title: Παραγωγή μεθανίου μέσω αναερόβιας συν-χώνευσης αποβλήτων ζωικής προέλευσης και διερεύνηση της χρήσης της χωνεμένης ιλύος 
title: Anaerobic co-digestion of animal-derived residues for methane production and investigation of digestate uses
Creators: name: Τσοκάνης Κωνσταντίνος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παραγωγή μεθανίου μέσω αναερόβιας συν-χώνευσης αποβλήτων ζωικής προέλευσης, καθώς και η διερεύνηση της χρήσης της χωνεμένης ιλύος. Για την επίτευξη του στόχου αυτής, που ήταν η αποτελεσματικότερη παραγωγή βιοαερίου και ενός ποιοτικού προϊόντος ικανού να χρησιμοποιηθεί ως εδαφοβελτιωτικό, μελετήθηκε η ανάμιξη τριών διαφορετικών ειδών ζωικής κοπριάς: αγελάδων, προβάτων, κοτόπουλων και αποβλήτων σφαγείου (δείγμα ουροδόχων κύστεων και εντέρων με το περιεχόμενό τους αφού επεξεργάστηκε καταλλήλως). Επίσης, έλαβε χώρα δειγματοληψία ιλύος από τους μεσόφιλους αναερόβιους χωνευτές της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Αστικών Λυμάτων Χανίων με σκοπό να χρησιμοποιηθεί ως εμβόλιο της διαδικασίας, με συγκέντρωση πτητικών στους αντιδραστήρες ίση με 15 g VS/L και σταθερό λόγο ανάμιξης υποστρώματος/εμβολίου (SIR) ίσο με 0,5, βάσει των πτητικών στερεών. Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν για την εκτίμηση του βιοχημικού δυναμικού μεθανίου έγιναν σε χρονικό διάστημα 55 ημερών κάτω από μεσόφιλες συνθήκες σε χωνευτήρες διαλείποντος έργου ονομαστικού όγκου 250 mL και λειτουργικού όγκου 100 mL, οι οποίοι τοποθετήθηκαν σε ρυθμισμένο επωαστήρα σταθερής θερμοκρασίας 35 οC. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών αυτών, το υπόστρωμα που οδήγησε στη παραγωγή μεγαλύτερης ποσότητας μεθανίου ήταν το μίγμα κοπριών - δείγματος σφαγείου (SH) με 420 mLCH4STP/gVSadded. Ακολούθησαν, τα υποστρώματα κοπριάς κοτόπουλων (PM), αγελάδων (CM) και προβάτων (SM) με 194, 191 και 170 mLCH4STP/gVSadded, αντίστοιχα. Τέλος, διαπιστώθηκε ότι η ανάμιξη κοπριών (MIX: αγελάδων, προβάτων και κοτόπουλων) κατέδειξε χαμηλότερο δυναμικό παραγωγής μεθανίου σε σχέση με αυτό των αρχικών υποστρωμάτων (168 mLCH4STP/gVSadded). Μετά την ολοκλήρωση της πειραματικής διαδικασίας ακολουθήθηκε μία σειρά αναλυτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό ολικών και πτητικών στερεών, ολικής αλκαλικότητας και πτητικών οξέων, διαλυτό χημικά απαιτούμενο οξυγόνο (sCOD), ολικών φαινολών, αμμωνιακού αζώτου, φωσφόρου και μετάλλων. Τελικά, από τον προσδιορισμό των μετάλλων προέκυψε το συμπέρασμα ότι λόγω των αποδεκτών συγκεντρώσεών τους με βάση την εθνική νομοθεσία, η χωνεμένη ιλύς από τα διάφορα υποστρώματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα της γεωργίας χωρίς να επιφέρει αρνητικές - δυσμενείς συνέπειες τόσο στο περιβάλλον όσο και στη δημόσια υγεία.
description: The subject of this dissertation thesis is the anaerobic co-digestion of animal-derived residues for methane production and the investigation of digestate uses. For reaching this goal, which was the most efficient biogas production and a quality product capable of being used as soil improvers were studied three different types of livestock manure: cow, sheep, chicken manure and slaughterhouse waste (sample of bladders and intestines with their content after having been processed out properly). Sample sludge was also taken from the mesophilic anaerobic digesters of the Municipal Wastewater Treatment Plant of Chania in order to be used as a process inoculum with a concentration of volatiles in reactors equal to 15 g VS/L and a constant mixing ratio, taking the volatile solids into account, Substrate / Inoculum (SIR) equal to 0,5. The tests for the estimation of the biochemical methane potential were performed for 55 days under mesophilic conditions in batch reactors with a nominal volume of 250 mL and a working volume of 100 mL, which were placed in a conditioned incubator at a constant temperature of 35 °C. According to the results of these tests, the substrate that led to the production of a larger amount of methane was the slaughterhouse sample mixture (SH) with 420 mLCH4STP / gVSadded. Following the substrates of chicken (PM), cows (CM) and sheep (SM) manure with 194, 191 and 170 mLCH4STP / gVSadded, respectively. After that, it was verified that manure mixing (MIX: from cows, sheeps and chickens) demonstrated lower methane production potential than that of the initially substrates (168 mLCH4STP / gVSadded). After the completion of the experimental procedure, a series of analytical methods were used to determine total and volatile solids, total alkalinity and volatile acids, soluble chemically required oxygen (sCOD), total phenols, ammoniacal nitrogen, phosphorus and metals. Finally, from the determination of metals it was concluded that because of their acceptable concentrations based on the national legislation, the digested sludge from the various substrates could be used in the agricultural sector without causing negative-adverse consequences on both the environment and public health.