Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 15/07/2026 10:15
Λήξη: 15/07/2026 11:15
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Ονοματεπώνυμο Φοιτητή: Ανέμης Γιώργος
Α.Μ.: 2020050120
Ημερομηνία Παρουσίασης:15/7/2026
Ώρα:10:15
Αίθουσα: https://app.zoom.us/wc/98878639741/join?ref_from=launch&pwd=6i4Tv8Wm4Q3LJRUSzupeiFlCMURGVE.1&_x_zm_rtaid=h3JGoNPsQUiM6VWz7H7xVg.1784099652584.2fee1651a97543cf987c1ef9d6195540&_x_zm_rhtaid=984&fromPWA=1
Θέμα ΔE " ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΑΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΜΕ ΑΝΑΕΡΟΒΙΟ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΑΝΟΔΙΚΗΣ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΑΕΡΟΒΙΟ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΚΟΚΚΩΔΟΥΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ"
Title "TREATMENT OF HOSPITAL WASTEWATER USING AN UP FLOW ANAEROBIC REACTOR AND AN AEROBIC GRANULAR SLUDGE REACTOR"
Επιβλέπων: Μιχάλης Φουντουλάκης
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Νικόλαος Καλογεράκης
2 Αλέξανδρος Στεφανάκης
3 Απόστολος Γιαννής
Περίληψη:
Τα υγρά νοσοκομειακά απόβλητα είναι μια ειδική κατηγορία υγρών αποβλήτων τα οποία περιέχουν οργανικούς ρύπους, παθογόνους μικροοργανισμούς και υπολείμματα φαρμακευτικών ουσιών. Αυτά ενδέχεται να προκαλέσουν σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον και στη δημόσια υγεία, όταν απορρίπτονται χωρίς κατάλληλη επεξεργασία. Η βιολογική επεξεργασία είναι μια από τις πλέον διαδεδομένες και αποτελεσματικές μεθόδους για την αντιμετώπιση αυτών των υγρών αποβλήτων, και αποτελείται από τις αναερόβιες και τις αερόβιες μεθόδους επεξεργασίας, όπου οι πρώτες προσφέρουν καλή απομάκρυνση του οργανικού φορτίου και παράγουν βιοαέριο, με σύνηθες αρνητικό την ανάγκη διατήρησης του αποβλήτου σε σχετικά υψηλή θερμοκρασία, ενώ οι δεύτερες επιτυγχάνουν υψηλή απομάκρυνση οργανικών ενώσεων και μικρορύπων, με σύνηθες αρνητικό την ανάγκη συνεχούς αερισμού. Με την πλέον σταθερή εντατικοποίηση της χρήσης ξεχωριστών μεθόδων επεξεργασίας για τα νοσοκομειακά απόβλητα, η σύγκριση αναερόβιας και αερόβιας επεξεργασίας εδραιώνεται ως μια υποσχόμενη προσέγγιση για την ολοκληρωμένη επεξεργασία νοσοκομειακών υγρών αποβλήτων.
Σε αυτήν την διπλωματική εργασία εξετάζεται η ικανότητα δύο βιοαντιδραστήρων να μετατρέπουν μία ροή υγρών νοσοκομειακών αποβλήτων σε μία λιγότερο ρυπασμένη, η οποία μελετήθηκε κυρίως από βιοχημική άποψη. Αυτό έγινε, αρχικά παρασκευάζοντας τεχνητό απόβλητο παραπλήσιο των πραγματικών απορροών νοσοκομειακών μονάδων, στην συνέχεια κυκλοφορώντας το μέσω των βιοαντιδραστήρων(ενός αερόβιου και ενός αναερόβιου) και τελικά μετρώντας τις συγκεντρώσεις COD, ολικών στερεών και υπολειμματικών φαρμακευτικών πρίν και μετά την επεξεργασία. Οι δύο χρησιμοποιούμενοι βιοαντιδραστήρες ήταν: Αναερόβιος Βιοαντιδραστήρας Ανοδικής Ροής (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) και Αερόβιος Βιοαντιδραστήρας Κοκκώδους Βιομάζας (Aerobic Granular Sludge), και οι μετρήσεις έγιναν σε δύο φάσεις ανάλογα με την σειρά λειτουργίας των βιοαντιδραστήρων, ξεχωριστά στην πρώτη και σε σειρά στην δεύτερη. Επίσης, μετρήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν ώς επιπλέον δείκτες, το pH και των δύο και η παραγωγή βιοαερίου από τον αναερόβιο βιοαντιδραστήρα. Τέλος, αξίζει να αναφερθεί πως η θερμοκρασία εντός και εκτός των βιοαντιδραστήρων κυμαίνονταν μεταξύ 20-30 °C δηλαδή υπήρχαν μεσόφιλες συνθήκες.
Ο αναερόβιος βιοαντιδραστήρας(UASB) είχε σχήμα κατακόρυφου κυλίνδρου μεταβαλλόμενης διαμέτρου, μέσα στον οποίο έρεε σταθερά, αργά και ανοδικά η επεξεργαζόμενη ροή.Αυτό γίνονταν με την είσοδο του αποβλήτου να γίνεται από ένα βρυσάκι(κάνουλα)κοντά στον πυθμένα του, με το απόβλητο να κινείται ανοδικά εντός του, να διαπερνά το επιπλέων στρώμα βιομάζας κοντά στην στάθμη του, και τέλος να εξέρχεται μέσω υπερχείλισης επιφάνειας, από τρείς εξόδους στο άνω μέλος του, με λειτουργικό όγκο περίπου 4,98 L. Συνολικά, ο τρόπος λειτουργίας του ήταν πλησιέστερος ενός αντιδραστήρα PFR, με την κύρια διαφορά να είναι η χρήση μικροβίων ώς αντιδραστήρια αντί χημικών ουσιών.
Ο αερόβιος βιοαντιδραστήρας(AGS) είχε επίσης σχήμα κατακόρυφου κυλίνδρου αλλά με σταθερή διάμετρο, μέσα στον οποίο συγκρατούνταν, αερίζονταν, και τέλος εξέρχονταν συγκεκριμένη ποσότητα τροφοδοσίας. Αυτό γίνονταν με την είσοδο του αποβλήτου να γίνεται από ένα σωληνάκι κοντά στην κορυφή του βιοαντιδραστήρα, τον αερισμό να γίνεται μέσω σωληνακίων βυθισμένων μέσα στο υγρό, και την έξοδο του επεξεργασμένου αποβλήτου, μετά από καθίζηση της ιλύος, να γίνεται από στόμιο στο κατώτερο μισό του, με λειτουργικό όγκο περίπου 2,19 L. Συνολικά, ο τρόπος λειτουργίας του ήταν παρόμοιος με μία τυπική διάταξη αερισμού-ενεργού ιλύος, όμως με τον αερισμό και την καθίζηση να γίνονται στην ίδια δεξαμενή και επομένως χωρίς να υπάρχει ανάγκη ανακυκλοφορίας ιλύος.
Η εργαστηριακή διάταξη στην πρώτη φάση αποτελούνταν από τους βιοαντιδραστήρες να λειτουργούν ξεχωριστά, δηλαδή να λαμβάνουν την ίδια ροή τροφοδοσίας απο ξεχωριστά σωληνάκια, να την επεξεργάζονται, και τέλος να την απορρίπτουν στον κοντινό νεροχύτη. Στην δεύτερη φάση, οι βιοαντιδραστήρες λειτουργούσαν σε σειρά, με τον αναερόβιο(UASB) να είναι πρώτος και τον αερόβιο(AGS) να είναι δεύτερος. Η τροφοδοσία έρεε απο το βαρέλι, στον αναερόβιο, στο ενδιάμεσο βαρέλι και τέλος στον αερόβιο.
Σκοπός του διαχωρισμού των μετρήσεων σε δύο φάσεις ήταν πρώτον, η μελέτη της συμπεριφοράς/λειτουργίας των βιοαντιδραστήρων αυτών καθεαυτών και δεύτερον, η μελέτη της συμπεριφοράς/λειτουργίας κυρίως του αερόβιου όταν αυτός καλούνταν να λειτουργήσει με μία προεπεξεργασμένη ροή πολύ χαμηλότερης περιεκτικότητας ρυπαντών από ότι πρίν. Συγκεκριμένα έγινε προσπάθεια να εκτιμηθεί αν: οι βιοαντιδραστήρες σε σειρά θα μπορούσαν να έχουν μεγαλύτερη συνδυαστική απόδοση απομάκρυνσης COD, στερεών και φαρμακευτικών απ ότι στην πρώτη φάση ξεχωριστά. Αυτό, άν και αρχικά ήταν ο στόχος, τελικά δεν πραγματοποιήθηκε ακριβώς καθώς ο αναερόβιος βιοαντιδραστήρας δεν ήταν πρακτικά εφικτό να διατηρήσει αρκετά υψηλή φόρτιση(COD,στερεών) υπό ομαλή λειτουργία ώστε ο αερόβιος βιοαντιδραστήρας να έχει την δυνατότητα να επιτύχει αντιπροσωπευτικά επίπεδα απομάκρυνσης. Τελικά, η μόνη παράμετρος(COD,στερεά, φαρμακευτικά) της οποίας η απομάκρυνση στον αερόβιο δεν επηρεάστηκε σημαντικά από την έλλειψη της στην εκροή του αναερόβιου στην δεύτερη φάση(και έτσι μπόρεσε να μετρηθεί αντιπροσωπευτικά), ήταν η συγκέντρωση φαρμακευτικών.
Όσον αφορά τα αποτελέσματα: στην πρώτη φάση, για τον αναερόβιο βιοαντιδραστήρα, προέκυψαν αρκετά ικανοποιητικές απομακρύνσεις διαλυτου COD(94,6%), φαρμακευτικών(91-97% για όλους τους ρύπους) και παραγωγή βιοαερίου(0,86
±±
1,46
L/dL/d
), με την συγκέντρωση ολικών στερεών,μετά από μία μεγάλη αρχική σταθεροποίηση, να βρίσκεται στα 2,5-0,2 g/L περίπου, και το pH εντός θεμιτού εύρους(6,8-7,5). Για τον αερόβιο βιοαντιδραστήρα, προέκυψαν αρκετά ικανοποιητική απομάκρυνση διαλυτού COD(97,4%), τα ολικά στερεά μετά από μία αρχική σταθεροποίηση βρίσκονταν στα 2,5-3,5 g/L περίπου, ενώ τα φαρμακευτικά
φάνηκαν να συσσωρεύονται εντός του βιοαντιδραστήρα, λόγω της υψηλότερης συγκέντρωσης της εκροής από την τροφοδοσία, εκτός από αυτήν της δικλοφενάκης. Τέλος, το pH επίσης υπήρξε εντός θεμιτού εύρους(7-8,5).
Στην δεύτερη φάση, για τον αναερόβιο βιοαντιδραστήρα, προέκυψε λίγο χαμηλότερη του ιδανικού η απομάκρυνση διαλυτου COD(88,7%), με την απομάκρυνση φαρμακευτικών(92-98% για όλους τους ρύπους) να προκύπτει ικανοποιητική, όπως και η παραγωγή βιοαερίου(0,84
±±
1,13
L/dL/d
), ενώ η απομάκρυνση ολικών στερεών προέκυψε επίσης ικανοποιητική(56,9% και 68,5% αντίστοιχα σε βάση και μέση βιοαντιδραστήρα). Τέλος, το pH προέκυψε συνήθως εντός του θεμιτού εύρους(6,8-7,5), με αρκετές μετρήσεις όμως οι οποίες ήταν οριακά χαμηλές ή και εκτός επιτρεπτού εύρους.Για τον αερόβιο βιοαντιδραστήρα, προέκυψαν ικανοποιητική απομάκρυνση διαλυτού COD(88,8%), απομάκρυνση ολικών στερεών επίσης ικανοποιητική (41,2%), όπως και τα φαρμακευτικά(92-98% για όλους τους ρύπους). Τέλος, το pH επίσης υπήρξε εντός θεμιτού εύρους(7-8,5), με αρκετές οριακά υψηλές τιμές όμως.
Abstract:
Hospital wastewater includes a mix of organic pollutants, pharmaceutical residues, and harmful microorganisms, which creates serious challenges for the environment and public health. Developing effective treatment methods is crucial to minimizing the release of these pollutants into water systems. This thesis examines the possibilities of treating synthetic hospital wastewater using two biological treatment systems: an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor and an Aerobic Granular Sludge (AGS) reactor.
To simulate real hospital wastewater, synthetic hospital wastewater was created, under mesophilic conditions, ranging from 20 to 30 °C. The experiments took place in two phases. During the first phase, the UASB and AGS reactors worked separately, each treating the same influent streams. In the second phase, the reactors were connected in series, with the UASB serving as the anaerobic pretreatment step, followed by the AGS for aerobic polishing. The performance of the reactors was measured through the changes in the concentrations of chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), leftover pharmaceutical compounds, biogas production from the anaerobic reactor, and pH levels.
The study aimed to assess how well each reactor performed on its own and to examine whether combining them could improve the removal of organic matter, suspended solids, and pharmaceutical residues. The results show that combining anaerobic and aerobic biological processes can be effective for hospital wastewater treatment, while also showing the challenges of keeping anaerobic reactor performance stable when dealing with low-strength wastewater and various other changes in various other parameters, relative to the function of the system of the two reactors. These findings enhance our understanding of integrated biological treatment systems for tackling contaminants in hospital wastewater in an easier and environmentally sustainable way.
