Στην παρούσα εργασία μελετάται η εφαρμογή δύο μεθόδων καταπολέμησης των αρνητικών συνεπειών που επιφέρει η τοξικότητα της αμμωνίας στην παραγωγή βιοαερίου μέσω αναερόβιας αποικοδόμησης. Οι δύο μέθοδοι που επιλέχθηκαν είναι η μεταβολή του υδραυλικού χρόνου συγκράτησης (hrt) των αντιδραστήρων και η διεργασία της βιοενίσχυσης. Ο εγκλιματισμός των μικροοργανισμών, που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διεργασία της βιοενίσχυσης, πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου (batch reactors) με τη σταδιακή αύξηση της συγκέντρωσης της αμμωνίας. Χρησιμοποιήθηκαν δύο αντιδραστήρες συνεχούς ροής και ανάδευσης (cstr) και η τροφοδοσία τους γινόταν με κόπρο βοοειδών προερχόμενη από σταβλική εγκατάσταση στη βόρεια Ελλάδα η οποία δεν εμπεριείχε στρωμνή. Αρχικά οι δύο αντιδραστήρες λειτούργησαν με hrt 28 ημερών και στη συνέχεια μεταβλήθηκε σε 20 ημέρες στον πρώτο και σε 30 ημέρες στο δεύτερο. Μετά ακολούθησε η προσθήκη χλωριούχου αμμωνίου για την επίτευξη συνθηκών τοξικότητας αμμωνίας και στους δύο αντιδραστήρες. Τέλος εφαρμόστηκε η διεργασία της βιοενίσχυσης με πληθυσμό μικροοργανισμών εγκλιματισμένο σε υψηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας.

Οι μετρήσεις που λήφθηκαν περιλαμβάνουν την ημερήσια παραγωγή βιοαερίου, το ποσοστό του μεθανίου στο βιοαέριο, τη συγκέντρωση των πτητικών λιπαρών οξέων (vfa) και τη τιμή στην κλίμακα ph. Κατά τη λειτουργία υπό συνθήκες τοξικότητας αμμωνίας παρατηρήθηκε μείωση της παραγωγής μεθανίου κατά περίπου 37.5% και στους δύο αντιδραστήρες. Μετά από την εφαρμογή της βιοενίσχυσης η παραγωγή του μεθανίου αυξήθηκε περίπου στο 91.0% της αρχικής και στους δύο αντιδραστήρες. Όμως, παρόλο που το ποσοστό ανάκαμψης ήταν περίπου ίδιο και στους δύο αντιδραστήρες, κρίθηκε πως η διεργασία της βιοενίσχυσης δεν ήταν αποτελεσματική στον αντιδραστήρα με το hrt (20d). Διότι η μερική ανάκαμψη της παραγωγής του βιοαερίου επήλθε μετά το πέρας ενός hrt, ενώ στον αντιδραστήρα με το hrt (30d) τα αποτελέσματα της βιοενίσχυσης ήταν πολύ πιο άμεσα. Η αργή απόκριση του αντιδραστήρα στην βιοενίσχυση είναι πολύ πιθανό να οφείλεται στο φαινόμενο της έκπλυσης του εγκλιματισμένου πληθυσμού που προκύπτει λόγω του μικρού hrt. Πιθανώς σε μία μονάδα με χαμηλό hrt, για την αύξηση της αποτελεσματικότητας της βιοενίσχυσης, ο διαχειριστής της μονάδας θα μπορούσε να αυξήσει το htr του βιοαντιδραστήρα (πχ με ανακυκλοφορία των εκρεόμενων επεξεργασμένων αποβλήτων) πριν την εφαρμογή της βιοενίσχυσης. Αφότου ο εγκλιματισμένος πληθυσμός έχει προσαρμοστεί στον βιοαντιδραστήρα, το hrt μπορεί να ρυθμιστεί στην κανονική τιμή λειτουργίας.

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ: ΒΙΟΕΝΙΣΧΥΣΗ ΑΝΑΕΡΟΒΙΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΟΗΣ ΥΠΟ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑΣ ΑΜΜΩΝΙΑΣ – Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΣΥΓΚΡΑΤΗΣΗΣ ΤΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ
Χρήστος Τζένος, Χημικός Μηχανικός
Επιβλέπων: Θωμάς Α. Κωτσόπουλος, Αναπληρωτής Καθηγητής

Διαβάστε ολόκληρη τη Μεταπτυχιακή Διατριβή πατώντας εδώ
Ανάρτηση της Μεταπτυχιακής Διατριβής στο Ιδρυματικό Καταθετήριο Επιστημονικών Εργασιών

Η εργασία υλοποιήθηκε στο πλαίσιο της Δράσης ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ και συγχρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (ΕΤΠΑ) της Ευρωπαϊκής Ένωσης και εθνικούς πόρους μέσω του Ε.Π. Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ) (κωδικός έργου: Τ1ΕΔΚ-00406 – NH3END).