Management of urban and industrial waste in an Anaerobic Membrane Bioreactor (AnMBR)

Μαρκουλή, Παναγιώτα; Markouli, Panagiota

dc.contributor.author	Μαρκουλή, Παναγιώτα	el
dc.contributor.author	Markouli, Panagiota	en
dc.date.accessioned	2026-03-04T08:53:26Z
dc.date.available	2026-03-04T08:53:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/63760
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.31455
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μεμβράνες	el
dc.subject	Βιοαέριο	el
dc.subject	Διαχείριση Αποβλήτων	en
dc.subject	οξείδιο χαλκού	el
dc.subject	Biogas	en
dc.subject	Membranes	el
dc.subject	Waste Management	en
dc.title	Management of urban and industrial waste in an Anaerobic Membrane Bioreactor (AnMBR)	en
dc.title	Διαχείριση αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων σε Αναερόβιο Αντιδραστήρα Μεμβρανών (AnMBR)	el
dc.contributor.department	Τομέας IV: Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Διαχείριση Αποβλήτων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-07-04
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η συμπεριφορά διαφορετικών τύπων μεμβρανών, με στόχο την επιλογή της αποδοτικότερης για χρήση της σε αναερόβιο αντιδραστήρα μεμβρανών (AnMBR) προς αξιοποίηση συνθετικών αστικών αποβλήτων (synthetic municipal waste water) για παραγωγή βιοαερίου. Οι μεμβράνες διέφεραν μεταξύ τους ως προς το υλικό (PES, PVDF) και το πορώδες (40nm, 60nm και 450nm) αλλά και ως προς την παρουσία επικάλυψης (coating) με οξείδιο του χαλκού (CuO). Εξετάστηκε η επίδραση αυτών των παραμέτρων αλλά και της ανάγκης για καθαρισμό (backwash), για την αποφυγή της έμφραξής τους. Κριτήριο επιλογής αποτέλεσε ο όγκος του υγρού εκροής (permeate), καθώς συνδέεται άμεσα με τον Υδραυλικό Χρόνο Παραμονής (HRT). Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε η βέλτιστη μεμβράνη σε σύστημα AnMBR εργαστηριακής κλίμακας (όγκου 4 L), με στόχο την επίτευξη οργανικού ρυθμού φόρτισης (OLR) ίσου με 1 kg COD/m³·day, ρυθμίζοντας καθημερινά την παροχή τροφοδοσίας. Η παρακολούθηση της λειτουργίας της διεργασίας πραγματοποιήθηκε μέσω καθημερινών αναλύσεων, περιλαμβάνοντας προσδιορισμούς pH, αλκαλικότητας, στερεών (TSS, VSS), του ολικού και διαλυτού COD, πτητικών λιπαρών οξέων (VFAs), αμμωνιακού αζώτου και ορθοφωσφορικών ιόντων. Συνολικά, οι ημέρες λειτουργίας του συστήματος ήταν 73, με μία ενδιάμεση παύση 17 ημερών, για λόγους συντήρησης. Αξιολογώντας τα αποτελέσματα, εξήχθη το συμπέρασμα ότι η αποδοτικότερη μεμβράνη ήταν η 450nm PES Coated, καθώς συνδύαζε ικανοποιητικά επίπεδα διαπερατότητας με υψηλή λειτουργική σταθερότητα και μικρή εξάρτηση από καθαρισμό. Ακόμη, η επικάλυψη συνέβαλε στον περιορισμό της απόφραξης των πόρων, που αποτελεί βασική πρόκληση σε AnMBR συστήματα, σταθεροποιώντας το HRT στις 7-8 ημέρες. Το σύστημα εμφάνισε αποτελεσματική απομάκρυνση του οργανικού φορτίου με μέση τιμή 97% και σταθερή μικροβιακή δραστηριότητα. Παρότι δεν επετεύχθη μέτρηση παραγόμενου βιοαερίου, εκτιμήθηκε η μέση θεωρητική παραγωγικότητα μεθανίου (CH4) ίση με 0.34L/LReactor/day.	el
heal.abstract	This thesis investigates the performance of different types of membranes with the aim of identifying the most efficient one for use in an anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) treating synthetic municipal wastewater for biogas production. The membranes varied in terms of material (PES, PVDF), pore size (40 nm, 60 nm, and 450 nm), and the presence or absence of a copper oxide (CuO) coating. The impact of these parameters, along with the need for backwashing to prevent membrane fouling, was examined. Membrane selection was based on the volume of permeate produced, which is directly linked to the Hydraulic Retention Time (HRT). The optimal membrane was subsequently applied to a lab-scale AnMBR system (4 L volume), aiming to achieve an Organic Loading Rate (OLR) of 1 kg COD/m³·day by adjusting the influent flow rate daily. The system's performance was monitored through daily measurements including pH, alkalinity, total and volatile suspended solids (TSS, VSS), total and soluble COD, volatile fatty acids (VFAs), ammonium nitrogen, and orthophosphates. The total operation period was 73 days, including a 17-day maintenance break. Based on the results, the most efficient membrane was identified as the 450 nm PES with coating, as it provided a favorable balance between permeability, operational stability, and low cleaning demand. The coating effectively limited pore blockage—one of the main challenges in AnMBR systems—maintaining a stable HRT of 7–8 days. The system achieved a high organic load removal efficiency - 97% on average and demonstrated stable microbial activity. Although biogas production was not directly measured, the average theoretical methane yield (CH₄) was estimated at 0.34 L/LReactor/day.	en
heal.advisorName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος
heal.committeeMemberName	Παπαδοπούλου, Κωνσταντίνα
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	127
heal.fullTextAvailability	false