No description available.

- / -

Struvite crystallisation from wastewater effluents is seen as an alternative to traditional biological and chemical phosphorus removal processes used widely in the wastewater treatment industry. It presents the advantage of not only removing phosphorus but also generating a compound that could be reused as a fertiliser. However the application of struvite crystallisation processes at full scale is not widespread due to the unknown economical value of the process and the product, the need of pH control, the necessity of long operational times to ensure quality of the product and the formation of crystal fines. Preliminary crystallisation experiments were carried out at laboratory scale to provide a better understanding of nucleation and growth processes, and identify how basic parameters such as pH, mixing energy, water chemistry or presence of foreign ions affected struvite crystallisation. Particular attention was paid to the quality (i.e. size, shape and purity) of the crystal formed. The results revealed that the presence of calcium ions in solution could alter struvite purity and even inhibit its formation. pH was also identified as a parameter of major impact on struvite crystal quality. Indeed, pH could either influence struvite purity or affect size of crystals formed. Further investigations in a purposely built reactor also revealed that if struvite crystallisation is relatively simple to achieve, the control of struvite quality and more particularly crystal size is complex. Results at pilot scale showed that reactor operation and struvite surface charge could be a limitation to its agglomerative properties, hence to the formation of larger crystals. To optimise struvite crystallisation and limit the problem of fines formation the present study has investigated two possible solutions: struvite fines recovery by coagulation or struvite crystallisation on seed materials. Struvite coagulation proved to be an efficient solution to remove and recover struvite fines rapidly through floc formation. Of the coagulant tested, polyDADMAC was the most effective resulting in the formation of flocs 10 times bigger than the initial size of crystals. With regards to crystallisation on seed materials, the results revealed that success of struvite attachment onto seeds in short contact times was only efficient when mixing energy in the reactor was limited. In that sense, the submersion of a metallic system in the reactor allowed excellent phosphorus removal and rapid struvite recovery in only 2 hours of operation.

Τα τελευταία χρόνια, τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο αλλά κυρίως σε Ευρωπαϊκό, παρατηρείται μια προσπάθεια για θέσπιση διαρκώς αυστηρότερων νόμων και διατάξεων που αφορούν την πολιτική περιβάλλοντος, αντικατοπτρίζοντας την αυξημένη οικολογική συνείδηση του συνόλου των πολιτών. Παράλληλα, αναζητούνται μέθοδοι και τεχνικές προκειμένου σε όλους τους τομείς δραστηριότητας των ανθρώπων να επιτυγχάνεται περιορισμός της ρύπανσης. Μέσα σε αυτό το γενικότερο πλαίσιο διαχείρισης, ιδιαίτερη σημασία έχουν τα έργα αποχέτευσης και επεξεργασίας αποβλήτων, που ως σκοπό έχουν την όσο το δυνατόν γρηγορότερη και οικονομικότερη απομάκρυνση των ακάθαρτων και βλαβερών για το περιβάλλον νερών (απόβλητα), καθώς και την κατάλληλη επεξεργασία (καθαρισμό τους), ώστε να διατεθούν ακίνδυνα στο περιβάλλον (Αραβώσης et al, 2003). Σκοποί της διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων είναι η απομάκρυνση των αιωρούμενων σωματίων, της οργανικής ύλης, των μικροβιακών οργανισμών και της τροφικής τους αλυσίδας, αφήνοντας τα υγρά που απομένουν κατάλληλα για απορρόφηση από το έδαφος ή τη διάθεσή τους σε ποτάμια ή στη θάλασσα. Οι τρεις βασικές στάθμες της διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων χαρακτηρίζονται ως πρωτοβάθμια, δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια. Κατά την πρωτοβάθμια επεξεργασία πρέπει να απομακρύνονται περίπου τα δυο τρίτα των αιωρούμενων σωματίων και το ένα τρίτο της οργανικής ύλης. Στη δευτεροβάθμια επεξεργασία σε δοχεία ή επιφάνειες αερισμού γίνεται αποδόμηση των μικροοργανισμών που μεταλλάσσονται σε οργανική ύλη. Στο πέρας της χρησιμοποιείται πολλές φορές χλώριο ή ενώσεις του για την απομάκρυνση των επιβλαβών μικροβίων. Αυτή είναι η τριτοβάθμια επεξεργασία, που απαιτείται μόνο όταν πρέπει τα επεξεργασμένα λύματα να χυθούν σε περιβαλλοντολογικά ευαίσθητη υγρή όδευση, οπότε απομακρύνονται οι θρεπτικές ουσίες, όπως αζωτούχες και φωσφορούχες ενώσεις που διευκολύνουν την ανάπτυξη βακτηρίων, μικροβιακών ή άλλων οργανισμών. Πρέπει να τονιστεί ότι οι τρεις αυτές διαδικασίες δεν είναι ποτέ πλήρως διαχωρισμένες και γενικά εξαρτώνται από το σύστημα επεξεργασίας λυμάτων και τις απαιτήσεις αποδόμησής τους. Οι υποχρεώσεις των μηχανικών, των ιδιοκτητών και των ενοίκων που ισχύουν για τις κεντρικές αποχετεύσεις κτιρίων ή οικισμών περιλαμβάνονται σε σχετική Υγειονομική Διάταξη (Aπ. E1β/221 της 22.1/ 24.2.1965 ΦEK 138B) ή αναφέρονται στο Γ.O.K., στον Kτιριοδομικό Kανονισμό και στην T.O.T.E.E. 2412/ 86. Προϋπόθεση για την κατασκευή ιδιωτικού συστήματος συλλογής, επεξεργασίας και διάθεσης των υγρών αποβλήτων είναι η έκδοση άδειας από την αρμόδια αρχή. H προστασία του περιβάλλοντος, του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα και των θαλασσών επιβάλλει την αποφυγή διάθεσης λυμάτων κατά τρόπο που να προξενεί μόλυνση στο υδατικό απόθεμα της γης. Είναι έτσι αναγκαίο σε κάθε περίπτωση που δεν έχει εξασφαλιστεί κεντρικό δίκτυο αποχέτευσης να λαμβάνονται μέτρα διάθεσης των λυμάτων με κατασκευές που γίνονται με δαπάνη των κατασκευαστών των κτιρίων ή των οικισμών ώστε να εξασφαλίζεται διάθεση των λυμάτων κατά τρόπο που να μην επηρεάζεται δυσμενώς το περιβάλλον. Η νομοθεσία η σχετική με τη διάθεση των λυμάτων κτιρίων σε περιοχές χωρίς κεντρικό δίκτυο αποχέτευσης επιβάλλει την υποβολή μελέτης επεξεργασίας και διάθεσής τους (Τσίγκας, 2003) Τα τελευταία χρόνια, προκειμένου να ελεγχθεί η ρύπανση και να αποφευχθεί η περαιτέρω υποβάθμιση των υδατικών πόρων του πλανήτη, έχουν θεσπιστεί ειδικές νομοθετικές διατάξεις, που αφορούν στη βιολογική διεργασία των υγρών αποβλήτων πριν αυτά διατεθούν στους υδάτινους αποδέκτες. Έτσι η βιολογική απομάκρυνση τόσο του οργανικού φορτίου όσο και των θρεπτικών συστατικών (κυρίως αζώτου και φωσφόρου) έχει καταστεί πλέον επιτακτική. Οι διεργασίες βιολογικής απομάκρυνσης του αζώτου μέσω της νιτροποίησης και της απονιτροποίησης βρίσκουν σήμερα ευρεία εφαρμογή στην επεξεργασία τόσο των αστικών και των βιομηχανικών υγρών αποβλήτων όσο και στην προεπεξεργασία του πόσιμου νερού. Η νιτροποίηση (βιολογική οξείδωση της αμμωνίας) υλοποιείται από δύο διαφορετικές κατηγορίες αυτότροφων βακτηριών. Η πρώτη ομάδα (νιτρωδοποιητές) μετατρέπει την αμμωνία (NH+4 ) σε νιτρώδη(NO−2 ) και στη συνέχεια η δεύτερη ομάδα, οι νιτρικοποιητές, οξειδώνει περαιτέρω το ενδιάμεσο προϊόν (νιτρώδη) σε νιτρικά (NO − 3 ). Η απονιτροποίηση είναι η βιολογική διεργασία, η οποία ευθύνεται για την απομάκρυνση του αζώτου με τη μορφή τωννιτρικών και/ή νιτρωδών από τα απόβλητα μέσω της μετατροπής τους σε αέριο άζωτο. Τα τελευταία χρόνια, γίνεται σημαντική ερευνητική προσπάθεια για να παρακαμφθεί το στάδιο της νιτρικοποίησης. Είναι επιθυμητό η αμμωνία να οξειδώνεται σε νιτρώδη και μετά απευθείας να λαμβάνει χώρα η απονιτροποίηση, παρά να γίνεται πρώτα η μετατροπή σε νιτρικά στα συστήματα απομάκρυνσης αζώτου. Θεωρητικά εξοικονομείται περίπου 25% σε δέκτη ηλεκτρονίων (οξυγόνο) και 40% σε δότη ηλεκτρονίων, ενώ επίσης ο ρυθμός απονιτροποίησης αυξάνεται κατά 63% με μικρότερη παραγωγή βιομάζας, οφέλη ιδιαίτερα σημαντικά από οικονομικής πλευράς, καθώς μειώνεται αρκετά το κόστος λειτουργίας της μονάδας επεξεργασίας αποβλήτων. Η παράκαμψη αυτή συνήθως επιτυγχάνεται ρυθμίζοντας κατάλληλα τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, το pH και τη θερμοκρασία. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εύρεση του βέλτιστου τρόπου λειτουργίας αντιδραστήρα SBR μέσω σχεδιαστικών και λειτουργικών διαφοροποιήσεων με σκοπό την απομάκρυνση του αζώτου από τα λύματα με παράκαμψη της παραγωγής των νιτρικών. Έγινε χρήση των κατάλληλων ρυθμίσεων του πλήθους και της διάρκειας των αερόβιων και ανοξικών φάσεων λειτουργίας του αντιδραστήρα σύμφωνα με την προηγούμενη γνώση που είχαμε αποκτήσει από την εμπειρία του εργαστηρίου πάνω σε αυτή την τεχνολογία και την πατέντα που έχει εξελίχθη στο εργαστήριο μας. Έτσι έγινε περαιτέρω εξέλιξη της πιλοτικής μονάδας που είχε εγκατασταθεί στο χώρο του Βιολογικού Καθαρισμού της πόλεως της Πάτρα σε μεγαλύτερη κλίμακα και σε πραγματικές συνθήκες μεταβολής οργανικής φόρτισης. Κατά την διάρκεια της παρούσας εργασίας έγινε σχεδιασμός και κατασκευή τριών διαφορετικών μονάδων επεξεργασίας λυμάτων τύπου SBR. / In recent years, both at the global level but mainly European, there is an attempt to introduce successively more stringent laws and provisions relating to environmental policy, reflecting the increased environmental awareness of all citizens. At the same time, methods and techniques in order sought in all areas activity of people to achieve the reduction of pollution. within this overall management framework, particular importance are the works sewage and waste treatment, which are designed as long as possible faster and economical removal of dirty and harmful for the water environment (wastes) and the appropriate treatment (purification them) so disposed harmless to the environment (Aravossis et al, 2003). Causes of wastewater treatment process is to remove suspended particles, organic matter, microbial organisms and the food chain, leaving the remaining liquids suitable for absorption from the soil or disposal in rivers or the sea. the three basic levels of wastewater treatment process characterized as primary, secondary and tertiary. In primary treatment must be removed about two thirds of suspended particles and a third organic matter. In secondary processing in containers or Ventilation surfaces becomes degradation of the microorganisms mutated in organic matter. At the end of the used several times or chlorine compounds for the removal of harmful microbes.

- / -

Οι διεργασίες βιολογικής απομάκρυνσης του αζώτου μέσω της νιτροποίησης και της απονιτροποίησης βρίσκουν σήμερα ευρεία εφαρμογή στην επεξεργασία τόσο των αστικών και των βιομηχανικών υγρών αποβλήτων όσο και στην προεπεξεργασία του πόσιμου νερού. Η νιτροποίηση (βιολογική οξείδωση της αμμωνίας) υλοποιείται από δύο διαφορετικές κατηγορίες αυτότροφων βακτηριών. Η πρώτη ομάδα (νιτρωδοποιητές) μετατρέπει την αμμωνία (+4 NH) σε νιτρώδη (−2NO) και στη συνέχεια η δεύτερη ομάδα, οι νιτρικοποιητές, οξειδώνει περαιτέρω το ενδιάμεσο προϊόν (νιτρώδη) σε νιτρικά. Η απονιτροποίηση είναι η βιολογική διεργασία, η οποία ευθύνεται για την απομάκρυνση του αζώτου με τη μορφή των νιτρικών και/ή νιτρωδών από τα απόβλητα μέσω μετατροπή τους σε αέριο άζωτο. Τα τελευταία χρόνια, γίνεται σημαντική ερευνητική προσπάθεια για να παρακαμφθεί το στάδιο της νιτρικοποίησης. Είναι επιθυμητό η αμμωνία να οξειδώνεται σε νιτρώδη και μετά απευθείας να λαμβάνει χώρα η απονιτροποίηση, παρά να γίνεται πρώτα η μετατροπή σε νιτρικά στα συστήματα απομάκρυνσης αζώτου. Θεωρητικά εξοικονομείται περίπου 25% σε δέκτη ηλεκτρονίων (οξυγόνο) και 40% σε δότη ηλεκτρονίων, ενώ επίσης ο ρυθμός απονιτροποίησης αυξάνεται κατά 63% με μικρότερη παραγωγή βιομάζας, οφέλη ιδιαίτερα σημαντικά από οικονομικής πλευράς, καθώς μειώνεται αρκετά το κόστος λειτουργίας της μονάδας επεξεργασίας αποβλήτων. Η παράκαμψη αυτή συνήθως επιτυγχάνεται ρυθμίζοντας κατάλληλα τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, το pH και τη θερμοκρασία. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εύρεση του βέλτιστου τρόπου λειτουργίας αντιδραστήρα SBR για την απομάκρυνση του αζώτου από τα λύματα με παράκαμψη της παραγωγής των νιτρικών μέσω κατάλληλης ρύθμισης του πλήθους και της διάρκειας των αερόβιων και ανοξικών φάσεων λειτουργίας του. Η παράκαμψη της νιτρικοποίησης επιτεύχθηκε για λειτουργία του συστήματος με 12ωρο κύκλο, με 3 ζεύγη αερόβιας/ανοξικής φάσης και αναλογία φάσεων 2:3. Η μείωση της διάρκειας του κύκλου λειτουργίας σε 8 ώρες οδήγησε σε εξίσου ικανοποιητική απόδοση, ταυτόχρονα όμως επιτρέπει την επεξεργασία μεγαλύτερου όγκου αποβλήτου στο ίδιο χρονικό διάστημα. / -

Η προστασία του περιβάλλοντος και της δημόσιας υγείας στις μέρες μας είναι επίκαιρες όσο ποτέ άλλοτε. Μία από τις κύριες αιτίες μόλυνσης η οποία μάλιστα συνεχώς αυξάνεται λόγω και τις ολοένα αυξανόμενης αστικοποίησης είναι η απόθεση των υγρών αποβλήτων. Γι αυτό το λόγο τα τελευταία χρόνια γίνονται ερευνητικές προσπάθειες με στόχο τη μείωση των ρυπαντικών φορτίων σε περιβαλλοντικά αποδεκτά επίπεδα, για να μπορέσουν τα λύματα να διατεθούν χωρίς να αλλοιώνουν σημαντικά τα χαρακτηριστικά του φυσικού αποδέκτη. Η βιολογική επεξεργασία λυμάτων είναι μία σύνθετη διαδικασία που πραγματοποιείται μέσω περίπλοκων βιολογικών, φυσικοχημικών και βιοχημικών αντιδράσεων. Η βιολογική απομάκρυνση του αζώτου πραγματοποιείται με τις διεργασίες της νιτροποίησης και της απονιτροποίησης. Η νιτροποίηση πραγματοποιείται κάτω από αερόβιες συνθήκες με την συνδρομή αυτότροφων βακτηρίων, που μετατρέπουν την αμμωνία σε νιτρώδες άζωτο και στη συνέχεια ακολουθεί οξείδωση των νιτρωδών σε νιτρικό άζωτο. Η απονιτροποίηση συνίσταται στην αναγωγή του νιτρικού αζώτου σε αέριο άζωτο, με τη βοήθεια προαιρετικά αερόβιων ετερότροφων μικροοργανισμών. Η προσομοίωση της διεργασίας σε Η/Υ με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων, παίζει σημαντικό ρόλο στην περιγραφή, τον έλεγχο και την πρόβλεψη των αλληλεπιδράσεων των συστατικών που συμβαίνουν σε μια εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων. Στην παρούσα εργασία έγινε η χρήση ενός τροποποιημένου μοντέλου με βάση το ASM3 για την ακρίβεια του ASM3 2N για την προσομοίωση μιας οξειδωτικής τάφρου. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να διερευνηθούν μέσω προσομοιώσεων οι συνθήκες αερισμού σε μία τυπική εγκατάσταση οξειδωτικής τάφρου, κάτω από τις οποίες επιτυγχάνεται απομάκρυνση του αζώτου από τα απόβλητα σε τιμές εντός των επιτρεπτών ορίων της νομοθεσίας για διάθεση στο φυσικό αποδέκτη. Ειδικότερα μελετήθηκε η επίδραση των σημαντικών λειτουργικών παραμέτρων οι οποίες επηρεάζουν την απόδοση του συστήματος με σκοπό τον προσδιορισμό εκείνο μέσω του οποίου επιτυγχάνεται ελαχιστοποίηση του κόστους λειτουργίας μιας τέτοιας εγκατάστασης. / -