Διερεύνηση της επίδρασης της ελεύθερης αμμωνίας στην δράση των μικροοργανισμών που σχετίζονται με την βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου

Kalli, Maria; Καλλή, Μαρία

dc.contributor.author	Kalli, Maria	en
dc.contributor.author	Καλλή, Μαρία	el
dc.date.accessioned	2020-05-04T06:33:50Z
dc.date.available	2020-05-04T06:33:50Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50350
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18048
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου	el
dc.subject	GAOs	en
dc.subject	PAOs	en
dc.subject	Free ammonia	en
dc.subject	Ελεύθερη αμμωνία	el
dc.subject	EBPR	en
dc.subject	Στραγγίδια	el
dc.subject	Επεξεργασία λυμάτων	el
dc.title	Διερεύνηση της επίδρασης της ελεύθερης αμμωνίας στην δράση των μικροοργανισμών που σχετίζονται με την βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου. Επίσης, διερευνά την επίδραση της ελεύθερης αμμωνίας στα πολυφωσφορικά βακτήρια (PAOs) και στα βακτήρια συσσώρευσης γλυκογόνου (GAOs). Ακόμη, πως η παρουσία της ελεύθερης αμμωνίας επιδρά στον ανταγωνισμό μεταξύ των PAOs και των GAOs. Επιπλέον, στο τέλος προτείνονται κάποιοι τρόποι διαχείρισης της επεξεργασίας των στραγγιδίων.	el
heal.classification	Environmental engineering	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-29
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδρασης της ελεύθερης αμμωνίας στη βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου. Η επίδραση αυτή διερευνήθηκε μέσα από το αερόβιο ρυθμό πρόσληψης φωσφόρου και από την αναερόβια πρόσληψη οργανικού φορτίου μιας μικτής καλλιέργειας πολυφωσφορικών βακτηρίων (PAOs) και βακτηρίων συσσώρευσης γλυκογόνου (GAOs). Όπως είναι γνωστό τα GAOs ανταγωνίζονται τα PAOs για την αναερόβια πρόσληψη οργανικής τροφής με αποτέλεσμα να μειώνεται η απόδοση της βιολογικής απομάκρυνσης φωσφόρου ή και να αναστέλλεται η δράση της, αφού τα GAOs δεν συμβάλλουν στην απομάκρυνση φωσφόρου. Στη παρούσα εργασία έχει ερευνηθεί και κατά πόσο η ελεύθερη αμμωνία επηρεάζει τον αερόβιο και αναερόβιο μεταβολισμό των GAOs και επομένως πως η παρουσία της θα επηρεάσει τον ανταγωνισμό μεταξύ των PAOs και GAOs. Στόχος, είναι ακόμη να προταθούν λύσεις για τη καλύτερη επεξεργασία στραγγιδίων, τα οποία περιέχουν υψηλές ποσότητες φωσφόρου και αζώτου. Τα στραγγίδια προέρχονται από τα στάδια επεξεργασίας της πρωτοβάθμιας και βιολογικής ιλύος και περιέχουν μεγάλες συγκεντρώσεις διαλυτών θρεπτικών ουσιών, όπως φώσφορο και άζωτο. Η πιο συνηθισμένη τακτική διαχείρισης τους είναι η επανακυκλοφορία τους στη γραμμή επεξεργασία ιλύος και επομένως αυξάνουν σημαντικά το φορτίο των θρεπτικών συστατικών που εισέρχονται στο βιολογικό αντιδραστήρα, επηρεάζοντας αρνητικά την λειτουργία της εγκατάστασης. Στην επεξεργασία στραγγιδίων, συνήθως επιλέγεται η βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου με ταυτόχρονη βιολογική απομάκρυνση αζώτου, μέσω νιτρωδοποίησης- απονιτρωδοποίησης όπου πλεονεκτούν οικονομικά και ενεργειακά σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους της νιτροποίησης και απονιτροποίησης. Ωστόσο η μέθοδος αυτή παρουσιάζει αρκετές δυσκολίες ως προς την απομάκρυνση θρεπτικών λόγω της μεγάλης επιβάρυνσης φορτίου αζώτου που προκαλούν τα στραγγίδια στην γραμμή ιλύος. Συγκεκριμένα, η παρουσία υψηλής συγκέντρωσης αζώτου, με τη μορφή αμμωνιακών ιόντων αλλά κυρίως ως ελεύθερη αμμωνία, επηρεάζει αρνητικά την αποτελεσματική απομάκρυνση φωσφόρου, καθώς αναχαιτίζει τη δράση των πολυφωσφορικών βακτηριδίων. Επιπλέον, αρνητικά επηρεάζεται και η δράση των νιτρωδοποιητικών βακτηριδίων. Στη βιβλιογραφία έχει μελετηθεί σε μεγάλο βαθμό η αναχαιτιστική επίδραση του αμμωνιακού αζώτου και αντίστοιχα της ελεύθερης αμμωνίας, στη βιολογική απομάκρυνση αζώτου μέσω νιτρωδοποίησης- απονιτρωδοποίησης. Αντίθετα, δεν έχει μελετηθεί η επίδραση της ελεύθερης αμμωνίας στη βιολογική απομάκρυνση φωσφόρου και πως αυτή επηρεάζει τον ανταγωνισμό μεταξύ των PAOs και GAOs, επομένως για αυτό το λόγο πραγματοποιήθηκε η παρούσα εργασία. Η διερεύνηση του παραπάνω αντικειμένου πραγματοποιήθηκε πειραματικά στο Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας (ΕΥΤ) της σχολής Πολιτικών Μηχανικών του ΕΜΠ. Δημιουργήθηκε πιλοτικός αντιδραστήρας διαλείποντος έργου εναλλασσόμενων φάσεων λειτουργίας (Sequencing Batch Reactor - SBR), στον οποίο αναπτύχθηκε μικτή καλλιέργεια PAO-GAO και στη συνέχεια καθαρή καλλιέργεια GAOs. Κατά την έναρξη λειτουργίας του SBR, χρησιμοποιήθηκε βιομάζα από την εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων της Ψυττάλειας. Από τον SBR, λαμβανόταν βιομάζα για την πραγματοποίηση των πειραμάτων επίδρασης της ελεύθερης αμμωνίας στα PAOs και στα GAOs. H λειτουργία του αντιδραστήρα ξεκίνησε στις 12 Μαρτίου 2019 και τερματίστηκε στις 31 Ιουλίου 2019. Η τροφοδοσία του αντιδραστήρα γινόταν καθημερινά με συνθετικά λύματα. Πραγματοποιήθηκαν πέντε πειράματα διερεύνησης της ελεύθερης αμμωνίας στη μικτή καλλιέργεια PAO-GAO και έξι πειράματα στη καλλιέργεια των GAOs. Όλα τα πειράματα διεξάχθηκαν σε pH ίσο με 8.5, για διάφορες συγκεντρώσεις αμμωνιακού αζώτου. Σε κάθε πείραμα, ο ένας περιέκτης, αποτελούσε το Control δείγμα, από όπου υπολογιζόταν οι βαθμοί αερόβιας και αναερόβιας αναχαίτισης. Σε συγκέντρωση ελεύθερης αμμωνίας ίση με 7.7 mg/L, ο ρυθμός αερόβιας πρόσληψης φωσφόρου επηρεάστηκε κατά 52%, ενώ σε 28.1 mg/L αναχαιτίστηκε κατά 84%. Σε αναερόβιες συνθήκες, η έκλυση φωσφόρου υπό την παρουσία μικρών συγκεντρώσεων ΝΗ3 ήταν παρόμοια ή και μεγαλύτερη του Control, ενώ για τις μεγαλύτερες συγκεντρώσεις ΝΗ3, η έκλυση φωσφόρου αναχαιτιζόταν σημαντικά. Τα πειράματα διερεύνησης της αναερόβιας επίδρασης της ελεύθερης αμμωνίας στα GAOs έδειξαν ότι δεν επηρεάζονται από τη παρουσία της όταν παραμείνει αρκετή ώρα πριν την έναρξη της αναερόβιας φάσης και επομένως φαίνεται να εγκλιματίζονται. Αντίθετα, όμως όταν η ελεύθερη αμμωνία παραμείνει για μικρό χρονικό διάστημα πριν την έναρξη της αναερόβιας φάσης, παρουσιάζεται αναχαίτιση στην πρόσληψη των πτητικών λιπαρών οξέων. Ακόμα, για την εξέταση ενδεχόμενης αερόβιας αναχαίτισης των GAOs από την ελεύθερη αμμωνία, πραγματοποιήθηκαν κάποια πειράματα OUR.	el
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δάνος	el
heal.committeeMemberName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	211 σ.
heal.fullTextAvailability	false