title: Εφαρμογή υδροκυκλώνα για απομάκρυνση αιωρούμενων στερεών από αστικά λύματα

title: Application of a hydrocyclone for the removal of suspended solids from municipal wastewater
Creators: name: Κεχαγιας Αναστασιος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: Η ανάγκη επαναχρησιμοποίησης των υδάτων, σε συνδυασμό με τα αυστηρά νομοθετικά πλαίσια που έχουν θεσπιστεί καθώς και την αύξηση του κόστους ενέργειας έχουν ωθήσει τις Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ) στην ανάγκη για την ενεργειακή και περιβαλλοντική βελτιστοποίηση τους. Η αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων απαιτεί φιλικές προς το περιβάλλον λύσεις με χαμηλό κόστος λειτουργίας και κατανάλωση ενέργειας . Ο υδροκυκλώνας αποτελεί μια μηχανική τεχνολογία που εφαρμόζει φυγοκεντρική κίνηση για την ταξινόμηση και τον διαχωρισμό των εισερχόμενων στερεών με βάση την πυκνότητα, που χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες μεταξύ αυτών και της επεξεργασίας αποβλήτων. Οι υδροκυκλώνες αποτελούν μια τεχνολογία με χαμηλό κόστος κεφαλαίου και λειτουργίας, ενώ παράλληλα απαιτούν ελάχιστο χώρο, μη χρήση χημικών, ελάχιστη ενεργειακή δαπάνη κατά την λειτουργία τους και προσφέρουν υψηλή ευελιξία σε μια ΕΕΛ, λόγω της απλής λειτουργίας τους και την δυνατότητα τοποθέτησης τους σε ποικίλες θέσεις της εγκατάστασης.

 Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διαστασιολόγηση και η αξιολόγηση της απόδοσης ενός  υδροκυκλώνα ως προς την απομάκρυνση των Ολικών Αιωρούμενων Στερεών (TSS), του Βιοχημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (BOD5) καθώς και του Χημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (COD) σε πρωτοβάθμια αστικά λύματα.  Σε αυτά τα πλαίσια, σχεδιάστηκε και εγκαταστάθηκε στην ΕΕΛ Χανίων, μετά το στάδιο της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας, υδροκυκλώνας μέγιστης παροχής 50 m3/h. Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα, η ποσοστιαία απομάκρυνση των TSS υπολογίστηκε ίση με 31,25 ± 2,12%, ενώ για το BOD5 και COD ήταν ίση με 17,7 ± 2,15%  και 9,96 ± 2,01%, αντίστοιχα. Παράλληλα, το συμπύκνωμα του υδροκυκλώνα υπολογίστηκε  να έχει περιεκτικότητα σε στερεά ίση με 840 ± 100 mg/L. Τα παραπάνω αποτελέσματα θεωρήθηκαν αρκετά ενθαρρυντικά σχετικά με την δυνατότητα του υδροκυκλώνα να παρέχει ικανοποιητικές αποδόσεις στην επεξεργασία πρωτοβάθμιων αστικών λυμάτων με ελάχιστο ενεργειακό κόστος. Παρόλα αυτά, απαραίτητη κρίνεται η περαιτέρω μελέτη του υδροκυκλώνα ως προς την γεωμετρία του και το σημείο τοποθέτησης του έτσι ώστε να εξεταστούν οι βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας του συστήματος.
description: The need to reuse water, combined with the strict legislative frameworks that have been established as well as the increase in energy costs have pushed Wastewater Treatment Facilities (WTP) to the need for their energy and environmental optimization. Addressing these challenges requires environmentally friendly solutions with low operating costs and energy consumption. The hydrocyclone is a mechanical technology that applies centrifugal motion to classify and separate incoming solids based on density, widely used in various industries including waste treatment. Hydrocyclones are a technology with low capital and operating costs, while they require minimal space, no use of chemicals, minimal energy expenditure during their operation and offer high flexibility to an EEL, due to their simple operation and the possibility of placing them in a variety of positions. of the installation.

The purpose of this thesis is the dimensioning and evaluation of the performance of a hydrocyclone in terms of the removal of Total Suspended Solids (TSS), Biochemical Oxygen Demand (BOD5) as well as Chemical Oxygen Demand (COD) in primary. In this context, a hydrocyclone with a maximum flow of 50 m3/h was designed and installed at EEL Chania, after the stage of primary treatment. According to the experimental results, the percentage removal of TSS was calculated as 31.25 ± 2.12%, while for BOD5 and COD it was 17.7 ± 2.15% and 9.96 ± 2.01%, respectively . At the same time, the hydrocyclone condensate was calculated to have a solids content equal to 840 ± 100 mg/L. The above results were considered quite encouraging regarding the possibility of the hydrocyclone to provide satisfactory yields in the treatment of primary municipal wastewater with minimal energy costs. Nevertheless, water is judged by its further study in terms of its geometry and its placement point so as to examine the optimal operating conditions of the system.