Διερεύνηση της δυνατότητας επίτευξης ενεργειακής αυτονομίας σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυμάτων

Βέργου, Θεοδότη; Vergou, Theodoti

dc.contributor.author	Βέργου, Θεοδότη	el
dc.contributor.author	Vergou, Theodoti	en
dc.date.accessioned	2017-10-26T06:12:46Z
dc.date.available	2017-10-26T06:12:46Z
dc.date.issued	2017-10-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45821
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7433
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Μονάδα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού	el
dc.subject	Επεξεργασία 2 σταδίων	el
dc.subject	Υψηλής φόρτισης συστήματα	el
dc.subject	Ενεργειακά αυτόνομες ΕΕΛ	el
dc.subject	Χημικά υποβοηθούμενη καθίζηση	el
dc.subject	Combined Heat & Power	en
dc.subject	AB Process	en
dc.subject	High Rate Conventional Activated Sludge Systems (Hi-CAS)	en
dc.subject	Energy-positive WWTP	en
dc.subject	CHP	en
dc.subject	Chemically Enhanced Primary Treatment	en
dc.subject	CEPT	en
dc.title	Διερεύνηση της δυνατότητας επίτευξης ενεργειακής αυτονομίας σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυμάτων	el
dc.title	Investigation of the possibility of achieving energy autonomy of municipal wastewater treatment plants	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Environmental Engineering	en
heal.classification	ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/df16e4f70a884dc97964f904cf22530794c9184f
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-24
heal.abstract	Η λειτουργία των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων με τη χρήση των συμβατικών συστημάτων και μεθόδων απαιτεί τη δαπάνη ενέργειας. Στο πλαίσιο της αειφορίας και της προστασίας του περιβάλλοντος διερευνώνται νέες πρακτικές που στοχεύουν να καταστήσουν τη μονάδα επεξεργασίας ενεργειακά αυτόνομη με παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη μονάδα συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού (Combined Heat & Power, CHP) προερχόμενης από το βιοαέριο που προκύπτει κατά την επεξεργασία. Πρωταρχικό στόχο αποτελεί η κάλυψη των ενεργειακών απαιτήσεων της μονάδας που οφείλονται τόσο στις ανάγκες αερισμού των δεξαμενών που οξειδώνουν τον οργανικό άνθρακα ή/και τα θρεπτικά καθώς και στην κάλυψη του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού (αντλίες, παρασκευαστήρια πολυηλεκτρολυτών, θέρμανση χωνευτών και αναερόβιων συστημάτων κλπ.). Ακόμη σε ορισμένες περιπτώσεις είναι δυνατή και η παραγωγή πλεονάσματος ενέργειας. Η «επεξεργασία των 2 σταδίων (Α & Β)» (ΑΒ process) που έχει εμφανιστεί στην Ευρώπη το διάστημα των τελευταίων 30 χρόνων συμβάλλει στην ενεργειακή αυτονομία των ΕΕΛ. Η μέθοδος αυτή συνδυάζει δύο επιμέρους συστήματα και στοχεύει στην απομάκρυνση από τα λύματα του μεν οργανικού φορτίου στο Α στάδιο, των δε θρεπτικών (νιτρικού αζώτου) και του υπολείμματος του οργανικού άνθρακα στο Β στάδιο. Η επεξεργασία μελετάται με τρεις βασικούς τρόπους για το Α στάδιο: με χημικά υποβοηθούμενα πρωτοβάθμιας επεξεργασίας συστήματα (Α1), με υψηλής φόρτισης συστήματα ενεργού ιλύος (Α2), με αναερόβιους αντιδραστήρες (Α3). Στο Β΄ στάδιο η απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου γίνεται είτε μέσω της παραδοσιακής μεθόδου της νιτροποίησης – απονιτροποίησης (Β1), είτε μέσω εναλλακτικών και σύγχρονων μεθόδων όπως της νιτρωδοποίησης – απονιτρωδοποίησης (Β2) και της νιτρωδοποίησης – Anammox (B3). Στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής εργασίας μελετήθηκαν για ενδεικτικό, εισερχόμενο προς επεξεργασία φορτίο COD = 1 000 kg/d και ΤΝ = 100 kg/d δώδεκα συστήματα των οποίων οι συνδυασμοί των σταδίων παρουσιάζονται αναλυτικά στον ακόλουθο Πίνακα 1. Οι τιμές των φορτίων αντιστοιχούν σε παροχή λυμάτων Q = 1 667 m3/d και περίπου 8 400 ισοδύναμους κατοίκους. Με τη βοήθεια των ισοζυγίων για το Χημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (COD) και το Ολικό Άζωτο (ΤΝ) υπολογίστηκε το παραγόμενο βιοαέριο, η παραγόμενη ενέργεια (35% ηλεκτρική και 65% θερμική ενέργεια) και οι ενεργειακές απαιτήσεις σε kwh ανά m3 λύματος σε ημερήσια βάση καθώς και το ενεργειακό πρόσημο από το οποίο προκύπτει αν η μονάδα είναι αυτόνομη ενεργειακά. Τα συστήματα που συνδυάστηκαν ήταν: (1) Α1 Χημικά υποβοηθούμενα πρωτοβάθμιας επεξεργασίας συστήματα (Chemically Enhanced Primary Treatment, CEPT) & Β1Νιτροποίηση – απονιτροποίηση, (2) Χημικά υποβοηθούμενα πρωτοβάθμιας επεξεργασίας συστήματα (Chemically Enhanced Primary Treatment, CEPT) & Β2 Νιτρωδοποίηση – απονιτρωδοποίηση Nitritation –Denitritation (3) Χημικά υποβοηθούμενα πρωτοβάθμιας επεξεργασίας συστήματα (Chemically Enhanced Primary Treatment, CEPT) & Β3 Νιτρωδοποίηση – Anammox, (4) Υψηλής φόρτισης συστήματα ενεργού ιλύος (Hi – CAS) & Β1 Νιτροποίηση – απονιτροποίηση (5) Υψηλής φόρτισης συστήματα ενεργού ιλύος (Hi – CAS) & Β2 Νιτρωδοποίηση – απονιτρωδοποίηση, Υψηλής φόρτισης συστήματα ενεργού ιλύος (Hi – CAS) & Β3 Νιτρωδοποίηση – Anammox, (7) A3.1 Συστήματα αναερόβιας κλίνης ανοδικής ροής (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) & Β1 Νιτροποίηση – απονιτροποίηση, (8) A3.1 Συστήματα αναερόβιας κλίνης ανοδικής ροής (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) & Β2 Νιτρωδοποίηση – απονιτρωδοποίηση, (9) A3.1 Συστήματα αναερόβιας κλίνης ανοδικής ροής (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) & Β3 Νιτρωδοποίηση – Anammox, (10) A3.2 Αναερόβιοι βιοαντιδραστήρες μεμβρανών (Anaerobic Membrane Bioreactors, AnMBR) & Β1 Νιτροποίηση – απονιτροποίηση (11) A3.2 Αναερόβιοι βιοαντιδραστήρες μεμβρανών (Anaerobic Membrane Bioreactors, AnMBR) Β2 Νιτρωδοποίηση – απονιτρωδοποίηση, (12) A3.2 Αναερόβιοι βιοαντιδραστήρες μεμβρανών (Anaerobic Membrane Bioreactors, AnMBR) & Β3 Νιτρωδοποίηση - Anammox	el
heal.abstract	The operation of wastewater treatment plants (WWTP) using conventional activated sludge systems (CAS) requires energy expenditure. Social and political demands for sustainable use of energy resources have prompted the water industry to find out new methods of treatment that aims to produce energy (electric & thermal) from biogas that is being produced during the treatment. In order to achieve an “energy neutral” or “energy positive” WWTP should produce electricity for covering the oxygen demands of biological reactions, the production and supply of chemicals (such as coagulants and flocculants), the transportation of sewage sludge for disposal, the heating of sludge digesters, etc. The method “AB process“ applied in Europe in the last 30 years contributes to WWTP’ energy autonomy due to the fact that it combines two stages (A, B). In the A stage organic substances contained in wastewater are removed as raw sludge while in the B stage nutrients (such as nitrogen) and residuals of organic matter are removed. The treatment of A stage is studied with three different systems: Chemically Enhanced Primary Treatment (A1), High rate organic load systems (A2) and Anaerobic Tratment (A3). The classical method of Nitration- Denitration (B1) can be used, in order to remove the nitrogen at stage B, or a more recent method such as Nitritation – Denitritation (B2) and Nitritation – Anammox (B3). In the thesis are examined twelve systems that combine the treatment of A and B stage for COD influent = 1 000 kg/d and ΤΝ = 100 kg/d are examined and presented in the above Table 1. The load values correspond to a flow rate Q = 1 667 m3 / d and about 8 400 people equivalents. The systems that are examined: (1) Α1 Chemically Enhanced Primary Treatment, CEPT & Β1 Nitration – Denitration, (2) Α1 Chemically Enhanced Primary Treatment, CEPT & Β2 Nitritation –Denitritation, (3) Α1 Chemically Enhanced Primary Treatment, CEPT & Β3 Nitritation – Anammox, (4) A2 High Rate Activated Sludge, Hi- CAS & Β1 Nitration – Denitration, (5) A2 High Rate Activated Sludge, Hi- CAS & Β2 Nitritation –Denitritation, (6) A2 High Rate Activated Sludge, Hi- CAS & Β3 Nitritation – Anammox, (7) A3.1 Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB & Β1 Nitration – Denitration, (8) A3.1 Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB & Β2 Nitritation –Denitritation, (9) A3.1 Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB & Β3 Nitritation – Anammox, (10) A3.2 Anaerobic Membrane Bioreactors, AnMBR & Β1 Nitration – Denitration, (11) A3.2 Anaerobic Membrane Bioreactors, AnMBR & Β2 Nitritation –Denitritation, (12) A3.2 Anaerobic Membrane Bioreactors, AnMBR & Β3 Nitritation – Anammox.	en
heal.advisorName	Μάμαης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Μάμαης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	116 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false