Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Διπλωματικής

Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: Μαρία Θεοδωράκη

Α.Μ.: 2012050014

Ημερομηνία Παρουσίασης: 12/02/2019

Ώρα: 12:00

Αίθουσα: Κ1.119

Θέμα «ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΣΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ»

Title «INVESTIGATION ON THE APPLICATION OF BIOLOGICAL AND PHYSICOCHEMICAL METHODS FOR SOLID GREENHOUSE WASTE TREATMENT»

Επιβλέπων: Ευάγγελος Γιδαράκος

Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:

1 Ευάγγελος Γιδαράκος

2 Νικόλαος Ξεκουκουλωτάκης

3 Φραντσέσκα-Μαρία Πελλέρα

Περίληψη:

Σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες, όπως και στην Ελλάδα, γεωργικά και κτηνοτροφικά παραπροϊόντα και υπολείμματα δραστηριοτήτων, συνήθως απορρίπτονται σαν άχρηστα απόβλητα προκαλώντας σοβαρά προβλήματα ρύπανσης στο περιβάλλον. Πολλά από τα παραπάνω, μετά από κατάλληλη επεξεργασία, θα μπορούσαν να αποτελέσουν νέο οικονοµικό πόρο εκπληρώνοντας ταυτόχρονα τους κανόνες περιβαλλοντικής προστασίας.

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η διαχείριση των φυτικών και πλαστικών υπολειμμάτων, που προκύπτουν κατά την καλλιέργεια του φυτού τομάτας σε κλειστό θερμοκήπιο. Πιο συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η δυνατότητα εφαρμογής βιολογικών και φυσικοχημικών μεθόδων επεξεργασίας σε στερεά απόβλητα θερμοκηπίου.

Όσο αφορά τη βιολογική επεξεργασίας αποβλήτων, η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε ήταν η αναερόβια χώνευση. Ως εμβόλιο στη διεργασία της αναερόβιας χώνευσης χρησιμοποιήθηκε βιολογική ιλύς που προερχόταν από μεσοφιλικό αναερόβιο χωνευτήρα εγκατάστασης αστικών λυμάτων. Η ιλύς αναμείχθηκε με τα υποστρώματα προκειμένου να υπάρξει επαρκής ποσότητα μικροβιακής μάζας.

Αρχικά, προσδιορίστηκαν τα βασικά χαρακτηριστικά των υποστρωμάτων και του εμβολίου που χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση των δοκιμών, καθώς επηρεάζουν άμεσα την ομαλή λειτουργία της διεργασίας. Κατόπιν, έλαβαν χώρα οι δοκιμές βιοχημικού δυναμικού μεθανίου (Biochemical Methane Potential-BMP) οι οποίες αποσκοπούσαν στον προσδιορισμό της βιοαπoδομησιμότητας των υποστρωμάτων κατά την αναερόβια χώνευση και της δυνατότητας παραγωγής μεθανίου από αυτά. Οι παραπάνω δοκιμές, που διήρκησαν 60 ημέρες, διεξήχθησαν υπό μεσόφιλες συνθήκες (35 °C) σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου ονομαστικού όγκου 250 mL και λειτουργικού όγκου 100 mL.

Η πειραματική διαδικασία κατέδειξε ότι τα δείγματα PEMW (Polyethylene Microwave- προεπεξεργασμένο απόβλητο πολυαιθυλενίου), PPMW (Polypropylene Microwave- προεπεξεργασμένο απόβλητο πολυπροπυλενίου), PE (απόβλητο πολυαιθυλενίου) και PP (απόβλητο πολυπροπυλενίου) οδήγησαν στην παραγωγή μεθανίου με τιμές απόδοσης ίσες με 150, 138, 127  και 120 mL CH4, αντίστοιχα.

Στη συνέχεια, μελετήθηκε η δυνατότητα αποδόμησης των υπολειμμάτων θερμοκηπίου μέσω υδροθερμικής επεξεργασίας. Στα πλαίσια του πειράματος χρησιμοποιήθηκαν 3 σπειρωτοί αντιδραστήρες από χάλυβα των 25 mL που σφραγίζονταν αεροστεγώς. Η πειραματική διαδικασίας προέβλεπε τη διεξαγωγή δοκιμών σε φυτικά υπολείμματα θερμοκηπίου στα οποία έγινε προσθήκη διαφορετικών πλαστικών υπολειμμάτων. Έτσι, για κάθε ένα από τα πολυμερή, δημιουργήθηκαν μείγματα με περιεκτικότητα σε πλαστικό 1 και 5% αντίστοιχα. Παράλληλα, διερευνήθηκε η επίδραση δύο διαφορετικών χρόνων επεξεργασίας (6 και 24 h) στα υπολείμματα θερμοκηπίου.

Υπολογίζοντας τη θερμογόνο δύναμη των υλικών που εξετάστηκαν, παρατηρήθηκε ότι στην περίπτωση των δειγμάτων με περιεκτικότητα 5% πλαστικού, επεξεργασία πάνω από 6 ώρες οδηγεί στη μείωση της θερμογόνου δύναμης τους, ενώ σε όλα τα δείγματα που περιέχουν ποσοστό 1% πλαστικού, παρατηρείται η τιμή θερμογόνου δύναμης να παραμένει σχετικά σταθερή παρά τη διαφορά στο χρόνο επεξεργασίας.

Abstract:

In many European countries as well as in Greece, agricultural and livestock by-products and residue from agriculture and livestock industries and activities are usually discarded as waste, often constituting serious problems of environmental pollution. In the meantime, a large part of them, after appropriate treatment, could be utilized as a new economic resource and at the same time conform to any regulations for environmental protection.

The present study focuses on the treatment of plant and plastic residue resulting from the cultivation of the Tomato plant in a closed greenhouse. The first method used to treat any waste was Anaerobic Digestion. In the anaerobic digestion process, biological sludge derived from a mesophilic anaerobic digester was used as an inoculum. The sludge was mixed with the substrates in order to provide a sufficient amount of microbial mass.

Initially, some basic parameters were assessed for the characterization of the two materials and the sludge, which affect the amount of biogas produced. Biochemical Methane Potential (BMP) tests were then carried out to determine the biodegradability of organic substrates during anaerobic digestion and the ability to produce methane from them. The aforementioned tests, which lasted 60 days, were conducted within mesophilic conditions of (35 °C) in sequencing batch reactors of nominal volume of 250 mL and of operating volume of 100 mL.

The experimental process demonstrated that the PEMW (Polyethylene MicroWave waste), PPMW (Polypropylene MicroWave waste), PE (polyethylene waste) and PP (polypropylene waste) samples produce values equal to 150, 138 and 127 mL of CH4, respectively.

Subsequently, the possibility of degrading greenhouse residue was examined via Hydrothermics. Within the context of the experiment three 25 mL threaded steel reactors were sealed in an airtight manner. For an optimal examination of the tested materials, mixtures with different compositions were prepared and two different residence times in the oven were set; at 6 and 24 h.

In calculating the higher heating value of the samples tested, it was observed that in the case of samples with a plastic content of 5%, their storage in the oven for more than 6 hours leads to a reduction in their higher heating value, whereas in all samples containing 1% plastic, the heating value is observed to remain relatively constant, despite any differences in residence time.