Συντάχθηκε 11-02-2026 09:54
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 11/02/2026 11:00
Λήξη: 11/02/2026 12:00
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: ΤΣΑΓΚΑΡΑΚΗ ΔΑΝΑΗ
Α.Μ.:2016050105
Ημερομηνία Παρουσίασης:11/02/2026
Ώρα:11:00
Αίθουσα:
Join Zoom Meeting
https://tuc-gr.zoom.us/j/87189374050?pwd=LytpSFVoaHNuaGVsVUZkemJTdENkQT09
Meeting ID: 871 8937 4050
Password: 788241
Θέμα ΔE «Βελτιστοποίηση Τεχνητών Υγροβιότοπων για την αφυδάτωση ιλύος αστικών λυμάτων με χρήση πιλοτικών μονάδων»
Title: Optimization of Constructed Wetlands for Municipal Wastewater Sludge Dewatering using Pilot Units»
ΕπιβλέπωνΣτεφανάκης Αλέξανδρος
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1.Επίκουρος Καθηγητής: Αλέξανδρος Στεφανάκης (επιβλέπων)
2.Καθηγήτρια: Δανάη Βενιέρη
3. Αναπληρωτής Καθηγητής: Γιαννής Απόστολος
Περίληψη:
Σκοπός της Διπλωματικής Εργασίας είναι η βελτιστοποίηση της απόδοσης συστημάτων Τεχνητών Υγροβιοτόπων Αφυδάτωσης Ιλύος για την επεξεργασία ενεργού ιλύος. Στα πλαίσια της μελέτης σχεδιάστηκαν 4 πιλοτικές μονάδες ΤΥΑΙ επιφάνειας 0,24 m², οι οποίες λειτούργησαν για ένα διάστημα 6 μηνών πριν την έναρξη της παρούσας έρευνας, όπου συνεχίστηκε η λειτουργία τους για 6 επιπλέον μήνες. Στο διάστημα αυτό πραγματοποιήθηκε η μελέτη και αξιολόγηση της επίδρασης διαφόρων κατασκευαστικών και λειτουργικών παραμέτρων στο σύστημα του υγροβιότοπου. Το πείραμα έλαβε χώρα στον υπαίθριο χώρο του θερμοκηπίου της Σχολής Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης. Η βλάστηση που επιλέχθηκε για τις τρεις μονάδες ήταν το κοινό καλάμι Phragmites Australis, ενώ η μονάδα που τοποθετήθηκε εντός του θερμοκηπίου παρέμεινε αφύτευτη. Οι μονάδες περιείχαν υλικά διαφορετικής σύνθεσης και προέλευσης (χαλίκι διαβαθμισμένης κοκκομετρίας, πλαστικό HDPE) και διαφορετικούς ρυθμούς φόρτισης (Sludge Loading Rate SLR70, SLR80, SLR100 kg TS/m²/year) προκειμένου να αξιολογηθεί η επίδραση της κάθε παραμέτρου στο σύστημα.
Εργαστηριακές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν σε εβδομαδιαία βάση για τον προσδιορισμό των εξής παραμέτρων: Βαρέα Μέταλλα, ΝΟ3- - Ν, ΝΗ4- Ν, ΤΡ, TS, VS, pH, ηλεκτρική αγωγιμότητα στην ιλύ εισροής και στο στρώμα υπολειμματικής ιλύος. Στο τέλος του πειράματος έλαβε χώρα η συγκομιδή και ανάλυση της φυτικής βιομάζας ως προς το ΤΝ (Ολικό Άζωτο) και το ΤΡ (Ολικό φώσφορο) στα καλάμια που επιβίωσαν, καθώς και μια περίοδος ανάπαυσης 4 εβδομάδων προκειμένου να αξιολογηθεί η αφυδάτωση και σταθεροποίηση του συστήματος.
Η αφυδάτωση των συστημάτων ήταν αρκετά καλή με το ποσοστό των ολικών στερεών TS στην υπολειμματική ιλύ να κυμαίνεται στο 17-34% λόγω καλής εξατμισοδιαπνοής και ο όγκος της υπολειμματικής ιλύος μετά την ανάπαυση να παρουσιάζει σημαντική μείωση (83%-92%). Το περιεχόμενο των πτητικών στερεών VS μειώθηκε έως και 63,1%, ενώ το περιεχόμενο του ΝΟ3- - Ν και των ΝΗ4- Ν παρουσίασε αύξηση πράγμα που υποδεικνύει ότι, παρόλο που επικράτησαν αερόβιες συνθήκες (νιτροποίηση), σε μικροπεριοχές του υποστρώματος διατηρήθηκαν αναερόβιες ζώνες που επέτρεψαν τη σταθερή παρουσία αμμωνιακού αζώτου. Η μικρο-ετερογένεια αυτή είναι χαρακτηριστική των Τεχνητών Υγροβιότοπων Αφυδάτωσης Ιλύος και αποτελεί βασικό παράγοντα που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στη σχεδίαση και λειτουργία τέτοιων συστημάτων. Το περιεχόμενο της υπολειμματικής ιλύος σε TP έδειξε αύξηση σε σχέση με την εισροή, με τιμές να κυμαίνονται από 3,79-7,82 g/kgTP, τιμές υψηλότερες από τη τιμή εισροής με μέσο όρο στα 0,19 g/kg TP. Η συγκέντρωση των Βαρέων Μετάλλων στην ενεργό ιλύ παρουσιάζει πλήρη συμμόρφωση με τα θεσμοθετημένα όρια. Όσον αφορά τη φυτική μάζα, βρέθηκαν ποσότητες ολικού αζώτου στο ρίζωμα του καλαμιού και για τις δυο μονάδες, ενώ μικρότερες ποσότητες φωσφόρου εντοπίστηκαν στο κορμό και στα φύλλα. Το βασικό συμπέρασμα που προέκυψε είναι ότι η χρήση του πλαστικού HDPE ως υλικό υποστρώματος είναι μια καινοτόμος και αποτελεσματική εναλλακτική έναντι άλλων συμβατικών υλικών.
Abstract:
The aim of this thesis is to optimize the performance of Sludge Treatment Reed Beds (STRB) for the treatment of activated sludge. As part of this study, four pilot STRB units were designed, each with a surface area of 0.24 m². These systems operated for a six-month stabilization period prior to the commencement of this research and continued operating for an additional six months during the experimental phase. Throughout this period, the influence of various constructional and operational parameters on wetland performance was evaluated. The experiment was conducted outdoors at the greenhouse facility of the School of Chemical and Environmental Engineering of the Technical University of Crete.Three of the units were planted with Phragmites australis (common reed), while the fourth unit, located inside the greenhouse, remained unplanted. The systems were filled with different substrate materials, including graded gravel and high-density polyethylene (HDPE) plastic media, and subjected to different sludge loading rates (SLR70, SLR80, and SLR100 kg TS/m²/year) in order to assess the impact of each variable on system performance. Weekly laboratory analyses were performed to monitor the following parameters in both the influent sludge and the residual sludge layer: Heavy Metals, NO₃⁻-N, NH₄⁺-N, Total Phosphorus (TP), Total Solids (TS), Volatile Solids (VS), pH, and Electrical Conductivity. At the end of the experimental period, the remaining aboveground biomass was harvested and analyzed for Total Nitrogen (TN) and Total Phosphorus (TP) content, along with a 4-week resting period to assess the dewatering and stabilization of the system.
The dewatering performance was relatively good, with TS content in the residual sludge ranging from 17% to 36%, attributed to efficient evapotranspiration. A reduction of up to 23,1% in VS content was recorded.
Both NO₃⁻-N and NH₄⁺-N concentrations exhibited significant increases, suggesting that while aerobic conditions (nitrification) predominated on average, anaerobic microsites were retained within the substrate matrix, allowing for the persistent presence of ammonium nitrogen. This microscale heterogeneity is characteristic of STRB and represents a key factor to consider in the design and operation of such systems.The TP content in the residual sludge layer increased significantly compared to the influent, with concentrations ranging from 3,87 to 7,82 g/kg TP—substantially higher than the average influent value of 0,19 g/kg TP. Heavy metal concentrations in the activated sludge complied fully with regulatory thresholds. Regarding the plant biomass, considerable amounts of total nitrogen were detected in the rhizomes of Phragmites australis in both vegetated units, while lower phosphorus concentrations were observed in stems and leaves. The main conclusion of this work is that the use of HDPE plastic media as a substrate material constitutes an innovative and effective alternative to conventional filter materials.
