and results in the context of the minimum necessary dosages of the polymer for successful pressure filtration depending on the particular digestate are also summarized. Further, a new treatment procedure of digestate dewatering on the filter press, which has been pilot-tested, is presented. Subsequently, the work is focused on the analysis of fermentation results of digestate with ferric sulphate, expression of the dependence of the coagulant consumption on sludge neutralizing capacity, and the dehydration of digestate with organic polymer at acidic pH and conclusion. The dehydrating action of non-typical complex cations on agricultural digestate is also described and evaluated.546 - Katedra environmentálního inženýrstvívyhově

Contribution To The Study Of Flocculation Of Digestate

The paper deals with the intensification of separating the solid phase of digestate using flocculants only. The separated solid phase should subsequently be used in agriculture for fertilising. Flocculants (polyacrylamides) are difficult to biodegrade. In this respect, they should not deteriorate the properties of the solid phase and the flocculant dose must be as low as possible. The research aimed to identify the optimal cationic flocculant and its application procedure which would enable a dosage that would be both economically and ecologically acceptable. We tested 21 cationic flocculants of different charge density and molecular weight and 1 mixture of two selected flocculants (Sokoflok 53 and Sokoflok 54) with the aim to discover the lowest possible dose of flocculating agent to achieve the effective aggregation of digestate particles. The lowest flocculant doses were obtained using the mixture of flocculants labelled Sokoflok 53 and Sokoflok 54 in 4:1 proportion, both of a low charge density and medium molecular weight, namely 14.54 g/kg of total solids for a digestate from the biogas plant Stonava and namely 11.80 g/kg of total solids for a digestate from the biogas plant Vrahovice. The findings also reveal that flocculation is most effective during two-stage flocculant dosing at different mixing time and intensity

Wykorzystanie pofermentu z biogazowni do wytwarzania nawozów

Fifty plant growing media were prepd. by mixing white peat with digestates from com. biomass gasification plants (and some other org. wastes) and studied for phytotoxicity on Lepidium sativum seeds (germination test). Use of the peat resulted in decreasing pH values of the digestates and a fixation of phytotoxic NH3 on the peat surface according to a cation-exchange mechanism. Six plant growing media (germination rate above 85%, rooting index above 100%) were recommended for practical use in agriculture.Chociaż w Republice Czeskiej ma miejsce boom w budowie biogazowni, to wykorzystanie pozostałości pofermentacyjnych (pofermentów) z tych instalacji jako nawozów w rolnictwie jest wciąż przedmiotem ożywionych dyskusji. Pofermenty zazwyczaj zawierają znaczne ilości azotu amonowego, który przy pH powyżej 8 jest niestabilny i łatwo przechodzi w wolny amoniak, co powoduje nie tylko utratę składników użyźniających glebę, ale również stwarza zagrożenie toksyczne dla edafonu glebowego. Zaleca się zatem komponowanie pofermentu z innymi materiałami, a zwłaszcza z odpadami organicznymi. W pracy wytwarzano nawozy o ulepszonych właściwościach poprzez konwersję pofermentu. Otrzymano i przetestowano 50 mieszanek. Próbki nawozów porównano w testach kiełkowania przeprowadzonych zgodnie z normami czeskimi. Mieszanki pofermentu z torfem miały korzystne charakterystyki i nie wykazywały toksycznego działania na rośliny. Sześć mieszanek wręcz stymulowało wzrost roślin.Web of Science96112330232

CFD as a Decision Tool for Pumped Storage Hydropower Plant Flow Measurement Method

Suitable and accurate flow measurement in pumped storage hydropower plants (PSP) is a challenging task due to the entirely different hydraulic behaviour of the penstock. This study presents a novel approach to choosing a suitable flow measurement method and position. The focus is on the flow measurement in a specific short penstock of the largest peak-load hydropower plant, Orlík, after its transformation to a PSP. Our approach is based on three main pillars: numerical modelling of fluid flow (ANSYS CFX), standards, and scientific literature. First, the steady-state numerical model output for the current state is compared to historical measurements of point velocities using current meters and measured hydraulic losses in the penstock. Subsequently, for the planned conversion to the reversible Francis turbine, including shape modifications of the flow paths, a steady numerical simulation of the flow in the penstock was performed in both turbine and pump modes. By analysing the resulting pressure and velocity fields and comparing them to standards and scientific literature, the values of the uncertainty in the flow measurement were calculated. The outcome is a straightforward evaluation and comparison of three main flow measurement methods: current meter, pressure–time, and ultrasonic transit time