Διερεύνηση της απόδοσης διαφορετικών ειδών τεχνητών υγροβιότοπων στην απομάκρυνση συμβατικών ρύπων και μικρορύπων

Παπαδόπουλος, Κωνσταντίνος; Papadopoulos, Konstantinos

dc.contributor.author	Παπαδόπουλος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Papadopoulos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2024-04-19T07:42:36Z
dc.date.available	2024-04-19T07:42:36Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59223
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26919
dc.rights	Default License
dc.subject	Μικρορύποι	el
dc.subject	Αστικά λύματα	el
dc.subject	Οργανικοί ρύποι	el
dc.subject	Φαρμακευτικά προϊόντα	el
dc.subject	Micropollutants	en
dc.subject	Pesticides	en
dc.subject	Urban sewage	en
dc.subject	Ppcps	en
dc.title	Διερεύνηση της απόδοσης διαφορετικών ειδών τεχνητών υγροβιότοπων στην απομάκρυνση συμβατικών ρύπων και μικρορύπων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνητοί Υγροβιότοποι	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-11
heal.abstract	Ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα της σύγχρονης κοινωνίας ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας είναι η ρύπανση των υδάτων το οποίο καθιστά απαραίτητη τη σωστή διαχείριση των λυμάτων και την ανάπτυξη τεχνολογιών που θα επιτρέπουν την απομάκρυνση των ρύπων από τα αστικά λύματα. Οι τεχνητοί υγροβιότοποι έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια διότι αποτελούν μια φυσική λύση (nature-based solution) η οποία είναι οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία για τη διαχείριση υγρών αποβλήτων. Τα αστικά υγρά απόβλητα περιέχουν επιβλαβείς ρύπους όπως τα αιωρούμενα σωματίδια, οργανικές ενώσεις , άζωτο και φώσφορο σε σημαντικές ποσότητες, ενώ περιέχουν σε μικρές συγκεντρώσεις οργανικές και ανόργανες ουσίες όπως είναι τα παρασιτοκτόνα, αντιβιοτικά, φαρμακευτικά παραπροϊόντα, παραπροϊόντα προσωπικής φροντίδας και υγιεινής, βαρέα μέταλλα κλπ. Οι τεχνητοί υγροβιότοποι κατηγοριοποιούνται με βάση την ύπαρξη (ή όχι) ελεύθερης επιφάνειας του υγρού και επιπρόσθετα είτε με βάση την κατεύθυνση ροής των λυμάτων μέσα στο σύστημα, είτε με βάση το είδος φυτού που υπάρχει στο σύστημα. Συγκεκριμένα κατηγοριοποιούνται στους τεχνητούς υγροβιότοπους επιφανειακής και υποεπιφανειακής ροής με τους πρώτους να έχουν ελεύθερη επιφάνεια ροής του υγρού και τους δεύτερους να έχουν κάποιο πληρωτικό υλικό (συνήθως άμμο ή χαλίκι) μέσα από το οποίο πραγματοποιείται η ροή του υγρού. Οι τεχνητοί υγροβιότοποι υποεπιφανειακής ροής έπειτα διαχωρίζονται με βάση κατεύθυνση του υγρού σε κατακόρυφους και οριζόντιους τεχνητούς υγροβιότοπους υποεπιφανειακής ροής. Οι τεχνητοί υγροβιότοποι επιφανειακής ροής κατηγοριοποιούνται με βάση το είδος των φυτών στους ακόλουθους: (α) τεχνητοί υγροβιότοποι με επιπλέοντα φυτά, (β) τεχνητοί υγροβιότοποι με βυθιζόμενα φυτά, (γ) τεχνητοί υγροβιότοποι ix με αναδυόμενα φυτά, (δ) τεχνητοί υγροβιότοποι με πλωτές ψάθες αναδυόμενων φυτών, και (ε) τεχνητοί υγροβιότοποι με δέντρα. Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της απομάκρυνσης τόσο των συμβατικών ρύπων όσο και των μικρορύπων (ανόργανων και οργανικών) από αστικά λύματα με την χρήση τεχνητών υγροβιότοπων αξιοποιώντας τις φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες που πραγματοποιούνται σε αυτά τα συστήματα. Αρχικά, όσον αφορά τα αιωρούμενα στερεά η απομάκρυνσή τους βασίζεται είτε στην κροκίδωση/καθίζηση (για επιφανειακούς τεχνητούς υγροβιότοπους) είτε στην διήθηση/κροκίδωση/καθίζηση των κολλοειδών σωματιδίων στους τεχνητούς υγροβιότοπους υποεπιφανειακής ροής. Επιπλέον, και στα δύο είδη τεχνητών υγροβιότοπων τα οργανικά αιωρούμενα στερεά απομακρύνονται με τη βιολογική αποδόμησή τους υπό αερόβιες, ανοξικές και αναερόβιες συνθήκες. Η απομάκρυνση του οργανικού φορτίου (COD, BOD5) μπορεί να οφείλεται είτε σε αερόβια διάσπαση είτε σε αναερόβια/ανοξική. Πιο συγκεκριμένα η απομάκρυνση του BOD5 των υγροβιότοπων υποεπιφανειακής ροής είναι πάνω από 75%, ενώ η απομάκρυνση του COD πάνω από 65%. Η απομάκρυνση του αζώτου οφείλεται στις διεργασίες της αμμωνιοποίησης, νιτροποίησης, απονιτροποίησης, πτητικοποίησης, και πρόσληψης του αζώτου από τα φυτά που ως αποτέλεσμα επιτυγχάνουν στις περισσότερες περιπτώσεις ποσοστά απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου (ΝΗ3-Ν) πάνω από 70%. Επιπρόσθετα οι κύριοι μηχανισμοί απομάκρυνσης τον φωσφόρου σε τεχνητούς υγροβιότοπους είναι η προσρόφηση στο υπόστρωμα και χημική κατακρήμνιση, η αφομοίωση στο βιολογικό φιλμ (βιοφίλμ), και η πρόσληψη από τα φυτά. Επίσης, η προσρόφηση στο πληρωτικό υλικό, η καθίζηση ως αδιάλυτα άλατα, η πρόσληψη στους βιολογικούς/χημικούς κύκλους τους από φυτά και βακτήρια, και η εναπόθεση x των αιωρούμενων στερεών αποτελούν τους κύριους μηχανισμούς απομάκρυνσης των μετάλλων με ικανοποιητικές απομακρύνσεις ανάλογα με είδος τους. Ακόμα, οι κύριοι μηχανισμοί για την απομάκρυνση των παρασιτοκτόνων αφορούν την διασπορά τους, τη φυσική εναπόθεση, και την πρόσληψη από τα φυτά. Ανάλογα την χημική ομάδα των παρασιτοκτόνων και το είδος του τεχνητού υγροβιότοπου παρατηρούνται ποσοστά απομάκρυνσης από 23% (Triazinone) έως και 98% (Organochlorine). Τέλος, οι μηχανισμοί απομάκρυνσης/αποδόμησης φαρμακευτικών παραπροϊόντων και προϊόντων προσωπικής φροντίδας/υγιεινής περιλαμβάνουν κυρίως φωτολυτική αποδόμηση, φυτοαποικοδόμηση και τη μικροβιακή αποδόμηση με ποσοστά απομάκρυνσης 3-82%, 19-100%, 50-55%, αντίστοιχα. Όσον αφορά τους ρυθμούς και τα ποσοστά απομάκρυνσης, σε ένα γενικότερο πλαίσιο παρατηρήθηκαν ενθαρρυντικά αποτελέσματα για την εφαρμογή τεχνητών υγροβιότοπων στην επεξεργασία των υγρών αποβλήτων. Τα ποσοστά απομάκρυνσης κάθε ρύπου εξαρτώνται από τον τύπο του υγροβιότοπου που χρησιμοποιείται, τη σύσταση των λυμάτων, την υδραυλική και οργανική φόρτιση του τεχνητού υγροβιότοπου, το πληρωτικό υλικό, τα φυτά του υγροβιότοπου. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην περίπτωση μικροοργανικών ρύπων όπως φυτοφάρμακα και φαρμακευτικά παραπροϊόντα και προϊόντα προσωπικής φροντίδας/υγιεινής τα καταγεγραμμένα ποσοστά απομάκρυνσης φαίνεται είναι ικανοποιητικά.	el
heal.advisorName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.committeeMemberName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	141 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false