ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ

Λοϊζου, Κωνσταντίνος

dc.contributor.author	Λοϊζου, Κωνσταντίνος
dc.date.accessioned	2021-10-18T15:43:49Z
dc.date.available	2021-10-18T15:43:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53950
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21648
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	ΝΑΝΟΔΙΗΘΗΣΗ	el
dc.subject	ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΩΣΜΩΣΗ	el
dc.subject	ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ	el
dc.subject	ΚΥΚΛΙΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ	el
dc.subject	WAVE	en
dc.subject	ΑΝΑΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ	el
dc.subject	ΛΕΙΨΥΔΡΙΑ	el
dc.subject	Water scarcity	en
dc.subject	ΑΠΟΔΟΣΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ	el
dc.subject	Nanofiltration	en
dc.subject	Waste water	en
dc.subject	Reverse Osmosis	en
dc.subject	Recycling	en
dc.subject	Permeate water	en
dc.subject	Concentrated water	en
dc.subject	Circular economy	en
dc.subject	Νερό διήθησης	el
dc.subject	Συμπυκνωμένο νερό	el
dc.title	ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΏΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	201-09-27
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια, η Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) και κατ’ επέκταση ολόκληρος ο κόσμος αναζητούν βιώσιμους τρόπους για την αντιμετώπιση λαθών του παρελθόντος, σχετικά με την εκμετάλλευση των φυσικών πόρων και την προστασία του περιβάλλοντος, σε συνδυασμό με τις προκλήσεις του μέλλοντος. Ένας από τους βασικούς προβληματισμούς της ΕΕ είναι το φαινόμενο της λειψυδρίας, αφού η ζήτηση για φρέσκο νερό αυξάνεται ετησίως κυρίως λόγω της αύξησης του παγκόσμιου πληθυσμού. Το μέλλον σκιαγραφείται δυσοίωνο, αφού η αξιολόγηση της προόδου με ορίζοντα το 2020, το 2030 και το 2050 στην ΕΕ διαφαίνεται αρνητική. Για αυτόν λόγο, ένας από τους στόχους της ΕΕ είναι η εφαρμογή του μοντέλου της μηδενικής απόρριψης στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας. Στην επίτευξη του στόχου αυτού, μπορεί να συμβάλλει η σωστή διαχείριση και επεξεργασία των πόρων η επαναχρησιμοποίηση, η επιδιόρθωση και η ανακύκλωση αυτών καθώς επίσης και η βιομηχανική συμβίωση. Η παρούσα διπλωματική εργασία λαμβάνοντας υπόψιν τα προαναφερθέντα, μελετά την επεξεργασία δευτερογενώς επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων υψηλής αλατότητας με στόχο την μέγιστη παραγωγή νερού υψηλής ποιότητας. Η έρευνα αυτή πραγματοποιήθηκε στη Μονάδα Περιβαλλοντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (εφεξής UEST), της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Πιο συγκεκριμένα, σχεδιάστηκε και προτάθηκε ένα ολοκληρωμένο σύστημα επεξεργασίας νερού μέσω του οποίου βελτιστοποιείται η ποιότητα του νερού που παράγεται από μονάδες επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων. Οι σημαντικότερες παράμετροι λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος όπως η ροή εισόδου, η ανακυκλοφορία, το pH, το οργανικό φορτίο και η επίδρασή του στη λειτουργία του συστήματος καθώς και η περιεκτικότητα σε άλατα μελετήθηκαν ως προς την απόδοση του συστήματος. Για το σχεδιασμό του τελικού συστήματος έγιναν πειράματα σε εργαστηριακές διατάξεις (ημιβιομηχανικής κλίμακας) στο Εργαστήριο. Για τη μεταφορά των αποτελεσμάτων από αυτές τις διατάξεις σε συστήματα μεγαλύτερης κλίμακας (scale up) χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Water Application Value Engine (εφεξής WAVE). Μέσω της χρήσης του προαναφερθέντος λογισμικού κατέστη εφικτή η ρύθμιση των παραπάνω παραμέτρων ώστε να αποφευχθούν βλάβες, και συχνές συντηρήσεις, προκειμένου το σύστημα λειτουργεί συνεχόμενα και σταθερά στον μέγιστο δυνατό βαθμό απόδοση. Τέλος, ιδιαίτερη μέριμνα δόθηκε ώστε το προτεινόμενο σύστημα να καταναλώνει την ελάχιστη δυνατή ενέργεια και να έχει τις ελάχιστες δυνατές απορρίψεις προκειμένου να είναι βιώσιμο οικονομικά και περιβαλλοντικά.	el
heal.abstract	In recent years, the European Union (EU) and by extension, the world has been looking for sustainable ways to deal with past mistakes in the exploitation of natural resources and the protection of the environment and also face the challenges of the future. One of the main concerns of the EU is the phenomenon of water scarcity, as the demand for fresh water is increasing every year mainly due to the increase of the world population. The future looks bleak, as the assessment of progress in 2020, 2030 and 2050 in the EU looks negative. For this reason, one of the EU's objectives is to implement the zero-waste model in the context of the circular economy. The proper management and processing of resources, reuse, repair and recycling, as well as industrial coexistence can contribute to the achievement of this goal. The present dissertation, taking into account the above, studies the treatment of secondary treated high-salinity waste water aiming the maximum production of high-quality water. This research was carried out at the Unit of Environmental Science and Technology (UEST), of the School of Chemical Engineering of the National Technical University of Athens. More specifically, an integrated water treatment system was designed and proposed through which the quality of water produced by municipal wastewater treatment plants is optimized. The most important operating parameters of such a system such as inlet flow, recirculation, pH, organic load and its effect on system operation as well as the concentration of salt were studied in terms of system performance. For the design of the final system, experiments were performed bench laboratory equipment (semi-industrial scale) in the Laboratory. The Water Application Value Engine (WAVE) software was used to transfer the results from these systems to larger scale systems. Through the use of the aforementioned software, it was possible to adjust the above parameters to avoid failures, and frequent maintenance, so that the system operates continuously and consistently to the maximum possible degree of efficiency. Finally, special care was taken to ensure that the proposed system consumes the least possible energy and has the least possible discharges in order to be economically and environmentally sustainable.	en
heal.tableOfContents	1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1.1 Διαθεσιμότητα νερού 1.1.1 Συμβατικές πηγές 1.1.2 Μη Συμβατικές πηγές 1.1.3 Χρήσεις νερού 1.2 Το διαχρονικό πρόβλημα της λειψυδρίας 1.2.1 Πως ορίζεται η λειψυδρία 1.2.2 Πως μετράται η λειψυδρία 1.2.3 Η οικονομική όψη της λειψυδρίας 1.2.4 Μέτρα Ευρωπαϊκής Ένωσης για την καταπολέμηση της λειψυδρίας 1.2.5 Η διαχρονική πορεία του νερού στην Ευρώπη 2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ 2.1 Αρχή λειτουργίας μονάδων επεξεργασίας λυμάτων 2.1.1 Διαδικασίες επεξεργασίας λυμάτων 2.2 Συστήματα επεξεργασίας λυμάτων υψηλής αλατότητας 2.2.1 Τεχνολογίες διήθησης με μεμβράνη 2.2.2 Σύστημα προσρόφησης για την επιλεκτική ανάκτηση φωσφόρου 2.2.3 Τεχνολογία εξάτμισης 1.2.4 Κρυστάλλωση 3 ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ 3.1 Μεθοδολογία πειραμάτων, διατάξεις και ανάλυση μετρήσεων 3.1.1 Διάταξη NF270-4040 3.1.2 Διάταξη XLE-2540 3.1.3 Ανάλυση μετρήσεων 3.2 Πείραμα 1 – Απόδοση 75%, με μεταβαλλόμενη ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 7,3 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 3.3 Πείραμα 2 - Απόδοση 60%, με μεταβαλλόμενη ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 7,3 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 3.4 Πείραμα 3 – Μεταβαλλόμενη απόδοση, χωρίς ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 7,3 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 3.5 Πείραμα 4 - Μεταβαλλόμενη απόδοση, χωρίς ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 6,0 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 3.6 Πείραμα 5 - Απόδοση 75%, με μεταβαλλόμενη ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 6,0 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 3.7 Πείραμα 6 – Μεταβαλλόμενη απόδοση, χωρίς ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 5,9 με χρήση μεμβράνης αντίστροφης ώσμωσης 4 ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ WAVE 4.1 Πείραμα 1 – Απόδοση 75%, με μεταβαλλόμενη ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 7,3 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 4.1.1 Πείραμα 1.1 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 200 L/h και pH= 7.3 4.1.2 Πείραμα 1.2 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 300 L/h και pH= 7.3 4.1.3 Πείραμα 1.3 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 400 L/h και pH= 7.3 4.1.4 Πείραμα 1.4 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 500 L/h και pH= 7.3 4.2 Πείραμα 2 - Απόδοση 60%, με μεταβαλλόμενη ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 7,3 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 4.2.1 Πείραμα 2.1 – Απόδοση 60%, σε ανακυκλοφορία 200 L/h και pH= 7.3 4.2.2 Πείραμα 2.2 – Απόδοση 60%, σε ανακυκλοφορία 300 L/h και pH= 7.3 4.2.3 Πείραμα 2.3 – Απόδοση 60%, σε ανακυκλοφορία 400 L/h και pH= 7.3 4.2.4 Πείραμα 2.4 – Απόδοση 60%, σε ανακυκλοφορία 500 L/h και pH= 7.3 4.3. Πείραμα 3 – Μεταβαλλόμενη απόδοση, χωρίς ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 7,3 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 4.3.1 Πείραμα 3.1 – Απόδοση 50%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 7.3 4.3.2 Πείραμα 3.2 – Απόδοση 60%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 7.3 4.3.3 Πείραμα 3.3 – Απόδοση 75%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 7.3 4.4. Πείραμα 4 - Μεταβαλλόμενη απόδοση, χωρίς ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 6,0 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 4.4.1 Πείραμα 4.1 – Απόδοση 50%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 6.0 4.4.2 Πείραμα 4.2 – Απόδοση 60%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 6.0 4.4.3 Πείραμα 4.3 – Απόδοση 75%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 6.0 4.5. Πείραμα 5 - Απόδοση 75%, με μεταβαλλόμενη ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 6,0 με χρήση μεμβράνης νανοδιήθησης 4.5.1 Πείραμα 5.1 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 300 L/h και pH= 6.0 4.5.2 Πείραμα 5.2 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 600 L/h και pH= 6.0 4.5.3 Πείραμα 5.3 – Απόδοση 75%, σε ανακυκλοφορία 700 L/h και pH= 6.0 4.6. Πείραμα 6 – Μεταβαλλόμενη απόδοση, χωρίς ανακυκλοφορία σε pH ίσο με 5,9 με χρήση μεμβράνης αντίστροφης ώσμωσης 4.6.1 Πείραμα 6.1 – Απόδοση 80%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 5.9 4.6.2 Πείραμα 6.2 – Απόδοση 90%, χωρίς ανακυκλοφορία και pH= 5.9 5 ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ WAVE 5.1. Μεθοδολογία μελέτης περίπτωσης 5.2. Μελέτη περιπτώσεων για εξεύρεση των βέλτιστων συνθηκών λειτουργίας 5.2.1 Περίπτωση 1 – Παραγωγή μέτριας ποσότητας συμπυκνωμένου προϊόντος με νανοδιήθηση και μεγάλης ποσότητας συμπυκνωμένου προϊόντος με αντίστροφη ώσμωση 5.2.2 Περίπτωση 2 – Παραγωγή μεγάλης ποσότητας συμπυκνωμένου προϊόντος με νανοδιήθηση και μικρής ποσότητας συμπυκνωμένου προϊόντος με αντίστροφη ώσμωση 5.2.3 Περίπτωση 3 – Παραγωγή μικρής ποσότητας συμπυκνωμένου προϊόντος με νανοδιήθηση και μεγάλης ποσότητας συμπυκνωμένου προϊόντος με αντίστροφη ώσμωση 6 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 6.1 Συγκριτική αξιολόγηση των πειραματικών αποτελεσμάτων 6.1.1 Απόδοση της μεμβράνης 6.1.2 Ανακυκλοφορία 6.1.3 Ενεργός οξύτητα (pH) 6.2 Συμπεράσματα ως προς την απόρριψη ιόντων από τις μεμβράνες 6.2.1 Νανοδιήθηση 6.2.2 Αντίστροφη ώσμωση 6.3 Συμπεράσματα από την μελέτη περίπτωσης 7 ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ	el
heal.advisorName	ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΥΣ, ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ ΙΩΑΝΝΑ
heal.committeeMemberName	ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΥΣ, ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ ΙΩΑΝΝΑ
heal.committeeMemberName	ΚΑΡΩΝΗΣ, ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ
heal.committeeMemberName	ΚΟΛΛΙΑ, ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΑ
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	181
heal.fullTextAvailability	false