Ανάπτυξη και εφαρμογή ολοκληρωμένου μοντέλου προσομοίωσης λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων

Σαραντόπουλος, Βασίλειος; Sarantopoulos, Vasileios

dc.contributor.author	Σαραντόπουλος, Βασίλειος	el
dc.contributor.author	Sarantopoulos, Vasileios	en
dc.date.accessioned	2016-03-04T08:17:44Z
dc.date.available	2016-03-04T08:17:44Z
dc.date.issued	2016-03-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42089
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10451
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εγκατάστασεις επεξεργασίας λυμάτων	el
dc.subject	Προσομοίωση	en
dc.subject	Κατανάλωση οξυγόνου	el
dc.subject	Κατανάλωση ενέργειας	el
dc.subject	Εκπομπές αερίων θερμοκηπίου	el
dc.subject	Waste water treatment plants	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Oxygen consumption	en
dc.subject	Eergy consumption	en
dc.subject	Greenhouse gas emissions	en
dc.title	Ανάπτυξη και εφαρμογή ολοκληρωμένου μοντέλου προσομοίωσης λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μαθηματική προσομοίωση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-11-04
heal.abstract	Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και η εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου μοντέλου προσομοίωσης λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων. Για την προσομοίωση του βιοαντιδραστήρα της εγκατάστασης το μαθηματικό ομοίωμα βασίστηκε στο μοντέλο ενεργού ιλύος ASM1, ενώ για τη δεξαμενή τελικής καθίζησης χρησιμοποιήθηκε ένα μονοδιάστατο μοντέλο, το οποίο στηρίζεται στη θεωρία ζωνικής καθίζησης. Για τις υπόλοιπες μονάδες της εγκατάστασης χρησιμοποιήθηκαν ισοζύγια μάζας βάσει του βαθμού απόδοσης κάθε μονάδας. Εκτός από την προσομοίωση των διεργασιών εντός των μονάδων της εγκατάστασης, το αναπτυσσόμενο μοντέλο έχει την ικανότητα να εκτιμά την παραγωγή βιοαερίου, τις καταναλώσεις οξυγόνου στα αεριζόμενα διαμέρισματα του βιοαντιδραστήρα, τις καταναλώσεις ενέργειας σε κάθε μονάδα της εγκατάστασης και τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. Στη συνέχεια, το μοντέλο αυτό χρησιμοποιείται για να ελεγχθεί μια σειρά από εφαρμογές που σχετίζονται με την επίδραση ορισμένων στοιχειομετρικών και κινητικών παραμέτρων στην απόδοση μιας προσομοιούμενης εγκατάστασης, καθώς και η επίδραση λειτουργικών παραμέτρων. Επιπλέον, διερευνάται η δυναμικότητα του συστήματος και, τέλος, η απόκριση της εγκατάστασης σε περιπτώσεις δυναμικής φόρτισης. Τα κυριότερα ευρύματα που προέκυψαν από την αξιολόγηση των εξεταζόμεων εφαρμογών είναι τα εξής: • Η παράμετρος των λυμάτων με τη μεγαλύτερη επίδραση στην απόδοση της εγκατάστασης είναι ο μέγιστος ειδικός ρυθμός ανάπτυξης της αυτοτροφικής βιομάζας (μΑ). • Η εγκατάσταση δεν λειτουργεί αποδοτικά σε χαμηλούς χρόνους παραμονής (Θc) και χαμηλές θερμοκρασίες λυμάτων. • Υψηλοί βαθμοί απόδοσης στις μονάδες πρωτοβάθμιας καθίζησης, πάχυνσης και αφυδάτωσης οδηγούν σε μείωση της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. • Το παραγόμενο βιοαέριο αυξάνεται όταν οι μονάδες πρωτοβάθμιας καθίζησης και χώνευσης λειτουργούν αποδοτικότερα. • Οι παράμετροι που επηρεάζουν σε μεγαλύτερο βαθμό τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου είναι ο χρόνος παραμονής στερεών στο σύστημα (Θc), η θερμοκρασία των λυμάτων και η αποτελεσματικότητα του χωνευτή. • Η αναχαίτιση της νιτροποιητικής ικανότητας μειώνει τη δυναμικότητα του συστήματος.	el
heal.abstract	The purpose of this diploma thesis is the development and implementation of an integrated model for the simulation of the operation of waste water treatment plants. For the simulation of the bioreactor the mathematical model is based on the activated sludge model ASM1, while for the secondary clarifier a one-dimensional model is used which is based on the general flux theory for zone settling. For the other units of the plant mass balances based on the efficiency of each unit were used. In addition to the simulation of processes in the units of the plant, the developing model is able to estimate the biogas production, the oxygen consumption in the aerated compartments of the biological reactor, the energy consumption in each unit of the plant and the greenhouse gas emissions. Subsequently, this model is used for a number of implementations, which are related to the influence of some stoichiometric and kinetic parameters on a simulated plant’s efficiency and the influence of operating parameters. In addition, an assessment of the system’s capacity and, finally, the response of the plant in dynamic loading conditions was also performed. The main conclusions that were emerged from the evaluation of the different implementations are:  The parameter of wastewater with the greatest impact on the performance of the plant is the maximum specific growth rate of autotrophic biomass (μA).  The plant can’t operate efficiently at low solids retention time (SRT) and low temperatures.  High efficiency in units of primary sedimentation, thickening and dewatering leads to a reduction in electricity consumption.  The produced biogas is increased when units of primary sedimentation and digestion operate more efficiently.  The parameters that effect mostly on greenhouse gas emissions is the solids retention time (SRT), the temperature of the wastewater and the efficiency of digester.  Reduction of the nitrification capacity reduces the system’s capacity.	en
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλά, Βασιλική	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	213 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true