Παρακολούθηση μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων και τεχνικές μείωσης ρυπαντικού φορτίου με τη χρήση μεμβρανών

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η παρακολούθηση της λειτουργίας μιας μονάδας επεξεργασίας λυμάτων που εξυπηρετεί το προσωπικό βιομηχανίας εγκατεστημένης στο Νομό Βοιωτίας καθώς και η διερεύνηση της δυνατότητας περαιτέρω μείωσης του ρυπαντικού φορτίου των λυμάτων με τη χρήση συστήματος βιοαντιδραστήρα μεμβρανών με στόχο την επαναχρησιμοποίηση τους. Στη συνέχεια τα δείγματα εμπλουτίστηκαν με μέταλλα προκειμένου να εξεταστεί η δυνατότητα κατακράτησης μετάλλων από τη βιομάζα σε συνδυασμό με τη χρήση μεμβρανών. Για τη διερεύνηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των παραγόμενων λυμάτων και τη μελέτη της λειτουργίας της μονάδας βιολογικής επεξεργασίας των λυμάτων του προσωπικού της βιομηχανίας συλλέχθησαν συνολικά εβδομήντα οχτώ (78) δείγματα από τα διάφορα στάδια της μονάδας σε δεκαεννιά (19) ημέρες. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις για τις ακόλουθες παραμέτρους: pH, αγωγιμότητα, TDS, TSS, VSS, COD, BOD, NOΧ, NH4, φαινόλες, Cl2 και CN ενώ για τις ανάγκες των πειραμάτων μετρήθηκαν επίσης οι συγκεντρώσεις των ακόλουθων μετάλλων: Cd, Cr, Ni, Zn, Cu, Fe, Mn, Pb. Γενικά παρατηρήθηκε ότι η εκροή της υπό μελέτη μονάδας πληρούσε τα όρια διάθεσης λυμάτων σε υδάτινο αποδέκτη που ισχύουν για την ευρύτερη περιοχή για τις περισσότερες των περιπτώσεων, ωστόσο ορισμένες φορές οι συγκεντρώσεις TSS και ΝΟΧ υπερέβαιναν τα εν λόγω όρια. Επίσης, η εκροή δεν ικανοποιούσε τα προτεινόμενα όρια επαναχρησιμοποίησης για τις παραμέτρους που εξετάστηκαν (ΒΟD, TSS). Η εφαρμογή συστήματος μεμβρανών στα δείγματα της εκροής μείωσε περαιτέρω το ρυπαντικό φορτίο, με αποτέλεσμα οι συγκεντρώσεις των υπό εξέταση παραμέτρων να ικανοποιούν τόσο τα όρια διάθεσης όσο και τα όρια επαναχρησιμοποίησης. Η εφαρμογή μεμβρανών στα δείγματα από το στάδιο του αερισμού, είχε ως αποτέλεσμα πολύ μεγάλες απομακρύνσεις του ρυπαντικού φορτίου (έως 99%), με ταυτόχρονη ικανοποίηση των ορίων διάθεσης και επαναχρησιμοποίησης. Τέλος, παρατηρήθηκε ολοκληρωτική απομάκρυνση μετάλλων (100%) από το διήθημα της βιομάζας με τη χρήση μεμβρανών, με εξαίρεση μόνο δύο μέταλλα τα οποία παρουσίασαν απομάκρυνση της τάξης του 97%. Οι συγκεντρώσεις των μετάλλων μειώθηκαν σε τέτοιο βαθμό ώστε να ικανοποιούν τα όρια διάθεσης αλλά και τα όρια άρδευσης για γεωργία.

The object of the present postgraduate thesis is to monitor a wastewater treatment plant which serves the personnel of an industry installed in the Prefecture of Viotia as well as the investigation of the possibility of further reduction of the organic load of the wastewater with the use of membrane bioreactor system in order to re-use the wastewater. Then the samples were enriched with metals in order to examine the possibility of retention of metals from the biomass in combination with the use of membranes. For the investigation of the quality characteristics of produced wastewater and the study of the operation of the plant biological treatment of wastewater from the personnel of industry were collected in total seventy-eight (78) samples from different stages of the plant in nineteen (19) days. Then were carried out measurements for the following parameters: pH, conductivity, TDS, TSS, VSS, COD, BOD, NOx, NH4, phenols, Cl2 and CN while for the needs of experiments were also measured concentrations of the following metals: Cd, Cr, Ni, Zn, Cu, Fe, Mn, Pb. General it was observed that the outflow of the study unit filled the limits of waste disposal in the receiving water applied to the wider region for most of cases, however sometimes the concentrations of TSS and NOx were measured above those limits. Also, the outflow did not satisfy the proposed limits of re-use for the parameters that were examined (BOD, TSS). The application of membrane bioreactor system in the samples of the outflow decreased further the organic load, with result the concentrations of the relevant parameters to satisfy not only the limits of disposal but also the limits of re-use. The application of membranes in the samples from the stage of ventilation had as a result very high removals of the organic load (up to 99%), with simultaneous satisfaction of the levels of both disposal and reuse.

Finally, it was observed absolute removal of metals (100%) from the filtrate of biomass with the use of membranes, with the exception of only two metals which presented removal of about 97%.The concentrations of metals were decreased to such an extent as to satisfy not only the limits of disposal but also the limits of irrigation for agriculture.