Βελτιστοποίηση της αναερόβιας συναποικοδόμησης λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου για παραγωγή ενέργειας
Authors: Κούγιας Παναγιώτης 
Published: August 2021

Τα ελαιοτριβεία παράγουν μεγάλες ποσότητες υγρών και στερεών αποβλήτων. Στις Μεσογειακές χώρες, η ποσότητα των αποβλήτων από τα ελαιοτριβεία υπολογίζεται σε 30εκ. m3 ετησίως και η περιεκτικότητα τους σε COD είναι περίπου 100-120kg/ton ελιάς, το οποίο είναι ίσο με 45-55kg BOD/ton ελιάς και έτσι η διάθεσή τους χωρίς επεξεργασία προκαλεί δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις.Ο μεγάλος όγκος αποβλήτων των ελαιοτριβείων και το υψηλό ρυπαντικό τους φορτίο απαιτούν μία αποτελεσματική μέθοδο επεξεργασίας πριν τη διάθεση τους στον τελικό αποδέκτη. Η μέθοδος επεξεργασίας που προτείνεται είναι η αναερόβια επεξεργασία, η οποία πλεονεκτεί έναντι των άλλων μεθόδων, διότι παράλληλα με τη μείωση του οργανικού φορτίου γίνεται και ανάκτηση ενέργειας (CH4). Ωστόσο, η αναερόβια επεξεργασία των λυμάτων ελαιοτριβείων χαρακτηρίζεται δύσκολη, καθώς η οργανική ουσία των λυμάτων αυτών αποτελείται κυρίως από φαινόλες, λιπίδια και μακρομόρια λιπαρών οξέων. Αυτές οι ουσίες προκαλούν αστάθεια στη βιολογική αποικοδόμηση, δρουν ανασταλτικά στη μεθανογένεση και στη μείωση του COD και επιμηκύνουν το συνολικό χρόνο επεξεργασίας. Για την αποφυγή αυτού του προβλήματος διερευνήθηκε η εφαρμογή της συναποικοδόμησης των λυμάτων ελαιοτριβείου με λύματα ζωικής προέλευσης. Με την εφαρμογή της συναποικοδόμησης λυμάτων ελιάς με λύματα χοίρων μπορεί να πραγματοποιηθεί βελτιστοποίηση της διαδικασίας. Αυτό οφείλεται αφενός στην υψηλή ρυθμιστική ικανότητα και αφετέρου στην υψηλή περιεκτικότητά σε άζωτο των λυμάτων των χοίρων καθώς και στο ότι τα λύματα της ελιάς περιέχουν υψηλή ποσότητα άνθρακα και συνεπώς η συναποικοδόμηση βελτιώνει το λόγο C/N. Επιπλέον στα λύματα των χοίρων η συγκέντρωση της αμμωνίας είναι σε υψηλά επίπεδα, ενώ στα λύματα της ελιάς η περιεκτικότητα σε αμμωνία απαντάται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Η τοξικότητα της αμμωνίας επηρεάζει αρνητικά την αναερόβια αποικοδόμηση και συνεπώς μέσω της συναποικοδόμησης μπορεί να αποφευχθεί αυτό το πρόβλημα.Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η αναερόβια συναποικοδόμηση λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου στη μεσόφιλη ζώνη. Ειδικότερα, διερευνήθηκε η ενεργειακή απόδοση της αναερόβιας συναποικοδόμησης λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου σε διάφορες αναλογίες, με σκοπό την εύρεση της βέλτιστης αναλογίας τους, που θα επιτρέπει την επίτευξη της μέγιστης ενεργειακής απόδοσης. Επιπλέον, μελετήθηκε η πορεία της αναερόβιας διεργασίας σε αντιδραστήρες συνεχούς ροής και πλήρους ανάδευσης (CSTR: Continuous Stirred Tank Reactor), σε διαφορετικούς ρυθμούς οργανικής φόρτισης (OLR: Organic Loading Rate), κάτω από μεσόφιλες συνθήκες. Η μελέτη αυτή οδηγεί στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας, ώστε να είναι δυνατή η κατασκευή αναερόβιων αντιδραστήρων μικρότερου όγκου και οικονομικότερης λειτουργίας. Τέλος, στόχος της έρευνας ήταν η διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης μίγματος λυμάτων χοιροστασίου και ελαιοτριβείου, σε αναλογία πλησίον της βέλτιστης στον υψηλότερο ρυθμό οργανικής φόρτισης. Η μελέτη αυτή οδηγεί στην τεκμηρίωση της υπεροχής του μίγματος με τη βέλτιστη αναλογία λυμάτων ακόμα και σε υψηλές τιμές OLR.Από τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας προέκυψαν τα παρακάτω γενικά συμπεράσματα:1.Η αποικοδόμηση των λυμάτων ελαιοτριβείου δύναται να επιτευχθεί με την ανάμιξη τους με λύματα χοιροστασίου. 2.Με την εφαρμογή της αναερόβιας συναποικοδόμησης μειώνονται τα προβλήματα τοξικότητας λόγω της αμμωνίας.3.Η παραγόμενες ποσότητες βιοαερίου και μεθανίου αυξάνονται όσο αυξάνεται η περιεχόμενη ποσότητα λυμάτων ελαιοτριβείου και σε ποσοστό μέχρι 40% του μίγματος. Όταν τα λύματα ελαιοτριβείου συμμετέχουν σε ποσοστό από 40% έως 50% του μίγματος παρατηρείται ανάσχεση του ρυθμού παραγωγής βιοαερίου, ενώ σημειώνεται ραγδαία πτώση στην παραγωγή βιοαερίου και μεθανίου όταν το ποσοστό των λυμάτων αυτών είναι ίσο ή μεγαλύτερο από 50%.. 4.Η αναλογία λυμάτων χοιροστασίου/ελαιοτριβείου σε ποσοστό 60/40 παρέχει, επίσης, τη μεγαλύτερη ανάκτηση ενεργειακού προϊόντος (CH4) ακόμα και σε υψηλούς ρυθμούς οργανικής φόρτισης (ΟLR).