Εξέταση τριτογενούς επεξεργασίας υγρών αποβλήτων με χρήση υδροχαρών φυτών σε αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας

Δρόσης, Κωνσταντίνος; Drosis, Konstantinos

dc.contributor.author	Δρόσης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Drosis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2024-05-31T08:26:20Z
dc.date.available	2024-05-31T08:26:20Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59584
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27280
dc.rights	Default License
dc.subject	Φυτοεξυγίανση	el
dc.title	Εξέταση τριτογενούς επεξεργασίας υγρών αποβλήτων με χρήση υδροχαρών φυτών σε αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβάλλον	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-02-28
heal.abstract	Τη σημερινή εποχή, η ανάγκη για τριτογενή επεξεργασία των υγρών αποβλήτων κρίνεται απαραίτητη, αφενός εξ’ αιτίας της αύξησης της ποσότητας των λυμάτων, αφετέρου λόγω της επιτακτικής πλέον ανάγκης για επαναχρησιμοποίηση του ανακτημένου νερού, για την κάλυψη αρδευτικών αναγκών, εμπλουτισμό του υπόγειου υδροφορέα και αστική – περιαστική χρήση. Οι περισσότερες μέθοδοι επεξεργασίας, όμως είναι δαπανηρές, λόγω της αύξησης του λειτουργικού κόστους, ήτοι του κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας και των χημικών. Κατά συνέπεια, θεωρείται σημαντική η εκτέλεση έρευνας, με σκοπό την εύρεση εναλλακτικών, φυσικών μεθόδων επεξεργασίας των λυμάτων. Η φυτοεξυγίανση αποτελεί μία μέθοδο (σύστημα ή διαδικασία), κατά την οποία χρησιμοποιούνται φυτά για την επεξεργασία των λυμάτων. Συγκεκριμένα, στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η τριτογενής επεξεργασία υγρών αποβλήτων με τη χρήση υδροχαρών φυτών Lemna Minor σε αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας όγκου τεσσάρων λίτρων. Αντικείμενα της έρευνας ήταν η προοδευτική προσαρμογή των φυτών στο υγρό του αντιδραστήρα, η αφομοίωση των θρεπτικών συστατικών από αυτά και ταυτόχρονα η βελτιστοποίηση του ρυθμού ανάπτυξης της ωφέλιμης βιομάζας των φυτών, με την εισροή λυμάτων, έχοντας ως αποτέλεσμα την επεξεργασία αυτών. Στο Εργαστήριο της Σχολής Χημικών Μηχανικών χρησιμοποιήθηκαν αυτά τα υδροχαρή φυτά, καθώς θεωρούνται κατάλληλα για την τριτογενή επεξεργασία υγρών αποβλήτων, λόγω της ικανότητάς τους για απορρόφηση αμμωνιακών και φωσφορικών ιόντων από το υδάτινο περιβάλλον. Το εργαστηριακό πείραμα χωρίστηκε σε τέσσερις Φάσεις. Αναφέρεται ότι η αλλαγή του φυτού σε κάθε νέο περιβάλλον χρειάζεται περίοδο προσαρμογής περίπου μιας εβδομάδας. Στην πρώτη φάση του πειράματος (Φάση 1) στο υγρό του αντιδραστήρα προστέθηκε το θρεπτικό υγρό Hoagland, όπου είναι γνωστό για την ικανότητά του να δημιουργεί το ιδανικό περιβάλλον για την ανάπτυξη του φυτού. Τα αποτελέσματα της Φάσης 1 έδειξαν ότι η απορρόφηση των νιτρικών ιόντων από τα φυτά lemna minor φτάνει έως και 42%, ενώ για τα φωσφορικά ιόντα έως και 89%. Τέλος, υπήρχε ανάπτυξη της βιομάζας περίπου κατά 6%. Στην δεύτερη φάση (Φάση 2), προστέθηκε στον υπάρχοντα αντιδραστήρα το απόβλητο με παροχή ίση με 50 ml/d. To απόβλητο προέρχεται από την έξοδο ενός αναερόβιου αντιδραστήρα, που είχε ως πρώτη ύλη το άμυλο. Ο απολογισμός της Φάσης 2 ήταν ενθαρρυντικός, καθώς μετά την πρώτη εβδομάδα προσαρμογής των φυτών, η απορρόφηση των φυτών έφτασε έως και 48% όσον αφορά στα νιτρικά ιόντα, ενώ για τα φωσφορικά ιόντα υπήρξε αύξηση, καθώς μέσα στον αντιδραστήρα δημιουργήθηκαν μικροφήκη όπου απορροφούν μεγάλες ποσότητες φωσφόρου. Παράλληλα, υπήρχε αύξηση της ωφέλιμης βιομάζας κατά 11%. Εξ’ αιτίας του γεγονότος ότι τα προηγούμενα δύο υποπειράματα έδειξαν πολύ καλά αποτελέσματα, αποφασίστηκε η αύξηση της παροχής του αποβλήτου σε 200 - 250 ml/d για την Φάση 3 με ταυτόχρονη ανακυκλοφορία και εκροή με υπερχείλιση. Όμως, ο τετραπλασιασμός της εισερχόμενης παροχής του αποβλήτου επέφερε ζημιά στο σύστημα, καθώς αυτό δεν ήταν έτοιμο να επεξεργαστεί τόσο μεγάλο φορτίο. Πιθανή αιτία για την εξέλιξη του πειράματος είναι επίσης και η αύξηση της θερμοκρασίας, λόγω καλοκαιριού. Το τρίτο πείραμα θεωρείται ως η περίοδος σφάλματος, αφού υπήρξε θάνατος 500 φυτών περίπου στον αντιδραστήρα. Τέλος, η τέταρτη φάση (Φάση 4), λαμβάνοντας υπόψη τα συμπεράσματα των προηγούμενων φάσεων, εξετάστηκε με παροχή ίση με 100 ml/d και ανακυκλοφορία με υπερχειλίζουσα εκροή. Ο απολογισμός κρίθηκε άκρως επιτυχημένος για τη Φάση 4, καθώς η επιφάνεια του αντιδραστήρα γέμισε με υγιή φυτά και ταυτόχρονα, η απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών από αυτά έφτασε πολύ υψηλές τιμές, γύρω στο 75% που βάσει βιβλιογραφίας πλησιάζει την ιδανική τιμή. Το τελικό συμπέρασμα από το συνολικό πείραμα είναι ότι για τον αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας όγκου τεσσάρων λίτρων, η καλύτερη λύση είναι η σταδιακή προσαρμογή των φυτών σε κάθε νέο περιβάλλον ξεκινώντας από το θρεπτικό υγρό, καταλήγοντας σε προσθήκη αποβλήτου με παροχή ίση με 100 ml/d και ταυτόχρονη ανακυκλοφορία του συστήματος με υπερχειλίζουσα εκροή. Με αυτές τις συνθήκες επιτυγχάνεται το βέλτιστο περιβάλλον ανάπτυξης των υδροχαρών φυτών, έχοντας ως αποτέλεσμα την επεξεργασία των λυμάτων στον αντιδραστήρα.	el
heal.advisorName	Βλυσίδης, Ανέστης	el
heal.committeeMemberName	Λυμπερόπουλος, Κυριάκος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	99 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false