Ανάπτυξη μοντέλου εκτίμησης εκπομπών υποξειδίου του αζώτου

Δημητρίου, Ευάγγελος; Dimitriou, Evangelos

dc.contributor.author	Δημητρίου, Ευάγγελος	el
dc.contributor.author	Dimitriou, Evangelos	en
dc.date.accessioned	2017-10-20T08:55:06Z
dc.date.available	2017-10-20T08:55:06Z
dc.date.issued	2017-10-20
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45796
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14632
dc.rights	Default License
dc.subject	Εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Εκπομπές υποξειδίου του αζώτου	el
dc.subject	Εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου	el
dc.subject	Ζωνική καθίζηση	el
dc.subject	Παραγωγή βιοαερίου	el
dc.subject	Καταναλώσεις οξυγόνου	el
dc.subject	Καταναλώσεις ενέργειας	el
dc.subject	Στοιχειομετρικές και κινητικές παράμετροι	el
dc.subject	Λειτουργικές παράμετροι	el
dc.subject	Wastewater treatment plants	en
dc.subject	ASM1	en
dc.subject	Nitrous oxide emissions	en
dc.subject	Greenhouse gas emissions	en
dc.subject	Zone settling	en
dc.subject	Biogas production	en
dc.subject	Oxygen consumption	en
dc.subject	Energy consumption	en
dc.subject	Stoichiometric and kinetic parameters	en
dc.subject	Functional parameters	en
dc.title	Ανάπτυξη μοντέλου εκτίμησης εκπομπών υποξειδίου του αζώτου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υγειονομική τεχνολογία	el
heal.classification	Υδάτινοι πόροι	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-09-14
heal.abstract	Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή ενός βιοχημικού μοντέλου ενεργού ιλύος το οποίο θα είναι σε θέση να υπολογίζει τις εκπομπές υποξειδίου του αζώτου σε συστήματα ενεργού ιλύος. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε αποτελεί μία ευρύτατη τροποποίηση του μοντέλου ενεργούς ιλύος ΑSM1 της Διεθνής Επιτροπής Νερού IWA . Στη συνέχεια, το μοντέλο ενεργού ιλύος ενσωματώθηκε σε ένα ολοκληρωμένο μοντέλο προσομοίωσης της λειτουργίας εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων το οποίο είναι σε θέση να περιγράφει λεπτομερώς: α) τις διεργασίες που λαμβάνουν μέρος στις επιμέρους μονάδες μίας εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων, β) τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των επεξεργασμένων λυμάτων, γ) την ποσότητα και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της παραγόμενης ιλύος, δ) την ζήτηση οξυγόνου και της απαιτήσεις αερισμού της βιολογικής βαθμίδας, ε) την ενεργειακή κατανάλωση και την παραγόμενη ενέργεια και στ) τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. Την ανάπτυξη του υπο-μοντέλου και την ενσωμάτωσή του στο ολοκληρωμένο μοντέλο, ακολούθησε η εφαρμογή του. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε μία ευρεία ανάλυση ευαισθησίας με στόχο τον προσδιορισμό των στοιχειομετρικών και κινητικών παραμέτρων που επηρεάζουν περισσότερο τα αποτελέσματα του ολοκληρωμένου μοντέλου (κυρίως ως προς τις εκπομπές υποξειδίου του αζώτου). Με βάση τα αποτελέσματα της ανάλυσης ευαισθησίας ακολούθησε μία σειρά εφαρμογών με στόχο τον προσδιορισμό της επίδρασης διαφόρων κρίσιμων λειτουργικών παραμέτρων στην παραγωγή εκπομπών υποξειδίου του αζώτου αλλά και στην γενικότερη λειτουργία μίας εγκατάσταση. Τα κυριότερα συμπεράσματα που προέκυψαν από τα εξεταζόμενα σενάρια είναι τα εξής: α) Το βιοχημικό μονοπάτι των ετεροτροφικών απονιτροποιητών συμβάλει στην κατανάλωση του Ν2Ο ενώ τα μονοπάτια απονιτροποίησης και νιτροποίησης των νιτροποιητών στην παραγωγή του, β) το βιοχημικό μονοπάτι της απονιτροποίησης των νιτροποιητών παράγει το μεγαλύτερο ποσοστό του Ν2Ο, γ) η αδυναμία οξείδωσης του αμμωνιακό άζωτο σε υδροξυλαμίνη οδηγεί στην παραγωγή πολύ χαμηλών εκπομπών υποξειδίου του αζώτου, δ) όσο αυξάνεται ο μέγιστος ρυθμός ανάπτυξης των ΑΟΒ τόσο αυξάνονται οι εκπομπές του αέριου του υποξειδίου του άνθρακα, ε) όσο αυξάνεται η ετεροτροφική βιομάζα μειώνονται οι εκπομπές του αέριου του υποξειδίου του αζώτου, στ) χρόνοι παραμονής στερεών της τάξης των 5 ημερών οδηγούν στην αύξηση των εκπομπών υποξειδίου του αζώτου, ζ) η επίτευξη πολύ υψηλών αποδόσεων στο στάδιο της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας συμβάλλει στην αύξηση των εκπομπών υποξειδίου του αζώτου και η) η επιβολή συγκεντρώσεων διαλυμένου οξυγόνου στα xix αεριζόμενα διαμερίσματα του βιολογικού αντιδραστήρα της τάξης του 1-1,5 mg/L οδηγεί στην παραγωγή αυξημένων εκπομπών υποξειδίου του αζώτου.	el
heal.abstract	The aim of this diploma thesis is the development and application of a biochemical active sludge model that will be able to calculate the emissions of nitrous oxide in activated sludge systems. The model that has been developed is a wide-ranging modification of International Water Association (IWA) activated sludge model ASM1 model. The activated sludge model was then intergrated into a complete simulation model for the operation of sewage treatment plants which is able to describe in detail: (a) the processes taking place in the sub-units of a sewage treatment plant, (b) the quality characteristics of the treated sewage, (c) the quantity and quality characteristics of the sludge produced, (d) the oxygen demand and the biofuel requirements, (e) the energy consumption and the producer (f) greenhouse gas emissions. The development of the sub-model and its intergration into the integrated model followed its implementation. Initially, a broad sensitivity analysis was conducted to determine the stoichiometric and kinetic parameters most affected by the effects of the integrated model (mainly nitrous oxide emissions). Based on the results of the sensitivity analysis, a series of applications was conducted to determine the effect of various critical operating parameters on the production of nitrous oxide emissions but also on the overall operation of an installation. The main conclusions drawn from the scenarios examined are as follows: (a) The biochemical pathway of the heterotrophic denitrification contributes to the consumption of N2O while the nitrification and denitrification pathways of the nitrifiers in its production, (b) the nitrifiers nitrification biochemical pathway produces the highest proportion of N2O, (c) the inability to oxidise ammonial nitrogen hydroxylamine leads to very low nitrous oxide emissions, (d) as the maximum rate of growth of AOB increases, the emissions of carbon dioxide gas are increased, (e) as the (f) 5 day solids retention time lead to increased nitrous oxide emissions, (g) the achievement of very high yields at the primary treatment stage contributes to the increase in emissions of nitrous oxide , and h) Enforcement of dissolved oxygen concentrations in the aerated compartments of the biological reactor of 1-1,5 mg / L leads to the production of increased emissions of nitrous oxide.	en
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.committeeMemberName	Παναγούλια, Διονυσία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	206 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true