title: Παραγωγή βιοαερίου από βιοστερεά μικροκοσκίνησης σε αναερόβιους χωνευτές ακινητοποιημένης βιομάζας - Η επίδραση των φορέων ακινητοποίησης
Creators: name: Μποσιώλης, Κωνσταντίνος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Η παραγωγή βιοαερίου με αναερόβια χώνευση έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας, καθώς με την αύξηση του πληθυσμού, έχει αυξηθεί η ανάγκη για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, προστατεύοντας ταυτόχρονα το περιβάλλον με την σταθεροποίηση των αποβλήτων και με την μείωση των αέριων εκπομπών. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας, που εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Σχεδιασμού Περιβαλλοντικών Διεργασιών της Σχολής Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης, είναι να εξετάσει την επίδραση των φορέων ακινητοποίησης στην παραγωγή βιοαερίου από βιοστερεά μικροκοσκίνησης σε μεσόφιλους αναερόβιους χωνευτές διαλείποντος έργου. Οι φορείς ενισχύουν την παραγωγή βιοαερίου, διευκολύνοντας την ανάπτυξη των μικροοργανισμών στην πορώδες επιφάνειά τους. Οι προσκολλημένοι μικροοργανισμοί (βιομάζα) σχηματίζουν βιοφίλμ πάνω στους φορείς, αποφεύγοντας τις τοξικές συγκεντρώσεις που θα ήταν ανασταλτικές για την αναπαραγωγή τους. Τα βιοστερεά από το μικροκόσκινο στην εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυμάτων του Ρεθύμνου, ήταν κατάλληλα ως υπόστρωμα με λόγο C/N να είναι 20,56 και η περιεκτικότητα τους σε ολικά και πτητικά στερεά (επί των ολικών στερεών) 37,5±1,6% και 80,1±2% αντίστοιχα, αναμείχθηκαν με εμβόλιο, το οποίο ήταν βιολογική ιλύς από μεσοφιλικό χωνευτήρα μονάδας επεξεργασίας αστικών λυμάτων. Πραγματοποιήθηκαν τρεις αναερόβιες χωνεύσεις των 16 ημερών με λόγο υποστρώματος- εμβολίου να είναι 1, περιεκτικότητα σε ολικά στερεά για την 1η, την 2η και την 3η αναερόβια χώνευση 4,40%, 4,88%, 4,30% αντίστοιχα, σε πτητικά στερεά 72,95%, 64,41%, 72,75% αντίστοιχα και προστέθηκαν συνολικά 3,64 gVS, 3,78 gVS, 3,47 gVS αντίστοιχα. Οι φορείς ακινητοποίησης που χρησιμοποιήθηκαν ήταν πλαστικό, αφρώδες πολυαιθυλένιο, καρπός κυπαρισσιού και ελαφρόπετρα. Στους χωνευτές που είχαν προστεθεί οι διαφορετικοί φορείς ακινητοποίησης, παρατηρήθηκε μεγαλύτερη αθροιστική παραγωγή βιοαερίου από τους χωνευτές που δεν είχαν φορείς, με την ελαφρόπετρα να παρουσιάζει την μέγιστη τιμή, 466,89±0,7 ml/gVSadded. Ακόμη, με τη χρήση φορέων παρατηρήθηκε ότι η μέγιστη ημερήσια παραγωγή γινόταν νωρίτερα σε σχέση με τους χωνευτές που δεν είχαν φορείς, με μέση μέγιστη ημερήσια παραγωγή 57,67±0,7 ml/gVSadded*d από την ελαφρόπετρα. Η μέση ποσοστιαία ακινητοποίηση της βιομάζας για τα πλαστικά ήταν 6,69±0,25% για το αφρώδες πολυαιθυλένιο 8,53±1,17%, για τον καρπό 8,96±0,28% και για την ελαφρόπετρα 9,13±0,24%. Γενικά, λίγες ήταν οι διαφοροποιήσεις μεταξύ των φορέων. Ο καρπός ξεχώρισε στην έναρξη των πειραμάτων, επειδή στην επιφάνειά του είχε θρεπτικές μικροουσίες που ενίσχυσαν την αναερόβια χώνευση. Μόλις όμως όλοι οι φορείς είχαν ακινητοποιήσει ένα ποσοστό βιομάζας είχαν θετικά αποτελέσματα στην παραγωγή βιοαερίου με την ελαφρόπετρα και το αφρώδες πολυαιθυλένιο να ξεχωρίζουν ελάχιστα περισσότερο και ο λόγος είναι ότι είχαν μεγαλύτερη τραχύτητα στην επιφάνειά τους και σημεία εγκλωβισμού της βιομάζας με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένα παχύρευστο βιοφίλμ, το οποίο δεν καταστρεφόταν τόσο εύκολα, σε αντίθεση με τα πλαστικά και τον καρπό.