Διερεύνηση της απομάκρυνσης οργανικών μικρορύπων κατά την επεξεργασία λυμάτων μέσω μαθηματικής προσομοίωσης

Χαραλάμπους, Βέρα; Charalambous, Vera

dc.contributor.author	Χαραλάμπους, Βέρα	el
dc.contributor.author	Charalambous, Vera	en
dc.date.accessioned	2020-04-28T09:30:46Z
dc.date.available	2020-04-28T09:30:46Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50284
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17982
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	Φαρμακευτικές ενώσεις	el
dc.subject	Ενδοκρινικοί διαταράκτες	el
dc.subject	Ανάλυση ευαισθησίας	el
dc.subject	Endocrine disruptors	en
dc.subject	Pharmaceutical compounds	en
dc.subject	ASM1	en
dc.subject	Sensitivity analysis	en
dc.subject	Βαθμιδωτή ρύθμιση	el
dc.subject	Μαθηματική προσομοίωση	el
dc.subject	Mathematical simulation	en
dc.subject	Emerging contaminants	el
dc.subject	Αναδυόμενοι οργανικοί μικρορύποι	el
dc.title	Διερεύνηση της απομάκρυνσης οργανικών μικρορύπων κατά την επεξεργασία λυμάτων μέσω μαθηματικής προσομοίωσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων	el
heal.classification	Wastewater treatment plant	en
heal.classification	Yγειονομική τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-29
heal.abstract	Η παρούσα Διπλωματική Εργασία έχει σαν στόχο την ανάπτυξη και την εφαρμογή ενός μοντέλου προσομοίωσης της τύχης των μικροοργανικών ενώσεων σε μια Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ). Το υπομοντέλο που αναπτύχθηκε, προσαρμόστηκε σε ένα υφιστάμενο ολοκληρωμένο μοντέλο προσομοίωσης που είχε δημιουργηθεί στο Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας, και περιείχε τις σημαντικότερες διεργασίες που εκτελούν οι ενώσεις αυτές, δηλαδή τη βιοαποικοδόμηση και την προσρόφηση. Αρχικά, έλαβε χώρο βαθμιδωτή ρύθμιση του υπομοντέλου βασιζόμενη σε υπάρχουσες μετρήσεις με γνώμονα την ικανοποιητική σύγκριση μεταξύ μετρημένων και υπολογισμένων συγκεντρώσεων των ενώσεων στόχου στην έξοδο της προσομοιωμένης εγκατάστασης. Αποτέλεσμα της ρύθμισης αυτής ήταν ο προσδιορισμός των κινητικών παραμέτρων που περιγράφουν τις διεργασίες που επιτελούνται (Kd1, Kd2 και Kbio). Έπειτα, πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας, ώστε να εντοπιστούν οι παράμετροι με τη σημαντικότερη επίδραση στους μικρορύπους, αξιολόγηση της επίδρασης διαφόρων λειτουργικών παραμέτρων στην τύχη των μικρορύπων σε μία ΕΕΛ και εφαρμογή δυναμικής φόρτισης στο μοντέλο, για να δοκιμαστεί σε πιο ρεαλιστικές συνθήκες. Οι ουσίες που εξετάστηκαν και χρησιμοποιήθηκαν στις προαναφερθείσες εφαρμογές ήταν η δικλοφαινάκη (DCF), η ιβουπροφαίνη (IBF), η κετοπροφαίνη (KFN), η ναπροξένη (NPX), η τρικλοζάνη (TCS), η δισφαινόλη Α (BPA) και η εννεϋλοφαινόλη (NP). Τα κυριότερα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις εφαρμογές είναι τα ακόλουθα: • Η βαθμιδωτή ρύθμιση που έλαβε χώρο έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα, αφού επαληθεύονται τα στοιχεία της μελέτης αναφοράς και οι κινητικές παράμετροι υπολογίστηκαν επιτυχώς. • Οι παράμετροι ΥΗ, το r_dig και η Kd1 θεωρούνται σημαντικές για τη περιεκτικότητα του σωματιδιακού κλάσματος στην ιλύ και στην τελική έξοδο, με την ΥΗ να είναι η κυριότερη σε όλες τις ενώσεις εκτός της TCS. • Για τα στοιχεία που σχετίζονταν με το διαλυτό κλάσμα των ενώσεων, οι παράμετροι που κρίνονται ως σημαντικότεροι εξαρτώνται από το μηχανισμό απομάκρυνσης των ενώσεων, καθώς σε ενώσεις που επιτελείται σημαντική βιοαποικοδόμηση έχουμε σημαντική επιρροή του Kbio (π.χ. IBF, KFN, ΝΡΧ), ενώ όταν κυριαρχεί η προσρόφηση στην πρωτοβάθμια ιλύ η επίδραση του Kd1 είναι σημαντικότερη (π.χ. ΝΡ). • Η αύξηση τόσο του ποσοστού απομάκρυνσης των στερεών στη δεξαμενή πρωτοβάθμιας καθίζησης, όσο και του ποσοστού συγκράτησης των στερεών στις μονάδες πάχυνσης, προκαλεί μείωση του σωματιδιακού κλάσματος των μικρορύπων στη λάσπη και στα στραγγίδια και η συγκέντρωση του στην έξοδο των λυμάτων αυξάνεται. • Η αύξηση του χρόνου παραμονής των στερεών οδηγεί σε μείωση του διαλυτού κλάσματος των μικρορύπων και αύξηση της περιεκτικότητας του σωματιδιακού κλάσματος στην ιλύ. • Η μεταβολή του διαλυμένου οξυγόνου δεν είχε ιδιαίτερη επίδραση στους μικρορύπους. • Το προσομοιωμένο σύστημα ανταποκρίθηκε ικανοποιητικά στην εφαρμογή δυναμικής φόρτισης, ακολουθώντας την χρονική διακύμανση της παροχής εισόδου.	el
heal.abstract	The presence Diploma Thesis investigates the development and application of a mathematical simulation model to predict the fate of emerging contaminants in a Wastewater Treatment Plant (WTP). The sub-model that was developed was adapted on an existing integrated simulation model that had been created in the Laboratory of Sanitary Engineering, and included the most important processes performed by these micropollutants, biodegradation and sorption. Firstly, a stepwise calibration metholodgy was applied based on existing data with a view to a satisfactory comparison between measured and calculated concentrations of the target compounds at the effluent of the simulated plant. The result of this calibration was the determination of the kinetic parameters that describe the performed processes (Kd1, Kd2 and Kbio). The next step was to perform a sensitivity analysis to identify the parameters with the most significant influence on the micropollutants, an assessment of the impact of various operating parameters on the fate of the contaminants in a WTP and an application of a dynamic loading to the model, to test it under more realistic data. The substances tested and used in the aforementioned applications were diclofenac (DCF), ibuprofen (IBF), ketoprofen (KFN), naproxen (NPX), triclosan (TCS), bisphenol A (BPA) and nonylphenol (NP). The main results of the applications are the followings: • The stepwise calibration yielded satisfactory results, as the reference study’s data were verified and the kinetic parameters were successfully calculated. • The parameters ΥΗ, r_dig and Kd1 are considered important for sludge content of the particulate fraction at the final outlet, with ΥΗ being the most important for all compounds, except TCS. • For components related to soluble fraction of compounds, the parameters considered to be the most important depend on the mechanism of removal of compounds, as compounds with significant biodegradation have significant influence of Kbio (e.g. IBF, KFN, NPX), whereas when adsorption to primary sludge is predominant, the effect of Kd1 is more significant (e.g. NP). • The increase of the removal rate of solids in the primary sedimentation tank or of the retention rate of solids in the fattening units causes a decrease in the particulate fraction in the sludge and in the drainage and an increase in the concentration of the effluent soluble fraction. • Increasing the solids retention time results in a decrease in the soluble fraction of micropollutants and an increase in the sludge content of the particulate fraction. • The variation of dissolved oxygen had no particular effect on the micropollutants. • The simulated system responded satisfactorily to the dynamic load application, following the time variation of the inflow.	en
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	226 σ.
heal.fullTextAvailability	false