Διυλιστήριο αποβλήτων: Σχεδιασμός και ανάλυση βάσει περιβαλλοντικών και τεχνο-οικονομικών όρων

Παπαγεωργίου, Γεώργιος; Papageorgiou, Georgios

dc.contributor.author	Παπαγεωργίου, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Papageorgiou, Georgios	en
dc.date.accessioned	2016-10-26T11:25:00Z
dc.date.available	2016-10-26T11:25:00Z
dc.date.issued	2016-10-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43927
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13410
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	Διυλιστήριο αποβλήτων	el
dc.subject	ΑΚΖ	el
dc.subject	Waste refinery	en
dc.subject	LCA	el
dc.subject	Ενζυμική κατεργασία ΑΣΑ	el
dc.subject	Enzymatic treatment of MSW	el
dc.title	Διυλιστήριο αποβλήτων: Σχεδιασμός και ανάλυση βάσει περιβαλλοντικών και τεχνο-οικονομικών όρων	el
dc.title	Waste refinery: Design and analysis based on environmental and techno-economic principles	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική βιοτεχνολογία	el
heal.classification	Οικονομικά της τεχνολογίας	el
heal.classification	Ανάλυση κύκλου ζωής	el
heal.classification	Environmental biotechnology	el
heal.classification	Techno-economics	el
heal.classification	Life cycle analysis	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/eb93c1c4545684339db201dcb520a28edd9f0225
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/00be2be8a8fb4be09c5de4f6bf53bb2170add68f
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/eb93c1c4545684339db201dcb520a28edd9f0225
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-12
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενό της την μελέτη της διεργασίας διύλισης αστικών αποβλήτων. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζεται η περιβαλλοντική της απόδοση βάσει των αρχών της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) και αξιολογείται το κόστος αυτής της διεργασίας βάσει τεχνο-οικονομικών όρων. Τα αποτελέσματα, περιβαλλοντικά και οικονομικά συγκρίνονται με αυτά των συμβατικών μεθόδων διαχείρισης Αστικών Στερεών Αποβλήτων (ΑΣΑ). Η διερεύνηση γίνεται για την Ελληνική Επικράτεια και για το έτος 2015. Στο 1ο Κεφάλαιο παρουσιάζεται συνοπτικά η Ευρωπαϊκή και η Ελληνική νομοθεσία σχετικά με την διαχείριση των ΑΣΑ και περιγράφεται το πλαίσιο της διαχείρισής τους στην Ευρώπη. Ορίζεται, επιπλέον, η ποιοτική και η φυσικοχημική σύσταση των ΑΣΑ της Ελληνικής Επικράτειας. Τέλος, παρατίθεται η βιβλιογραφική ανασκόπηση επί του Διυλιστηρίου αποβλήτων και περιγράφονται αναλυτικά οι στόχοι της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Στο 2ο Κεφάλαιο παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της διεργασίας διύλισης ΑΣΑ. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφεται τόσο η διεργασία της αερόβιας και της αναερόβιας χώνευσης των Βιοαποικοδομήσιμων Αστικών Αποβλήτων (ΒΑΑ), όσο και η διεργασία της ενζυμικής υδρόλυσης υποστρώματος βιομάζας ως στάδιο προεπεξεργασίας των βιοδιυλιστηρίων. Γίνεται, έπειτα, η σύνδεση της τεχνολογίας των βιοδιυλιστηρίων και με αυτή του Διυλιστηρίου αποβλήτων αναφορικά με το σκέλος της ενζυμικής υγροποίησης των ΑΣΑ. Τέλος, γίνεται ο ισολογισμός μάζας, και η ανάλυση ευαισθησίας αυτού, και υπολογίζονται ποσοτικά και ποιοτικά τα προϊόντα της διεργασίας. Στο 3ο Κεφάλαιο περιγράφονται οι συμβατικές τεχνικές διαχείρισης ΑΣΑ, οι οποίες συναντώνται στην Ελληνική Επικράτεια. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός 3 Σεναρίων διαχείρισης, τα οποία αποτελούν εναλλακτικές προτάσεις στο Διυλιστήριο. Αυτές είναι (i) μια Μονάδα Μηχανικής και Βιολογικής Επεξεργασίας (ΜΜΒΕ), (ii) ένα σύμπλεγμα Κέντρων Διαλογής Ανακυκλώσιμων Υλικών (ΚΔΑΥ) και μιας Μονάδας Κομποστοποίησης για την διαχείριση των ΔσΠ ΑΣΑ και (iii) ένας Χώρος Υγειονομικής Tαφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ) για τη διαχείριση των σύμμεικτων ΑΣΑ. Στις προαναφερθείσες Μονάδες Επεξεργασίας ΑΣΑ (ΜΕΑ) γίνεται ισολογισμός μάζας και ανάλυση ευαισθησίας. Στο 4ο Κεφάλαιο παρατίθενται οι αρχές της ΑΚΖ, καθορίζονται ο σκοπός και το πεδίο μελέτης και καταγράφονται οι εισροές και οι εκροές των εξεταζόμενων Σεναρίων. Οι εισροές αναφέρονται, κυρίως, στις αξιοποιούμενες πρώτες ύλες (ηλεκτρική ενέργεια, καύσιμα) και οι εκροές στα τελικά ανακυκλωμένα προϊόντα (χαρτί, πλαστικό, μέταλλα και γυαλί), στο παραχθέν κομπόστ ως εδαφοβελτιωτικό και στην παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από την αναερόβια χώνευση, η οποία αντικαθιστά το εγχώριο μίγμα καυσίμου του διασυνδεδεμένου δικτύου. Με βάσει τις διεργασίες αυτές γίνεται εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των υπό εξέταση συστημάτων με τη χρήση της Μεθόδου Impact 2002+ και ερμηνεύονται τα αποτελέσματα αυτής. Στο 5ο Κεφάλαιο παρατίθεται η ανάλυση κόστους των 4 Σεναρίων διαχείρισης ΑΣΑ. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται αποτίμηση της αποκομιδής των ΑΣΑ. Μελετάται η σύμμεικτη συλλογή, η οποία εξυπηρετεί το Διυλιστήριο, τη ΜΜΒΕ και το ΧΥΤΑ και η ΔσΠ συλλογή για το σύμπλεγμα των ΚΔΑΥ και της Μονάδας Κομποστοποίησης. Έπειτα, υπολογίζεται η μεταφορά των ΑΣΑ μέσω Σταθμών Μεταφόρτωσης Απορριμμάτων (ΣΜΑ) στις ΜΕΑ και ακολουθεί η κοστολόγηση των εγκαταστάσεων του Διυλιστηρίου, της ΜΜΒΕ, των ΚΔΑΥ, της Μονάδας Κομποστοποίησης και των ΧΥΤ. Για τις προαναφερθείσες εγκαταστάσεις και το στάδιο συλλογής και μεταφοράς, διεκπεραιώνεται και ένα ακόμα βήμα, αυτό της αξιολόγησής τους βάσει της δυναμικότητάς τους για πληθυσμό έως 300.000 κατοίκων ή 153.000tn ΑΣΑ υ.β. ετησίως. Τέλος, ειδικά για το στάδιο της συλλογής εξετάζεται η γεωγραφία και η κατανομή των κατοίκων σε οικιστικούς ιστούς (κοινότητες, μικρές πόλεις και πόλεις) και σε διοικητικές δομές (Δήμους, Νομούς και Περιφέρεια). Τέλος, στο 6ο Κεφάλαιο συνοψίζονται τα συμπεράσματα της εργασίας και δίνονται προτάσεις για μελλοντική εργασία.	el
heal.abstract	The goal of this diploma thesis is the study of the municipal waste refining process. More specifically, it takes into consideration the environmental performance of the facility, which is based on the principles of Life Cycle Analysis (LCA). Furthermore, it assesses the cost of this process based on techno-economic terms. The results, both environmental and economic, are compared with those of traditional Municipal Solid Waste (MSW) management techniques. The investigation is on Greek territory for the year 2015. The 1st Chapter summarizes both European and Greek legislation regarding the management of MSW. It is also supplemented with the description of the current management situation of MSW in Europe. Moreover, in this chapter, a qualitative and physicochemical composition of the Greek MSW composition is conducted. Finally, the literature review on the Waste Refinery is provided and the goals of the current thesis are thoroughly stated. In the 2nd Chapter the theoretical background of MSW refining process is presented. Furthermore, the processes of aerobic and anaerobic digestion of biodegradable municipal waste, as well as enzymatic liquefaction of biomass substrate for biorefineries are described. A connection between biorefineries and the Waste Refinery is made with regards to the enzymatic liquefaction of MSW. Finally, the mass balance of the process if calculated and a sensitivity analysis regarding the quantity and quality of the process’s products is conducted. In the 3rd Chapter, the conventional MSW management techniques, alternate to the refining process, are described. More specifically, 3 waste management Scenarios, which are likely to be practiced in the Greek Region are presented. These are (i) a Mechanical and Biological Treatment facility (MBT), (ii) Material Recycling Facilities (MRFs) in conjunction with a Composting facility for managing source segregated MSW and (iii) a landfill for the disposal of commingled MSW. In the aforementioned MSW processing facilities the mass balance and its respective sensitivity analysis are calculated. The 4th Chapter presents the LCA principles, defines the purpose and the field of study and records the inputs and outputs of the 4 waste management Scenarios. Inputs refer mainly to the utilization of raw materials (electric energy, fuels) and outputs refer to the final recycled products (paper, plastic, metals and glass), the produced compost, which is used as a soil softener, and produced electric energy deriving from anaerobic digestion, which replaces the domestic fuel mix of the power grid. Based on these processes and on the Impact 2002+ methodology, the assessment of the waste management systems is carried out and its results are evaluated. The 5th Chapter examines the cost of the 4 waste management Scenarios. In particular, it assesses the collection of MSW, both commingled and source segregated. Commingled collection serves the refinery, the MBT and the landfill, while source segregated collection serves the MRF/Composting facility cluster. Then, the transport of MSW through Waste Transfer Stations (WTS) is modelled, followed by the cost analysis of the facilities of the Waste Refinery, the MBT, the MRFs/Composting plant cluster and of the landfill. For the abovementioned stages (collection, transportation and treatment), follows another analysis, which evaluates the correlation between the annual capacity (tpa) of the facilities and the initial capital investment and the specific cost of treatment (€/tpa). Thus, cases from 10,000 up to 300,000 residents are considered, which translates in tpa range of 5,100 – 153,000. Finally, especially for the stage of collection the geography and the population distribution in residential tissues (communities, towns and cities) and administrative structures (Municipalities, States and Region) are taken into account. Finally, the 6th Chapter contains the conclusions of the study and provides future work recommendations.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	177 σ.
heal.fullTextAvailability	true