Διευρεύνης της επίδρασης της θερμοκρασίας στη απόδοση συστημάτων υδρόλυσης της πρωτοβάθμιας ιλύος

Ανδρεαδάκης, Δημήτρης; Andreadakis, Dimitris

dc.contributor.author	Ανδρεαδάκης, Δημήτρης	el
dc.contributor.author	Andreadakis, Dimitris	en
dc.date.accessioned	2018-01-24T08:14:19Z
dc.date.available	2018-01-24T08:14:19Z
dc.date.issued	2018-01-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46272
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7118
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”
dc.rights	Default License
dc.subject	Υδρόλυση	el
dc.subject	Πρωτοβάθμια ιλύς	el
dc.subject	Επεξεργαία λυμμάτων	el
dc.subject	Απομάκρυνση αζώτου	el
dc.subject	Απομάκρυνση φωσφόρου	el
dc.subject	Hydrolysis	en
dc.subject	Sewage treatment	en
dc.subject	Removal of nitrogen	en
dc.subject	Removal of phosphorus	en
dc.subject	Primary sludge	en
dc.title	Διευρεύνης της επίδρασης της θερμοκρασίας στη απόδοση συστημάτων υδρόλυσης της πρωτοβάθμιας ιλύος	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υγειονομική τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-07-04
heal.abstract	Ένα από τα σημαντικότερα θέματα που καλούνται να αντιμετωπίσουν οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων είναι η αποτελεσματική απομάκρυνση αζώτου και φωσφόρου. Σε αυτή την κατεύθυνση έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί βιολογικές μέθοδοι απομάκρυνσης οι οποίες παρουσιάζουν θετικά αποτελέσματα, η αποδοτική λειτουργία των οποίων όμως απαιτεί την ύπαρξη σημαντικής ποσότητας ευκολοδιασπάσιμου οργανικού άνθρακα. Στα τυπικά αστικά λύματα, το διαθέσιμο ευκολοδιασπάσιμο BOD σπάνια επαρκεί για την κάλυψη των αναγκών της βιολογικής απομάκρυνσης. Μια λύση είναι η προσθήκη εξωτερικής πηγής άνθρακα, η οποία όμως αυξάνει το λειτουργικό κόστος της εγκατάστασης. Παράλληλα, η πλειοψηφία των μονάδων επεξεργασίας διαθέτουν δεξαμενες πρωτοβάθμιας καθίζησης μέσω των οποίων απομακρύνεται ένα μεγάλο ποσοστό των αιωρούμενων στερεών και του συνολικού BOD. Η ιλύς που απομακρύνεται έτσι απαιτεί κατάλληλη επεξεργασία πριν την τελική της διάθεση ενώ μέρος των θρεπτικών που εμπεριέχει επανακυκλοφορεί με τα στραγγίδια στην βιολογική επεξεργασία. Με την αναερόβια υδρόλυση της πρωτοβάθμιας ιλύος είναι δυνατή η παραγωγή σημαντικής ποσότητας ευκολοδιασπάσιμου BOD ενώ παράλληλα μειώνεται ο όγκος της ιλύος που απαιτεί τελική επεξεργασία.Έτσι, η βελτιστοποίηση ενός συστήματος αναερόβιας υδρόλυσης αποτελεί αντικείμενο μεγάλου ενδιαφέροντος καθώς είναι εφικτή η αποδοτικότερη απομάκρυνση θρεπτικών με μικρό οικονομικό κόστος. Για την διερεύνηση της επίδρασης των λειτουργικών παραμέτρων στην απόδοση της υδρόλυσης της πρωτοβάθμιας ιλύος, τα τελευταία χρόνια έχουν διεξαχθεί μια σειρά διπλωματικών εργασιών στο Εργαστήριο Υγειονομικης Τεχνολογίας της Σχολης Πολιτικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου(Ε.Μ.Π). Η παρούσα διπλωματική αποτελεί συνέχεια αυτης της δουλειάς και αντικείμενό της αποτελεί η επίδραση της θερμοκρασίας στην υδρόλυση της πρωτοβάθμιας ιλύος και στην παραγωγή πτητικών λιπαρών οξέων (VFAs).	el
heal.abstract	One of the most important issues in the science of wastewater treatment is the effective removal of nitrogen and phosphorus. In this direction the development and application of Biological Nutrient Removal processes have present ed positive results, yet their efficient op eration requires the presen c e of a significant amount of readily degradable organic carbon . In typical urban waste water, the present easily degradable BOD is r arely sufficient to meet the biological removal needs. A solution to this problem is the add itio n of an external carbon source, which will lead however to increased operati on cost s. On another matter , the majority of treatment plants posses s primary sedimentation tank s where a large percentage of the suspended solids and total BOD is removed. The pro duced sludge require s treatment prior to it’s final disposal while some of the nutrients contained recirculate with leachates towards the biological treatment procecces . With the anaerobic hydrolysis of primary sludge it is possible to produce a considera ble amount of readily degradable BOD while simultaneously reducing the volume of sludge requiring final treatment. Thus, the optimization of an anaerobic hydrolysis system is of great interest as a more efficient nutrient removal is possible at a low cost. To investigate the effect of vari o us functional parameters on the efficiency of said system , a number of diploma theses have been carried out in recent years at the Sanitary Engineering Laboratory of the School of Civil Engineering of the National Technic al University of Athens (NTUA). The present diploma thesis is a continuation of this work and its object ive is to investigate the influence of temperature on the hydrolysis of primary sludge and the production of volatile fatty acids (VFAs) . For the purpo se s of th is work, an anaerobic hydrolysis system was constructed and operated at the Sanitary Engineering Laboratory , which was fed daily with primary sludge from the Psittalia Wastewater Treatment Plant. The system operated over a period of about five mon ths old, and it was divided into three sub - stages. During the first operating phase the system operated at a temperature of 30° C while Solid Retention Time (SRT) was 4 days. During the second operating phase, the system operated at the same temperature wit h a 2 - day SRT , while during the third operating phase t he system was operating at a temperature of 13.5° C with an SRT of 2 days . During all operating phases, the Hydraulic Retention Time (HRT) was the same as the SRT. T he experimental results of this stu dy showed that methanogenesis in not inhibited at an operating temperature of 30° C, even for the relatively short retention times of 2 and 4 days. The hydrolysis yield at this temperature was found to be 106 and 58 mg COD s oluble / gr VS in for the solid ret ention times of 2 and 4 days, respectively. The hydrolysis yield at the operating temperature of 13.5 °C was 46 mg COD s oluble / gr VS in . The yield o f volatile fatty acid production at the temperatures of 13.5 and 30° C for a 2 - day SRT was 48.7 and 55.4 mg CO D VFAs / gr VS in , respectively. It is noted that the corresponding acetic acid production yields were 18.8 and 11.7 mg COD AC / g VS in .The low yield of acetic acid production at the oper a ting temperature of 30° C is due to its consumption by oxiotrophic meth anobacteria. By utilizing and comparing data from the earlier surveys carried out at the Sanitary Engineering Laboratory of the NTUA w ith the results of this thesis the following are derived. The kinetics of the hydrolysis of the primary sludge can be con sidered first order and described by the Arrhenius equation. The activation energies for two different types of primary sludge were found to be 50.58 and 46 kJ / mol respectively. When methanogenesis is inhibited, the hydrolysis yield exponentially increas es with temperature and is en hanced at longer solid retention times . For temperatures close to the mesophilic area, the development of oxiotrophic bacteria, which is enhanced at longer retention times , results in the consumption of easily degradable BOD, w hich is almost exclusively of acetic acid, and consequently low er yields of hydrolysis and VFA production. Hydrolysis appears to be the regulatory phase for anaerobic processes, therefore the production of volatile fatty acids depends on the kinetics of hy drolysis . For an SRT of 2 days , it is estimated that 2 ×10 3 kh mg of COD VFAs are produced for every 1 gram of VS within the primary sludge , where kh is the hydrolysis constant that co r responds the digester's operating temperature. Finally, for systems with an SRT of days or less , the highest operating temperature within the studies for which methanogen esis was not reported was at 27° C. Thus, t he optimal operating temperature for an anaerobic hydrolysis system may be close to this value
heal.advisorName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κώστας	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	105 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true