Επεξεργασία απορροής αναερόβιας χώνευσης σε αντιδραστήρες φυτοεξυγίανσης εμβολικής ροής για παραγωγή και αξιοποίηση φυτικής βιομάζας

Καραγιαννοπούλου, Νεφέλη-Ελευθερία; Karagiannopoulou, Nefeli-Eleftheria

dc.contributor.author	Καραγιαννοπούλου, Νεφέλη-Ελευθερία	el
dc.contributor.author	Karagiannopoulou, Nefeli-Eleftheria	en
dc.date.accessioned	2025-04-02T09:15:05Z
dc.date.available	2025-04-02T09:15:05Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61574
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29270
dc.rights	Default License
dc.subject	Υγρό απόβλητο	el
dc.subject	Liquid waste	en
dc.subject	Θρεπτικά συστατικά	el
dc.subject	Nutrients	en
dc.subject	Βιοαποδόμηση αζώτου και φωσφόρου	el
dc.subject	Biodegradation of nitrogen and phosphorus	en
dc.subject	Φυτοεξυγίανση	el
dc.subject	Phytoremediation	en
dc.subject	Υδρόλυση	el
dc.subject	Hydrolysis	en
dc.title	Επεξεργασία απορροής αναερόβιας χώνευσης σε αντιδραστήρες φυτοεξυγίανσης εμβολικής ροής για παραγωγή και αξιοποίηση φυτικής βιομάζας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επεξεργασία υγρών αποβλήτων	el
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-03
heal.abstract	Η εν λόγω διπλωματική εργασία πραγματεύεται την τριτοβάθμια επεξεργασία υπολείμματος απορροής αναερόβιου χωνευτήρα με τη μέθοδο της φυτοεξυγίανσης με χρήση του φυτού Lemna minor. Κατά την επεξεργασία του υγρού αποβλήτου σε βιοαντιδραστήρα φυτοεξυγίανσης εμβολικής ροής με ανακυκλοφορία, το φυτό χαρακτηρίζεται από την ικανότητα επιτυχούς απομάκρυνσης θρεπτικών συστατικών, καθιστώντας τα επίπεδα συγκέντρωσής τους σε αποδεκτές τιμές πριν την απόρριψή του αποβλήτου στο περιβάλλον. Συγκεκριμένα, εξετάζεται η απομάκρυνση φωσφόρου υπό την μορφή φωσφορικών ιόντων και αζώτου υπό την μορφή αμμωνιακών, νιτρικών και νιτρωδών ιόντων. Διαπιστώνεται ότι η απομάκρυνση φωσφόρου επιτυγχάνει αποδόσεις από 70 έως 100% για την πλειοψηφία των περιπτώσεων, ενώ η απομάκρυνση αμμωνιακού αζώτου από 75 έως 100%. Επίσης, εξετάζεται τόσο η απομάκρυνση ολικού οργανικού άνθρακα (TOC) και ολικού αζώτου (ΤΝ), όσο και οι τιμές pH και αγωγιμότητας εντός του αντιδραστήρα. Παρακολουθώντας την πορεία του αντιδραστήρα, παρατηρείται ότι οι συνθήκες θερμοκρασίας, φωτισμού και pH είναι άμεσα συνδεδεμένες με την παρουσία μαύρης άλγης και, συνεπώς, την επίδρασή της στην μείωση του ρυθμού ανάπτυξης του φυτού. Λόγω αυξημένης θνησιμότητας των lemna εντός του αντιδραστήρα, παρά την επικράτηση ιδανικών περιβαλλοντικών συνθηκών, τίθεται απαραίτητη η διεξαγωγή πειραμάτων για την βέλτιστη ανάπτυξη των φυτών. Κατά τα πειράματα ανάπτυξης σε τρυβλία petri και σε πλαστικά δοχεία, διαπιστώνεται ότι με χρήση διαλύματος θρεπτικών Hoagland, η βέλτιστη επιθυμητή αναλογία KH2PO4 είναι η μισή από αυτήν που προβλέπεται σύμφωνα με το standard διάλυμα, δηλαδή με redfield ratio (αναλογία N:P) ίσο με 12,86. Κατά τον δεύτερο κύκλο πειραμάτων, πραγματοποιείται υδρόλυση της φυτικής βιομάζας με σκοπό την αξιοποίησή της σε τροφοδοσία αναερόβιου χωνευτήρα. Όπως προκύπτει από τα προκαταρκτικά πειράματα, χρησιμοποιείται διάλυμα HCl για την υδρόλυση της βιομάζας και λαμβάνεται το συμπέρασμα ότι οι βέλτιστες συνθήκες υδρόλυσης των L. minor είναι οι 90οC, με συγκέντρωση 5% HCl και 1 mL τελικού όγκου. Τέλος, πραγματοποιείται πείραμα υδρόλυσης συναρτήσει του χρόνου, στις βέλτιστες συνθήκες που προέκυψαν, και παρατηρείται απότομη αύξηση της συγκέντρωσης σε TOC και ΤΝ για χρονικό διάστημα έως περίπου 3,5 ωρών.	el
heal.abstract	The present thesis addresses the tertiary treatment of anaerobic digester effluent using the phytoremediation method with the plant Lemna minor. During the treatment of the liquid waste in a phytoremediation plug-flow bioreactor with recirculation, the plant is characterized by its ability to successfully remove nutrients, reducing their concentration levels to acceptable values before the waste is discharged into the environment. Specifically, the removal of phosphorus in the form of phosphate ions and nitrogen in the form of ammonium, nitrate, and nitrite ions is examined. It is observed that phosphorus removal achieves efficiency values ranging from 70 to 100% in most cases, while ammonium nitrogen is removed with an efficiency of 75 to 100%. Additionally, the removal of total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) is examined, along with pH and conductivity values within the reactor. The observation of plant life reveals that temperature, light, and pH conditions are closely linked to the presence of black algae and, consequently, its effect on reducing the plant growth rate. Due to the increased mortality of Lemna in the reactor, despite the prevalence of ideal environmental conditions, further experiments seem to be necessary in order to optimize plant growth. During the growth experiments conducted in petri dishes and plastic containers, it was found that the optimal KH2PO4 ratio of the Hoagland nutrient solution is half of what is recommended by the standard solution, with a Redfield ratio (ratio N:P) of 12.86. During the second experimental cycle, hydrolysis of the plant biomass was performed with the aim of utilizing it as feedstock for an anaerobic digester. Preliminary experiments showed that HCl is the most adequate solution for the chemical hydrolysis of plant biomass, and it is concluded that the optimal hydrolysis conditions for L. minor are 90°C, 5% HCl and a final volume of 1 mL. Finally, a hydrolysis experiment is conducted as a function of time, under the optimal conditions mentioned, and a sharp increase of TOC and TN concentration is observed for a duration of up to 3.5 hours.	en
heal.advisorName	Βλυσίδης, Ανέστης	el
heal.committeeMemberName	Βλυσίδης, Ανέστης	el
heal.committeeMemberName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Κοκόσης, Αντώνης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	95 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false