Αξιοποίηση των αέριων εκπομπών της κομποστοποίησης οργανικών αστικών αποβλήτων για την παραγωγή θειικού αμμωνίου

Παπαθανάσης, Χρήστος; Papathanasis, Christos

dc.contributor.author	Παπαθανάσης, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Papathanasis, Christos	en
dc.date.accessioned	2024-05-27T08:48:54Z
dc.date.available	2024-05-27T08:48:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59476
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27172
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Απόβλητα	el
dc.subject	Ωιτροποίηση	el
dc.subject	Αποθείωση	el
dc.subject	Κομποστοποίηση	el
dc.subject	Βιοαέριο	el
dc.subject	Waste	en
dc.subject	Nitrification	el
dc.subject	Desulfurization	el
dc.subject	Composting	el
dc.subject	Biogas	el
dc.title	Αξιοποίηση των αέριων εκπομπών της κομποστοποίησης οργανικών αστικών αποβλήτων για την παραγωγή θειικού αμμωνίου	el
dc.contributor.department	Μονάδα Περιβαλλοντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική Επιστήμη και Βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-22
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η πρόοδος της νιτροποίησης και η δυνατότητα συσσώρευσης νιτρικών ιόντων χωρίς παρεμπόδιση της βιολογικής διεργασίας ώστε να εξασφαλιστεί η τροφοδοσία υψηλής συγκέντρωσης νιτρικών που απαιτούνταν για τη βιολογική αποθείωση του βιοαερίου που προέρχεται από χώρο υγειονομικής ταφής στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Biogasnet. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε εργαστηριακή και πιλοτική κλίμακα. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων στην εργαστηριακή κλίμακα εφαρμόστηκε σταθερή φόρτιση αμμωνιακού αζώτου (45g/Lr/d) και παρατηρήθηκε σταδιακή αύξηση της συγκέντρωσης νιτρικού αζώτου ενώ αντίστοιχα για το αμμωνιακό και νιτρώδες άζωτο παρατηρήθηκε σταδιακή μείωση, γεγονός που υποδεικνύει ότι επιτυγχανόταν νιτροποίηση. Στην πιλοτική κλίμακα αρχικά τροφοδοτήθηκε συνθετικό διάλυμα αμμωνιακού αζώτου και πραγματοποιήθηκε σταδιακή αύξηση της φόρτισης αμμωνιακού αζώτου (45 – 100- 150 g/Lr/d) ανά περίπου είκοσι ημέρες. Αντίστοιχη παρατήρηση για τη συγκέντρωση του νιτρικού αζώτου προέκυψε και από τα πειράματα της πρώτης φάσης στην πιλοτική κλίμακα με τη συγκέντρωση του νιτρικού αζώτου να αυξάνεται ενώ οι συγκεντρώσεις του αμμωνιακού και νιτρώδους αζώτου μειώθηκαν. Κατά την διάρκεια των πειραμάτων (εργαστηριακή και πιλοτική κλίμακα) μελετήθηκε η συγκέντρωση όλων των μορφών του άνθρακα (οργανικός, ανόργανος, ολικός). Στην εργαστηριακή κλίμακα όλες οι μορφές του άνθρακα δεν παρουσίασαν κάποια συγκεκριμένη τάση αλλά κινούνταν γύρω από μία μέση τιμή (28,8 mg/L TOC, 53,6 mg/L TIC, 82,8 mg/L TC). Στην πιλοτική κλίμακα αντίστοιχη συμπεριφορά παρουσίαζε ο οργανικός άνθρακας ενώ ο ολικός και ο ανόργανος παρουσίαζαν συνεχή αύξηση της συγκέντρωσής τους. Το γεγονός αυτό υποδεικνύει ότι η δοσολογία του ανόργανου άνθρακα που προσθέτονταν για την πραγματοποίηση της νιτροποίησης ήταν μεγαλύτερη από αυτήν που χρειαζόταν. Εάν όμως η νιτροποίηση ήταν πλήρης, θα απαιτούνταν μεγαλύτερη ποσότητα ανόργανου άνθρακα. Σχετικά με την απόδοση της νιτροποίησης, στην εργαστηριακή κλίμακα μετά τον εγκλιματισμό του συστήματος ήταν 71,0% ενώ στο πιλοτικό σύστημα, για φόρτιση 45g/Lr/d αμμωνιακού αζώτου ήταν 69%. Η αύξηση της φόρτισης στα 100 g/Lr/d είχε ως αποτέλεσμα μια σταδιακή μείωση της απόδοσης μέχρι περίπου το 40%. Περαιτέρω αύξηση της φόρτισης δεν επέφερε αντίστοιχη μείωση στην απόδοση αλλά διατηρήθηκε περί το 40%. Τέλος αναλύθηκε η απόδοση της νιτροποίησης και η σχέση αυτής σε σχέση με το νιτρικό άζωτο και εντοπίστηκε ήπια γραμμική συσχέτιση της συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων με τη απόδοση της νιτροποίησης. Στη συνέχεια, εξετάστηκε η δυνατότητα αξιοποίησης των αέριων εκπομπών κομποστοποίησης ως πηγή αμμωνιακού αζώτου. Η φόρτιση που επιλέχθηκε με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα ήταν 45g/Lr/d. Η τάση των συγκεντρώσεων των θρεπτικών (αζώτου, φωσφόρου) αλλά και του άνθρακα ήταν ανάλογη με τα πειράματα όπου χρησιμοποιούνταν συνθετικό υπόστρωμα. Η απόδοση όμως της νιτροποίησης ήταν σαφώς χαμηλότερη (56,5%). Από τη λειτουργία της πιλοτικής μονάδας νιτροποίησης παρήχθησαν διαλύματα πλούσια σε αμμωνιακά (16,1 g/L NH4-N) και νιτρικά ιόντα (740,2 mg/L NO3-N) αντίστοιχα. Τα διαλύματα αυτά αξιοποιήθηκαν και διαπιστώθηκε εργαστηριακά η παραγωγή θειικού αμμωνίου με την ισομοριακή ανάμιξη του διαλύματος αμμωνιακών (από τον scrubber) και συνθετικού διαλύματος θειικών ιόντων (1,2Μ). Συμπερασματικά, στην παρούσα διπλωματική εργασία αποδείχθηκε ότι είναι δυνατό να αξιοποιηθούν οι αέριες εκπομπές της κομποστοποίησης οργανικών αστικών αποβλήτων προς την κατεύθυνση της παραγωγής θειικού αμμωνίου. Περαιτέρω αριστοποίηση των συνθήκων νιτροποίησης μπορεί να οδηγήσει σε ακόμη υψηλότερες αποδόσεις.	el
heal.advisorName	Χαμηλάκης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Χαμηλάκης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	125 σ
heal.fullTextAvailability	false