Συγκριτική αξιολόγηση εναλλακτικών μεθόδων απομάκρυνσης αζώτου σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων

Σιάτρα, Φιλιππία; Siatra, Filippia

dc.contributor.author	Σιάτρα, Φιλιππία	el
dc.contributor.author	Siatra, Filippia	en
dc.date.accessioned	2025-10-13T08:17:56Z
dc.date.available	2025-10-13T08:17:56Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62692
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30388
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Άζωτο	el
dc.subject	Απομάκρυνση	el
dc.subject	Υγρά Απόβλητα	el
dc.subject	Βιοχημικές Διεργασίες	el
dc.subject	Μικροοργανισμοί	el
dc.subject	Nitrogen	en
dc.subject	Removal	en
dc.subject	Wastewater	en
dc.subject	Biochemical processes	en
dc.subject	Microorganisms	en
dc.title	Συγκριτική αξιολόγηση εναλλακτικών μεθόδων απομάκρυνσης αζώτου σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων	el
dc.title	Comparison of alternative nitrogen removal methods in wastewater treatment plants	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ποιότητα υδάτων και περιβαλλοντική τεχνολογία	el
heal.classification	Water quality and environmental technology	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-03-04
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια υψίστης σημασίας είναι η επεξεργασία υγρών αποβλήτων λόγω των αυξημένων απαιτήσεων που υπάρχουν για τα όρια απορρίψεων θρεπτικών συστατικών (άζωτο, φώσφορος) σε υδάτινους αποδέκτες. Στόχος της εργασίας είναι να συγκριθούν συμβατικές, και νέες καινοτόμες μέθοδοι απομάκρυνσης αζώτου κατά την επεξεργασία λυμάτων. Στο πλαίσιο της εργασίας πραγματοποιείται λεπτομερής ανάλυση επιμέρους βιοχημικών διεργασιών που χρησιμοποιούνται κατά την επεξεργασία των λυμάτων και συγκριτική αξιολόγηση τους ως προς την αποτελεσματικότητα, ενεργότητα, απαιτήσεις και το αποτύπωμα άνθρακα αυτών. Η συμβατική μέθοδος νιτροποίησης- απονιτροποίησης που πραγματοποιείται στη κύρια γραμμή επεξεργασίας υγρών αποβλήτων αν και καλύπτει τα αυστηρά νομοθετικά πλαίσια περί επεξεργασίας και απορρίψεως υγρών αποβλήτων σε υδάτινους αποδέκτες είναι αρκετά ακριβή ως προς τη χρήση. Αυτό συμβαίνει λόγω της απαίτησης ενέργειας για αερισμό και εξωτερικής πηγής άνθρακα για την επιτέλεση της διεργασίας της απονιτροποίησης. Με την αναχαίτηση των μικροοργανισμών nob που συμμετέχουν στη διαδικασία της νιτροποίησης και πιο συγκεκριμένα με τη πραγματοποίηση νιτρωδοποίησης και απονιτρωδοποίησης το κόστος για την απομάκρυνση του αζώτου μειώνεται αισθητά, ενώ ταυτόχρονα δημιουργούνται και άλλα κέρδη ως προς την επεξεργασία λυμάτων. Αρκετές μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί όμως και για άλλες μεθόδους όσο το δυνατόν πιο αποδοτικής απομάκρυνσης αζώτου σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας υγρών αποβλήτων με τις πιο σημαντικές να περιγράφονται στην εν λόγω εργασία όπως είναι η διαδικασία Anammox, damo, dnra, benr και η επεξεργασία υγρών αποβλήτων με άλγη. Η συνδυαστική χρήση των παραπάνω μεθόδων μπορεί να απομακρύνει την απαραίτητη ποσότητα αζώτου από την κύρια γραμμή επεξεργασίας αποβλήτων καθώς και κατά την επεξεργασία των στραγγιδίων που δημιουργούνται στην γραμμή επεξεργασίας της ιλύος, με αποδοτικότερο τρόπο από ότι να υπήρχε αυτόνομη χρήση τους. Η εναλλακτική μέθοδος απομάκρυνσης αζώτου όπως είναι η dnra και η επεξεργασία υγρών αποβλήτων με άλγη έχουν ως κύριο στόχο την ανάκτηση αζώτου και πιο συγκεκριμένα αμμωνίου και έτσι δεν αποτελούν κατάλληλες μεθόδους για μεμονωμένη χρήση σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων που έχουν ως κύριο στόχο την απομάκρυνση αζώτου. Με το κατάλληλο συνδυασμό τους όμως με άλλες μεθόδους όπως είναι η anammox και η damo αντίστοιχα η απομάκρυνση του αζώτου κρίνεται εφικτή. Επίσης, η μέθοδος απομάκρυνσης αζώτου damo αν και πραγματοποιεί μετατροπή νιτρικών, νιτρωδών σε άζωτο λόγω του πολύ χαμηλού ρυθμού ανάπτυξης των μικροοργανισμών damo δεν διευκολύνει τη χρήση τους σε μεγάλη κλίμακα πάρα μόνο υπό την προϋπόθεση ότι μπορεί να επιταχυνθεί ο χρόνος εκκίνησης τους. Η εύρεση κατάλληλου σχήματος απομάκρυνσης αζώτου προκύπτει μέσω ανάλυσης των κυριότερων χαρακτηριστικών που παρουσιάζει κάθε μικροοργανισμός όπως και της προοπτικής συνεργασίας με άλλους μικροοργανισμούς για το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Επίσης, πραγματοποιείται λόγος για τους παράγοντες που επηρεάζουν την λειτουργία τους έτσι ώστε να καθοριστούν οι συνθήκες κάτω από τις οποίες ευδοκιμεί η δραστηριότητα κάθε μικροοργανισμού. Έτσι επιλέγεται και ο προορισμός χρήσης συστήματος είτε στη κύρια επεξεργασία λυμάτων είτε για επεξεργασία στραγγιδίων είτε και στα δυο. Ονομαστικά κάποια ολοκληρωμένα συστήματα επεξεργασίας που είναι ήδη σε χρήση αποτελούν το συμβατικό σύστημα νιτροποίησης-απονιτροποίησης, το σύστημα νιτρωδοποίησης-Anammox, sharon-Anammox, συστήματα που βασίζονται σε απομάκρυνση αζώτου με άλγη και υβριδικά συστήματα που συνδυάζουν τη συμβατική διαδικασία νιτροποίησης-απονιτροποίησης με τη καλλιέργεια φυκιών. Ενώ υποσχόμενα συστήματα αποτελούν οι συνδυασμοί μεθόδων όπως είναι το damo-anammox, dnra-anammox, cando-anammox, benr, damo-algae και sharon-dnra. Σαν αποτέλεσμα της σύγκρισης μεταξύ των συστημάτων απομάκρυνσης αζώτου φάνηκε πως η διαδικασία νιτρωδοποίησης-anammox αποτελεί ιδανική επιλογή για χρήση στη παράπλευρη ροή μιας εγκατάστασης επεξεργασίας αποβλήτων ενώ υπάρχουν προσπάθειες για την ένταξη της στη κύρια ροή επεξεργασίας λυμάτων. Το υβριδικό σύστημα απομάκρυνσης αζώτου damo-anammox είναι καλύτερο για μακροπρόθεσμη χρήση σε μια εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων.	el
heal.abstract	In recent years, wastewater treatment has been given great importance due to the increased demands on the nutrient discharge (nitrogen, phosphorus) limits in water receivers. The thesis compares conventional, new, and innovative nitrogen removal methods during wastewater treatment. In the context of the thesis, a detailed analysis of individual biochemical processes used in the treatment of wastewater, and a comparative evaluation of their effectiveness, activity, requirements, and carbon footprint are carried out. Although the conventional nitrification-denitrification method takes place in the main wastewater treatment line and covers the strict legislative frameworks regarding the treatment and discharge of wastewater into water recipients, it is quite expensive to use. This is due to the energy requirement for aeration for nitrification practices and the introduction of an external carbon source for denitrification. By inhibiting the nob microorganisms that participate in the nitrification process and, more specifically, by carrying out partial nitrification and partial denitrification, the cost of nitrogen removal is significantly reduced, and more profits are generated for wastewater treatment. Several studies have been made for other methods that could be as efficient as possible for nitrogen removal in wastewater treatment plants, with the most important ones being described in this report, such as anammox process, damo, dnra, benr, and wastewater treatment with algae. After comparing the aforementioned methods, it was considered that their combined use would more efficiently remove the necessary amount of nitrogen from a wastewater treatment plant's main wastewater treatment line or from the sidestream than if they were used independently. Alternative nitrogen removal methods such as dnra and the treatment of wastewater with algae have as their primary objective the recovery of nitrogen and, more specifically, ammonium and thus are not suitable methods for individual use in waste treatment facilities that have as their primary objective the removal of nitrogen. However, with their appropriate combination with other methods, such as Anammox and damo, respectively, the removal of nitrogen is considered feasible. Also, the nitrogen removal method damo, although it converts nitrates and nitrites into nitrogen, due to the very low growth rate of the damo microorganisms, does not facilitate their use on a large scale, except under the condition that their start-up time can be accelerated. Finding a suitable nitrogen removal scheme is achieved through an analysis of the main characteristics presented by each microorganism as well as the prospective cooperation with other microorganisms for the best possible result. The factors that influence their operation are also discussed in order to determine the conditions under which the activity of each microorganism thrives. Thus, intended use of a scheme is selected either in the main wastewater treatment or, for sidestream, or both. Some of the integrated treatment systems that are already in use are the conventional nitrification-denitrification system, the partial nitrification-Anammox system, sharon-anammox, systems based on nitrogen removal with algae, and hybrid systems that combine the conventional nitrification-denitrification process with algae cultivation. Promising systems are combinations of methods such as damo-anammox, dnra-anammox, cando-anammox, benr, damo-algae, and sharon-dnra. The comparison between the nitrogen removal systems showed that the partial nitrification-Anammox process is an ideal choice for use in the side stream of a waste treatment plant, while efforts are being made to integrate it into the main wastewater treatment flow. The hybrid nitrogen removal system damo-anammox is better for long-term use in a wastewater treatment plant.	en
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Χονδρός, Μιχαήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false