ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Όνοματεπώνυμο Προπτυχιακού Φοιτητή: ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ ΚΥΠΡΙΩΤΑΚΗΣ
Α.Μ.: 2006050021
Ημερομηνία Παρουσίασης: 9-1-2018
Ώρα: 13:00
Αίθουσα: Α17 ΚΤΗΡΙΟ Κ3
Θέμα : «ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΡΥΘΜΟΥ ΑΝΑΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΒΙΟΦΙΛΤΡΟΥ ΓΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝ ΑΣΤΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ »
Επιβλέπων: Αναπ. Καθ. Πέτρος Γκίκας
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Αναπ. Καθ. Πέτρος Γκίκας (επιβλέπων)
2 Επ. Καθ. Δανάη Βενιέρη
3 Καθ. Νικόλαος Καλογεράκης
Περίληψη:
Αντικείμενο της εργασίας αυτής αποτελεί η σύγκριση δύο τύπων φίλτρων προσκολλημένης βιομάζας σταθερού πληρωτικού υλικού (πλαστικού) για την δευτεροβάθμια επεξεργασία αστικών υγρών αποβλήτων ,σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Για τη σύγκριση χρησιμοποιήθηκαν δύο πανομοιότυπες κυλινδρικές στήλες φίλτρων προσκολλημένης βιομάζας, μια για κάθε πληρωτικό υλικό, με διαστάσεις 200x20 cm (ύψος x διάμετρο). Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις για να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα κάθε στήλης, στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν λύματα, τα οποία ελήφθησαν από τη Μονάδα Επεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων του Δήμου Χανίων και συγκεκριμένα στην έξοδο της πρωτοβάθμιας καθίζησης. Τα πληρωτικά υλικά που τοποθετήθηκαν μέσα στις κυλινδρικές στήλες είναι της εταιρίας GEA 2H Water Technologies. Στην στήλη 1 (Α) τοποθετήθηκε φίλτρο τυχαίας ροής, μικρότερης ειδικής επιφάνειας (μεγαλύτερα διάκενα) (GEA 2H Water Technologies PLASdek Splash/Trickle fills, NET 150®), ενώ στη στήλη 2 (Β) φίλτρο διασταυρούμενης ροής μεγάλης ειδικής επιφάνειας (μικρότερα διάκενα) (B.GEA 2H BIOdek Cross-Fluted Fills with HX-factor, KZP 612). Για τον έλεγχο της απόδοσης των δύο συστημάτων πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις διαλυμένου οξυγόνου (DO), χημικά απαιτούμενου οξυγόνου (COD), βιοχημικά απαιτούμενου οξυγόνου (BOD), αμμωνιακών (NH3-N), στερεών (TSS), νιτρικών (NO3-N), στο ανεπεξέργαστο απόβλητο (είσοδος ΙΝ) και στο επεξεργασμένο από την κάθε στήλη πληρωτικού υλικού (έξοδοι Α,Β), με επεξεργασία υπό πέντε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Οι συνθήκες ήταν : α) χωρίς αερισμό και χωρίς ανακυκλοφορία, με ρυθμό υδραυλικής φόρτισης q=0,00796m/h , β) με αερισμό και ρυθμό υδραυλικής φόρτισης q=0,00796m/h ,γ) με αερισμό και ανακυκλοφορία (Q/2), ρυθμό υδραυλικής φόρτισης q=0,00796+0,00398=0,01194m/h, δ) με αερισμό και ανακυκλοφορία (Q), παροχή Q=1L/h, ρυθμό υδραυλικής φόρτισης q=0,00796*2=0,01592m/h, ε) με αερισμό και ανακυκλοφορία (2,5*Q), παροχή Q=1L/h, ρυθμό υδραυλικής φόρτισης q=0,00796*(1+2,5)=0,02786m/h και παροχή αερισμού ,στις συνθήκες που υπάρχει, q=1L/h.
Η καλύτερη απόδοση του υλικού (Α) για κάθε εξεταζόμενη παράμετρο:
- για το COD εμφανίζεται στη δεύτερη συνθήκη λειτουργίας (με αερισμό), με μέση απομάκρυνση 81,97%. Εξίσου υψηλές αποδόσεις εμφανίζονται και στις συνθήκες γ’ (80,08%) και δ’(79,68%), ενώ η πρώτη και η τελευταία συνθήκη παρουσιάζουν αρκετά χαμηλότερη απόδοση (70,79% και 63,41% αντίστοιχα).
- για το BOD εμφανίζεται στην τρίτη συνθήκη λειτουργίας (με αερισμό και ανακυκλοφορία Q/2) με μέση απομάκρυνση 87,18%. Υψηλή απόδοση παρουσιάζεται και στις συνθήκες β’ (82,04%) και δ’ (83,63%), ενώ αρκετά χαμηλότερες αποδόσεις εμφανίζονται στην πρώτη (66,95%) και στην τελευταία (66,56%) συνθήκη.
- για τα αμμωνιακά εμφανίζεται στην τέταρτη συνθήκη λειτουργίας (με αερισμό και ανακυκλοφορία Q), με μέση απομάκρυνση 83,13%. Στην γ’ συνθήκη η απομάκρυνση είναι λίγο χαμηλότερη (79,62%), ενώ σε λίγο χαμηλότερα επίπεδα κυμαίνεται και για τη β’ συνθήκη (73,88%). Σε αρκετά χαμηλότερα επίπεδα κυμαίνεται για την πρώτη (45,03%) και τελευταία (53,80%) συνθήκη.
Η καλύτερη απόδοση του υλικού (Β) για κάθε εξεταζόμενη παράμετρο :
- για το COD εμφανίζεται στην τέταρτη συνθήκη λειτουργίας (με αερισμό και ανακυκλοφορία Q), με μέση απομάκρυνση 61,13%. Οι αποδόσεις γενικά δεν εμφανίζουν μεγάλη διακύμανση (α’-57,87%, β’-56,36%) εκτός από τις συνθήκες γ’ και ε’, που παρουσιάζουν κάπως χαμηλότερες αποδόσεις (50,77% και 49,68% αντίστοιχα).
- για το BOD εμφανίζεται επίσης στην τέταρτη συνθήκη λειτουργίας (με αερισμό και ανακυκλοφορία Q) με μέση απομάκρυνση 56,53%. Αντίστοιχη απόδοση παρουσιάζεται και στις συνθήκες γ’ (54,70%) και ε’ (55,02%), κάπως χαμηλότερη απόδοση εμφανίζεται στην β’ συνθήκη (49,73%), ενώ στην πρώτη συνθήκη εμφανίζεται αρκετά χαμηλότερη απόδοση (41,03%).
- για τα αμμωνιακά οι αποδόσεις είναι αρκετά χαμηλές, η μεγαλύτερη εμφανίζεται στην τέταρτη συνθήκη λειτουργίας (με αερισμό και ανακυκλοφορία Q), με μέση απομάκρυνση 32,67%, ενώ αντίστοιχες είναι οι αποδόσεις στις συνθήκες β’ (32,53%) και ε’ (32,48%). Οι χαμηλότερες αποδόσεις εμφανίζονται στις συνθήκες α’ (24,82%) και γ’ (26,77%).
Τα βέλτιστα αποτελέσματα εμφανίζονται σε διαφορετική συνθήκη λειτουργίας για κάθε παράμετρο. Η προσθήκη ανακυκλοφορίας δεν έφερε σημαντική βελτίωση στην απόδοση των συστημάτων, ενώ επιπροσθέτως, με σημαντική αύξηση της παροχής ανακυκλοφορίας (2,5*Q) παρουσιάστηκε σημαντική πτώση της απόδοσης (κατά μέσο όρο).Μεταξύ των αποδόσεων για τις βασικές εξεταζόμενες παραμέτρους (COD,BOD,αμμωνιακά), υπήρχαν σημαντικές διαφοροποιήσεις στην απόδοση. Γενικώς , το υλικό που παρουσίασε με διαφορά καλύτερη απόδοση ήταν το υλικό (Α) της στήλης 1 (φίλτρο τυχαίας ροής).
Σύγκριση μεταξύ των δύο φίλτρων είναι πολύ εύκολο να γίνει, το φίλτρο του υλικού (Α) έχει πολύ καλύτερη απόδοση για όλες τις παραμέτρους και σε όλες τις συνθήκες λειτουργίας. Είναι επίσης πολύ πιο σταθερό στην απόδοσή του, σε σχέση με το (Β) που παρουσιάζει κάποιες ακραίες διακυμάνσεις (αρνητικές). Αυτό έχει να κάνει κυρίως με την διάταξη του πληρωτικού υλικού του φίλτρου και βγαίνει σαν τελικό συμπέρασμα ότι το Φίλτρο Α είναι αποδοτικότερο σε σχέση με το Β, ειδικά με την προσθήκη αερισμού.
The subject of this work is to compare two types of attached growth trickling filters for secondary treatment of urban waste water. For comparison we used two identical cylindrical columns, one for each filler material, with dimensions 200 * 20 cm (height * diameter). Measurements were carried out to determine the effectiveness of each column, in which we used effluents, that were taken from the Wastewater treatment plant of the municipality of Chania, and specifically from the output of the primary sedimentation. The fillers placed inside the cylindrical columns are of the GEA company 2H Water Technologies. In column 1 we placed cross-flow filter of large contact surface (smaller gaps) (Α. GEA 2H Water Technologies PLASdek Splash/Trickle fills, NET 150®), while column 2 we placed random-flow filter of smaller contact surface (larger gaps) (B. GEA 2H BIOdek Cross-Fluted Fills with HX-factor, KZP 612). To estimate the efficiency of the two systems, several measurements were carried out, such as DO, BOD, COD, TSS, NH3-N, NO3-N, for the raw waste and the outputs of each column. The conditions of the experiments were the following : a) without ventilation or recirculation, with hydraulic pressure q=0,00796m/h , b) with ventilation, with hydraulic pressure q=0,00796m/h , c) with ventilation and recirculation (Q/2), d) with ventilation and recirculation (Q), with hydraulic pressure q=0,00796*2=0,01592m/h, e) with ventilation and recirculation (2,5*Q), with hydraulic pressure q=0,00796*(1+2,5)=0,02786m/h.
The best output for column 1 (A) for each parameter that was examined :
- for the COD parameter was at the second condition (with ventilation), with average reduction of 81,97%. Third and fourth condition were almost equally efficient (80,08% and 79,68%), while the first and the fifth condition have significantly lower efficiency (70,79% and 63,41%).
- for the BOD parameter was at the third condition (with ventilation and recirculation Q/2), with average reduction of 87,18%. Second and fourth condition were almost equally efficient (82,04% and 83,63%), while the first and the fifth condition have significantly lower efficiency ((66,95% and 66,56%).
- For the concentration of NH3-N was the fourth condition (with ventilation and recirculation Q), with average reduction of 83,13%. The third condition gives slightly lower reduction (79,62%), while quit lower reduction appears on the second condition. Significantly lower efficiency for the first and the last condition ( 45,03% and 53,80%).
The best output for column 2 (B) for each parameter that was examined :
- for the COD parameter was at the fourth condition (with ventilation and recirculation Q), with average reduction of 61,13%. First and second condition were almost equally efficient (57,87% and 56,36%), while the third and the fifth condition have significantly lower efficiency (50,77% and 49,68%).
- for the BOD parameter was at the fourth condition (with ventilation and recirculation Q), with average reduction of 56,53%. Third and fifth condition were almost equally efficient (54,70% and 55,02%). The second condition has quit lower reduction (49,73%), while the first has significantly lower efficiency (41,03%).
- For the concentration of NH3-N the reduction is very low for all the conditions. The fourth condition (with ventilation and recirculation Q), with average reduction of 32,67%. Almost equally low reduction we see f second and the fifth condition (32,53% and 32,48%). Significantly lower efficiency for the first and the third condition (24,82% and 26,77%).
The best results for both the materials used ,appeared on a different condition for each parameter. No significant improvement, though, was recorded after installing recirculation and after installing ecirculating rate of 2,5*Q the efficiency dropped , to a lower level even than the first condition of operation. In general, the material of column 1 (A) was much more efficient.
