54 research outputs found
Strategies for sustainable and circular management of phosphorus in the baltic sea region: The holistic approach of the inPhos project
No full textDespite the significant reduction of phosphorus (P) discharge in the Baltic Sea in the last decades, obtained through the implementation of some approaches within the Helsinki Convention, eutrophication is still considered the biggest problem for the Baltic Sea environment. Consequently, the reduction of P load is an urgent need to solve, but the complexity of both the environmental and legislative context of the area makes this process difficult (more than in the past). Eutrophication is an intricate issue requiring a proper framework of governance that is not easy to determine in the Baltic Sea Region where the needs of several different countries converge. To identify the most suitable strategy to reduce the eutrophication in the Baltic Sea, the InPhos project (no. 17022, 2018-2019, funded by the European Institute of Innovation & Technology (EIT) Raw Materials) adopted a holistic approach considering technical, political, economic, environmental and social aspects of P management. With the aims to raise awareness about the P challenge, foster the dialogue among all the stakeholders, and find solutions already developed in other countries (such as Germany and Switzerland) to be transferred in the Baltic Sea Region, the InPhos project consortium applied the methodology proposed in this paper, consisting of three main phases: (i) analysis of the available technologies to remove P from waste streams that contribute to eutrophication; (ii) analysis of the main streams involving P in Baltic Sea countries to highlight the potential of more sustainable and circular P management; (iii) study of the current context (e.g., already-existing initiatives and issues). This approach allowed us to identify four categories of recommendations and practical actions proposed to improve P management in the Baltic Sea region. During the project, the consortium mainly addressed social aspects. Following steps beyond the project will be more quantitative to determine the techno-economic feasibility of circular P management in selected demo cases in the region
Dilution as a Solution: Targeting Microbial Populations with a Simplified Dilution Strategy
No full textABSTRACT The gut microbiota is an integral part of maintaining resistance against infection by Clostridioides (Clostridium) difficile, a pathogen of increasing concern in both health care and community settings. The recent article by J. M. Auchtung, E. C. Preisner, J. Collins, A. I. Lerma, and R. A. Britton (mSphere 5:e00387-20, 2020, https://doi.org/10.1128/mSphere.00387-20) demonstrates an innovative approach to identify microbes that inhibit C. difficile by employing a dilution scheme to test different microbial mixtures in vitro and in vivo. This type of approach can advance the identification and validation of specific microbes that elicit functions of interest for many conditions involving the microbiota, of which the complexity and variability can often complicate causality
Analysis of methods for determination of conditions of municipal wastewater discharge into recipients in selected countries
No full textPrzedstawiono wyniki analizy porównawczej metod będących podstawą do ustalania warunków wprowadzania ścieków komunalnych do odbiorników oraz regulacji prawnych, dotyczących kryteriów ich oczyszczania w wybranych państwach. Szczególną uwagę zwrócono na wymagany stopnień usuwania związków biogennych ze ścieków. Analiza różnych podejść do problemu warunków odprowadzania ścieków do wód powierzchniowych w różnych państwach potwierdziła skomplikowany charakter zagadnień dotyczących normowania jakości wody oraz ustalania dopuszczalnych ładunków zanieczyszczeń wprowadzanych do środowiska. W artykule zdefiniowano założenia różnych podejść metodycznych w zakresie opracowania standardów jakości ścieków oczyszczonych. Przedstawiono sposób ustalania warunków wprowadzenia ścieków do odbiorników w niektórych krajach członkowskich Unii Europejskiej oraz w krajach będących wcześniej częścią byłego Związku Radzieckiego. Przeanalizowano wady i zalety stosowanych metod oraz współczesne tendencje w zakresie opracowywania kryteriów dotyczących oczyszczania ścieków komunalnych w różnych państwach. Analizowane zagadnienia zilustrowano przykładami wymogów prawnych dotyczących obowiązującego stopnia oczyszczania ścieków komunalnych w krajach unijnych oraz w krajach nienależących do UE.Results of comparative analysis of methods for determination of treated urban wastewater discharge conditions as well as of the legal regulations for the wastewater treatment in selected countries were presented. Particular attention was paid to required level of nutrient removal from the wastewater. Analysis of a variety of approaches to the conditions of wastewater discharge into surface waters across different countries confirmed the complexity of issues related to water quality rating as well as to permissible loads of pollutants introduced into the aquatic environment. The paper defined basic assumptions of existing methodological approaches related to development of treated effluent quality standard. The procedure for establishing conditions for wastewater discharge into recipients in some member states of the European Union and in former Soviet Union countries was introduced. Advantages and disadvantages of applied methodologies were analyzed together with modern trends in development of urban wastewater treatment criteria in different countries. The issues discussed were illustrated with examples of legal requirements concerning required level of municipal wastewater treatment in the EU and non-EU countries
Analiza bilansu związków biogennych w ściekach komunalnych oczyszczani Jaworzno-Dąb
No full textThe role of municipal wastewater in the development of eutrophication processes due to high content of nutrients will be increasing correspondingly with economic development. However, treatment technologies do not always provide an effective protection of surface waters against eutrophication. Biogenic substances on their way from the place of their origin to the discharge to water receiver undergo significant transformations. The knowledge about it is essential to understand some theoretical issues and to develop the methods of protection against eutrophication. In recent decades, many countries have introduced an advanced wastewater treatment technologies for increased nutrients removal. However, regardless of the fact that load of biogenic substances was significantly reduced, the substantial successes in preventing of eutrophication processes has failed to achieve. Moreover, as research has shown, wastewater treated in conventional biological technologies can accelerate the process of eutrophication, because it characterized by a high content of mineral forms of nitrogen and phosphorus, which are easily absorbed by aquatic vegetation. European and national requirements in terms of treated wastewater quality discharged into receivers concern the contents of total nitrogen and phosphorus, while the most available to algae are their dissolved inorganic forms. Knowledge about the content of bioavailable forms of nutrients in wastewater discharged into receiver allows to make rational decisions when choosing wastewater treatment technologies, as advanced technologies of deep nutrients removal are an extremely capital-intensive investments. In view of the above considerations the research was undertaken on the content of various forms of nitrogen and phosphorus in municipal wastewater discharged from wastewater treatment plant Jaworzno-Dab, the results of which are presented in this article.Rola ścieków komunalnych w rozwoju procesów eutrofizacji ze względu na dużą zawartość substancji biogennych będzie wzrastać wraz z rozwojem gospodarczym, a technologie ich oczyszczania nie zawsze zapewniają skuteczną ochronę wód przed eutrofizacją. Substancje eutrofizujące na drodze od miejsca ich powstawania do miejsca zrzutu do odbiornika ulegają znacznym transformacjom, których znajomość jest bardzo istotna do zrozumienia niektórych zagadnień teoretycznych oraz opracowania sposobów ochrony przed eutrofizacją. W ostatnich dziesięcioleciach w wielu państwach wprowadzono zaawansowane technologie oczyszczania ścieków w celu wzmożonego usuwania substancji biogennych. Jednak bez względu na to, że ładunki substancji eutrofizujących znacznie się zmniejszyły, nie udało się osiągnąć znacznych sukcesów w zapobieganiu procesom eutrofizacji. Co więcej, jak pokazały badania, ścieki oczyszczone w konwencjonalnych układach biologicznego oczyszczania przyspieszają procesy eutrofizacji, ponieważ zawierają duże ilości mineralnych form azotu i fosforu, łatwo przyswajalnych przez roślinność wodną. Wymagania europejskie i krajowe w zakresie jakości ścieków oczyszczonych wprowadzanych do odbiorników dotyczą zawartości ogólnego azotu i fosforu, natomiast najbardziej dostępną dla glonów formą tych pierwiastków są ich rozpuszczone nieorganiczne formy. Wiedza o zawartości przyswajalnych form związków biogennych w ściekach, odprowadzanych do wód powierzchniowych, pozwoli na podejmowanie racjonalnych decyzji przy wyborze technologii oczyszczania ścieków, ponieważ zaawansowane technologie głębokiego usuwania substancji biogennych stanowią wyjątkowo kapitałochłonne inwestycje. Mając na uwadze powyższe rozważania, podjęto badania nad strukturą zawartości różnych form azotu i fosforu w ściekach komunalnych odprowadzanych z oczyszczalni ścieków Jaworzno-Dąb, wyniki których przedstawiono w niniejszym artykule
Circular economy model framework in the European water and wastewater sector
No full textOne of the key elements in the transformation towards a circular economy (CE) is providing more sustainable practices for resources and waste management. Improvement actions focused on transformation towards a CE should be targeted at all groups of materials and waste. As water is essential for human survival and well-being and plays a significant role in sustainable development (SD), the actions related to the reuse of water and the recovery of raw materials from wastewater and other water-based waste should be taken. The paper presents a proposition for a new CE model framework in the water and wastewater sector, which includes the six following actions: reduction—prevent wastewater generation in the first place by the reduction of water usage and pollution reduction at source; reclamation (removal)—an application of effective Technologies for the removal of pollutants from water and wastewater; reuse—reuse of wastewater as an alternative source of water supply (non-potable usage), recycling—recovery of water from wastewater for potable usage; recovery—recovery of resources such as nutrients and energy from water-based waste, and rethink—rethinking how to use resources to create a sustainable economy, which is `free` of waste and emissions. The novelty of the proposed CE model framework is that it presents possible ways of implementing CE principles in the water and wastewater sector, with a strong emphasis not only technological but also organisational and societal changes. Application of the proposed model may help to further transform the European economy to the CE model. Moreover, the indicated model can be significant tool supporting an assessment of local or regional progress towards CE in the water and wastewater sector and further environmental management and planning
Effiziente Verfahren zur Parallelisierung von EMV-Simulationen für den Entwurfsprozess integrierter Schaltungen
No full textIn dieser Arbeit wird mit einer parallelisierten Version des PCG-Verfahrens (<i>preconditioned conjugate gradient method</i>) eine effiziente Technik zur numerischen Lösung großer Gleichungssysteme vorgestellt. Der Anwendungsbereich ist dabei die Simulation numerischer Feldberechnungen (beispielsweise durch die Finite-Elemente-Methode). Es wird ferner auf eine Datenstruktur eingegangen, die für die spezielle Struktur der auftretenden Koeffizientenmatrizen geeignet ist
Efficient process in the parallelization of electromagnetic compatibility (EMC) simulations for the design process of the integrated circuit
No full textIn dieser Arbeit wird mit einer parallelisierten Version des PCG-Verfahrens (preconditioned conjugate gradient method) eine effiziente Technik zur numerischen Lösung großer Gleichungssysteme vorgestellt. Der Anwendungsbereich ist dabei die Simulation numerischer Feldberechnungen (beispielsweise durch die Finite-Elemente-Methode). Es wird ferner auf eine Datenstruktur eingegangen, die für die spezielle Struktur der auftretenden Koeffizientenmatrizen geeignet ist
An attempt at development of a regression model for estimating BOD5 values of municipal wastewater
No full textJednym z podstawowych składników ścieków komunalnych są zanieczyszczenia organiczne, których zawartość jest określana najczęściej na postawie ich biochemicznego zapotrzebowania na tlen (BZT5). W artykule opracowano prosty model regresyjny do szacowania wartości BZT5 ścieków komunalnych w celu zapewnienia bieżącej kontroli sprawności procesu biologicznego oczyszczania oraz możliwości optymalizacji warunków eksploatacji reaktorów biologicznych. Model opracowano na podstawie danych pochodzących z wieloletniego (1990–2000) monitoringu jakości ścieków w oczyszczalni Terrence J. O’Brien Water Reclamation Plant w Chicago (USA). Analizie statystycznej poddano wartości następujących wskaźników jakości ścieków dopływających do oczyszczalni: pH, BZT5, zawiesiny ogólne, azot amonowy, azot Kjeldahla oraz azotany. Wszystkie obliczenia wykonano w programie statystycznym R z nakładką R Studio w wersji 1.0.143. Do wyboru parametrów istotnych do budowy modelu zastosowano kryterium informacyjne Akaikego (AIC) oraz algorytm Leaps. Na podstawie wyników testowania sformułowano model regresyjny do szacowania wartości BZT5 ścieków komunalnych wykorzystujący zawartości zawiesin ogólnych oraz azotu Kjeldahla i azotanów w ściekach. Algorytm formułowania modelu regresyjnego, przydatnego do szybkiego uzyskiwania przybliżonych wartości BZT5 ścieków, może posłużyć do budowy podobnych modeli na potrzeby innych oczyszczalni ścieków, bez konieczności częstego wykonywania oznaczeń laboratoryjnych i długiego oczekiwania na ich wyniki.One of the primary components of municipal
sewage is organic pollution, the content of which is determined
most often on the basis of its biochemical oxygen
demand (BOD5). In the paper, a simple regression model
was developed to estimate BOD5 values of municipal
sewage in order to ensure ongoing effi ciency control of the
biological treatment process and possibilities for optimizing
the operating conditions of biological reactors. The model was
developed from the long-term monitoring data (1990–2000)
on wastewater quality in the Terrence J. O’Brien Water Reclamation
Plant in Chicago (USA). Statistical analysis covered
the following quality indicators for the sewage material fl owing
into the treatment plant: pH, BOD5, total suspended solids,
ammonium nitrogen, Kjeldahl nitrogen and nitrates. All calculations
were made using a statistical program R with R Studio
patch, version 1.0.143. Akaiki Information Criterion (AIC) and
the Leaps algorithm were employed to select parameters relevant
to constructing the model. Based on the results of model
testing, the regression model for BOD5 values estimation in
municipal wastewaters was formulated. The model employed
parameters such as total suspended solids, Kjeldahl nitrogen
and nitrates wastewater content. The algorithm of formulating
the regression model that allows for quick generation of
approximate BOD5 values in wastewater can be applied to
development of similar models for other treatment plants,
with no need for frequent laboratory testing and long wait
for the results
Computer simulation of activated sludge process to obtain the minimum eutrophication potential of municipal wastewater
No full textPo 15 latach wdrażania Ramowej Dyrektywy Wodnej, której podstawowym celem było osiągniecie w 2015 r. dobrego stanu wszystkich wód w państwach unijnych, okazało się, że tylko 53% wód powierzchniowych w Europie osiągnęło ten cel, a nadmiar substancji biogennych występuje w około 30% wód w 17 państwach członkowskich, w tym także w Polsce. Taki stan powoduje dalszy rozwój eutrofizacji i związane z tym poważne komplikacje w zakresie wszystkich kategorii użytkowania wód. Fakty te wskazują na niekorzystny bilans poniesionych kosztów i uzyskanych korzyści w zakresie zapobiegania negatywnym skutkom eutrofizacji poprzez ograniczanie wprowadzania do wód powierzchniowych substancji biogennych z oczyszczalni ścieków, a także na brak osiągnięcia założonych efektów ekologicznych przy ogromnych nakładach inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Oznacza to, że nadal występują luki w zakresie ustalania warunków wprowadzenia ścieków do wód, które nie uwzględniają wiedzy na temat postaci substancji biogennych potęgujących proces eutrofizacji. W środowisku wodnym takimi formami biogenów są ich formy bioprzyswajalne (mineralne), bezpośrednio dostępne dla autotroficznych organizmów roślinnych. Wyniki przeprowadzonych badań symulacyjnych, nakierowanych na poszukiwanie prostszych i tańszych technologii biologicznego usuwania substancji biogennych i odprowadzanie do odbiornika ścieków oczyszczonych o niskim potencjale eutrofizującym, potwierdziły możliwość doboru skutecznych technologii usuwania substancji biogennych, które jednocześnie pozwolą na ograniczenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych oczyszczania ścieków i bardziej skuteczną ochronę odbiorników przed eutrofizacją.15 years from starting the implementation of Water Framework Directive, primary objective of which was to achieve good status of all waters in the EU countries by 2015, only 53% of surface waters in Europe have reached the set goal, and excessive amounts of nutrients are observed in about 30% of water bodies in 17 member states, including Poland. Consequently, the eutrophication progresses causing serious complications with regard to all the water use categories. These facts indicate an unfavorable cost-benefit balance in terms of preventing adverse effects of eutrophication by reducing nutrient discharge from wastewater treatment plants and failure to achieve the set ecological goals despite huge capital expenditures and operating costs. This means that gaps in respect of determining the conditions of wastewater discharge into the receivers still exist, which prevent taking into account the knowledge on nutrient forms accelerating eutrophication. In the aquatic environment such forms of nutrients are their bioavailable mineral forms, immediately assimilable by autotrophic plant organisms. The results of computer simulations, aimed at identification of simpler and cheaper technologies of biological nutrient removal and discharge of an effluent of low eutrophication potential, confirmed feasibility of selecting effective nutrient removal technologies that would also limit the investment and operational costs of sludge wastewater treatment and provide more effective protection of receivers against eutrophication
Geotouristic attractions of the Danakil Depression
No full textGeotourists and unconventional tourists will be definitely interested in the Danakil Valley. It is rarely visited place but absolutely extraordinary in many ways. It is in an area of divergence of lithosphere plates and, therefore connected to that, seismic and volcanic activity can be observed. Stunning terrain forms, geological structures, colours and diversity seem to be unreal. This desert is very inhospitable due to poisonous exhalations, omnipresent salt, an extremely hot climate, water deficiency and the fact that fauna and flora don’t exist here. Despite all of these inconveniences, the Danakil Valley is inhabited by the Afars, a population thriving mainly on primitive salt production. Their rare culture is worth attention too. Not so long ago they were hostile and even now natives can be unpredictable and dangerous. Additionally, visitors should remember other difficulties: legal, organisational, financial and, above all, natural and climatic ones
- …
