Institutional Repository
Technical University of Crete
Technical University of Crete
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/CF51BE4E-BC21-40CB-B222-E9F146A567E4 | - |
| Identifier | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.105017 | - |
| Language | el | - |
| Extent | 99 σελίδες | el |
| Title | Διερεύνηση απόδοσης πιλοτικών μονάδων τεχνητών υγροβιότοπων για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου | el |
| Title | Performance investigation of pilot scale constructed wetlands treating olive mill wastewater | en |
| Creator | Douzi Anna | en |
| Creator | Δουζη Αννα | el |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Stefanakis Alexandros | en |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Στεφανακης Αλεξανδρος | el |
| Contributor [Committee Member] | Venieri Danai | en |
| Contributor [Committee Member] | Βενιερη Δαναη | el |
| Contributor [Committee Member] | Diamantopoulos Evaggelos | en |
| Contributor [Committee Member] | Διαμαντοπουλος Ευαγγελος | el |
| Publisher | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Publisher | Technical University of Crete | en |
| Academic Unit | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος | el |
| Description | Διπλωματική Εργασία | el |
| Content Summary | Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, διερευνήθηκε και αξιολογήθηκε η απόδοση πιλοτικών μονάδων τεχνητών υγροβιότοπων, τόσο οριζόντιας όσο και κατακόρυφης υποεπιφανειακής ροής, με κεντρικό σκοπό την επεξεργασία υγρών αποβλήτων από τριφασικό ελαιοτριβείο, εστιάζοντας στη μείωση του οργανικού φορτίου και στην απομάκρυνση θρεπτικών και άλλων ρύπων, προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα για την εγκυρότητα του σχεδιασμού και τη συνολική αποτελεσματικότητα των συστημάτων. Η πειραματική διάταξη, εγκατεστημένη σε υπαίθριο χώρο της σχολής Χημικών Μηχανικών & Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης στα Χανιά, περιλάμβανε έξι μονάδες: τέσσερις οριζόντιας ροής και δύο κατακόρυφης ροής. Δοκιμάστηκαν διαφορετικές διαμορφώσεις πληρωτικών υλικών σε κάθε δεξαμενή, όπως ζεόλιθος, διογκωμένη άργιλος (LECA), βιοεξανθράκωμα (biochar) και ανακυκλωμένο πλαστικό (RHDPE), τόσο με βλάστηση όσο και χωρίς (P. Australis και A. Donax). Η πρώτη μονάδα (C) λειτούργησε ως μονάδα ελέγχου, χωρίς βλάστηση, με υπόστρωμα από ζεόλιθο και LECA, ενώ οι τρεις επόμενες (ZL, PB, P) ήταν φυτεμένες με καλάμι P. Αustralis και A. Donax και διέθεταν διαφορετικά υλικά πλήρωσης: η ZL είχε την ίδια σύσταση με την C (ζεόλιθος και LECA), η PB περιείχε RHDPE και βιοεξανθράκωμα, και η P μόνο RHDPE. Οι δύο μονάδες κατακόρυφης ροής, L και LPB -επίσης φυτεμένες με P. Αustralis και A. Donax-, αποτελούνταν από σκέτη LECA η πρώτη, και από συνδυασμό LECA, βιοεξανθρακώματος και RHDPE η δεύτερη. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου επτά μηνών (Νοέμβριος 2023 - Μάιος 2024), οι δεξαμενές φορτίζονταν ανά 2 μέρες με αραιωμένο μείγμα υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου, προερχόμενο από τριφασικό ελαιουργείο της περιοχής Περιβολίων Χανίων. Τα υγρά απόβλητα, αραιώνονταν με νερό σε αναλογία 1:8 πριν την τροφοδοσία στις μονάδες. Πραγματοποιήθηκαν τακτικές δειγματοληψίες και αναλύσεις των εκροών των δεξαμενών, της αραιωμένης εισροής, καθώς και του ανεπεξέργαστου υγρού αποβλήτου, για την αξιολόγηση φυσικών και χημικών παραμέτρων, όπως του pH, της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC), των ολικών αιωρούμενων στερεών (TSS), του χρώματος, της βιοχημικής και χημικής ζήτησης οξυγόνου (BOD5, COD), του ολικού αζώτου (TN) , του αμμωνιακού αζώτου (NH₄⁺- N), του νιτρικού αζώτου (NO₃⁻-N ), του ολικού φωσφόρου (TP) , των φωσφορικών ιόντων (PO₄³⁻- P) και των ολικών φαινολών. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν και αναλύσεις της φυτικής βιομάζας, ύστερα από συγκομιδή της, που αποσκοπούσαν στον προσδιορισμό ολικού αζώτου (TN), ολικού φωσφόρου (TP), μετάλλων και μεταλλοειδών. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι η μέση απόδοση απομάκρυνσης ρύπων παρουσίασε σημαντικές διαφοροποιήσεις, οι οποίες συνδέονται άμεσα με τη σύσταση, τον τύπο ροής κάθε συστήματος και τις τοπικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Ειδικότερα, η μονάδα C παρουσίασε εξαιρετικά υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης, επιτυγχάνοντας 91.4 ± 3.9% για το COD, 97 ± 1.8% για το BOD₅, 90.8 ± 5.6% για τον TP, 95.4 ± 6.0% για τα PO₄³⁻-P και 83 ± 8.2% για τις ολικές φαινόλες, μαζί με σημαντική μείωση των TSS. Η μονάδα ZL, με το ίδιο υπόστρωμα αλλά με βλάστηση, εμφάνισε παρομοίως υψηλή απόδοση, με απομάκρυνση 89.8 ± 4.7% για το COD, 97.7 ± 2.0% για το BOD₅, 87.6 ± 11.9% για τον TP, 83.2 ± 14.8% για τα PO₄³⁻-P και 83 ± 8.2% για τις ολικές φαινόλες. Αντίθετα, οι μονάδες PB και P, που βασίστηκαν στο ανακυκλωμένο πλαστικό, παρουσίασαν συγκριτικά χαμηλότερες επιδόσεις, με την PB να καταγράφει απομακρύνσεις 75.7 ± 14.3% (COD), 94.8 ± 2.5% (BOD₅), 71.2 ± 28.9% (TP), 48.5 ± 22.2% (PO₄³⁻-P) και 59.1 ± 20.5% (φαινόλες), και την P να εμφανίζει τιμές 76.1 ± 11.4% (COD), 93.3 ± 4.2% (BOD₅), 38 ± 15.3% (TP), 39.6 ± 14.7% (PO₄³⁻-P) και 60 ± 18.9% (φαινόλες). Οι μονάδες κατακόρυφης ροής έδειξαν επίσης ικανοποιητική απόδοση, με τη μονάδα L να επιτυγχάνει αποδοτικότερη απομάκρυνση 82.5 ± 7.8% (COD), 95.3 ± 1.9% (BOD₅), 61.9 ± 21.1% (TP), 63.9 ± 21.7% (PO₄³⁻-P) και 76.7 ± 9.6% (φαινόλες), ενώ η μονάδα LPB κατέγραψε απομακρύνσεις 81.8 ± 9.8% (COD), 97.6 ± 1.3% (BOD₅), 51.5 ± 18.4% (TP), 53.4 ± 19.7% (PO₄³⁻-P) και 69.1 ± 16.1% (φαινόλες). Συμπερασματικά, οι πιλοτικές μονάδες που περιείχαν ζεόλιθο και LECA ως υλικά πλήρωσης, είχαν την υψηλότερη αποδοτικότητα στην απομάκρυνση οργανικών και θρεπτικών ρύπων, χωρίς η παρουσία της φυτικής κάλυψης να αποτελεί παράγοντα καθοριστικής σημασίας, επιβεβαιώνοντας έτσι ότι οι τεχνητοί υγροβιότοποι αποτελούν μια αποδοτική και περιβαλλοντικά φιλική και βιώσιμη λύση για τη διαχείριση των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου. | el |
| Content Summary | In the context of this diploma thesis, the performance of pilot-scale constructed wetlands, of both horizontal and vertical subsurface flow, was investigated and evaluated. The main objective was the treatment of wastewater from a three-phase olive mill, focusing on the reduction of the organic load and the removal of nutrients and other pollutants, in order to draw conclusions regarding the design validity and the overall efficiency of the systems. The experimental setup, installed outdoors at the School of Chemical and Environmental Engineering of the Technical University of Crete in Chania, comprised six units: four with horizontal flow and two with vertical flow. Different configurations of filter media were tested in each tank, including zeolite, lightweight expanded clay aggregate (LECA), biochar, and recycled plastic (RHDPE), both with and without vegetation (P. Australis and A. Donax). The first unit (C) served as an unplanted control unit, with a substrate of zeolite and LECA. The next three horizontal flow units (ZL, PB, P) were planted with P. Australis and A. Donax and featured different filter media: ZL had the same composition as C (zeolite and LECA), PB contained RHDPE and biochar, and P contained only RHDPE. The two vertical flow units, L and LPB—also planted with P. Australis and A. Donax—consisted of LECA alone (L) and a combination of LECA, biochar, and RHDPE (LPB). Over a seven-month period (November 2023 - May 2024), the tanks were fed every two days with diluted olive mill wastewater, sourced from a three-phase olive mill in the Perivolia area of Chania. The wastewater was diluted with water at a 1:8 ratio before being fed to the units. Regular sampling and analysis of the tank effluents, the diluted influent, and the raw wastewater were conducted to evaluate physicochemical parameters such as pH, electrical conductivity (EC), total suspended solids (TSS), color, biochemical and chemical oxygen demand (BOD₅, COD), total nitrogen (TN), ammoniacal nitrogen (NH₄⁺-N), nitrate nitrogen (NO₃⁻-N), total phosphorus (TP), phosphates (PO₄³⁻-P), and total phenols. Additionally, after harvesting, the plant biomass was analyzed to determine its content of total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), metals, and metalloids. The experimental results indicated that the average pollutant removal efficiency varied significantly, depending on the composition, the flow type of each system, and the local environmental conditions. Specifically, unit C demonstrated exceptionally high removal rates, achieving 91.4 ± 3.9% for COD, 97 ± 1.8% for BOD₅, 90.8 ± 5.6% for TP, 95.4 ± 6.0% for PO₄³⁻-P, and 83 ± 8.2% for total phenols, along with a significant reduction in TSS. Unit ZL, with the same substrate but vegetated, showed similarly high performance, with removal rates of 89.8 ± 4.7% for COD, 97.7 ± 2.0% for BOD₅, 87.6 ± 11.9% for TP, 83.2 ± 14.8% for PO₄³⁻-P, and 83 ± 8.2% for total phenols. Conversely, units PB and P, which were based on recycled plastic, exhibited comparatively lower performance. PB recorded removal efficiencies of 75.7 ± 14.3% (COD), 94.8 ± 2.5% (BOD₅), 71.2 ± 28.9% (TP), 48.5 ± 22.2% (PO₄³⁻-P), and 59.1 ± 20.5% (phenols), while P showed values of 76.1 ± 11.4% (COD), 93.3 ± 4.2% (BOD₅), 38 ± 15.3% (TP), 39.6 ± 14.7% (PO₄³⁻-P), and 60 ± 18.9% (phenols). The vertical flow units also demonstrated satisfactory performance, with unit L achieving 82.5 ± 7.8% (COD), 95.3 ± 1.9% (BOD₅), 61.9 ± 21.1% (TP), 63.9 ± 21.7% (PO₄³⁻-P), and 76.7 ± 9.6% (phenols), while unit LPB recorded removals of 81.8 ± 9.8% (COD), 97.6 ± 1.3% (BOD₅), 51.5 ± 18.4% (TP), 53.4 ± 19.7% (PO₄³⁻-P), and 69.1 ± 16.1% (phenols). In conclusion, the pilot units containing zeolite and LECA as filter media demonstrated the highest efficiency in removing organic and nutrient pollutants, with the presence of vegetation not being a decisive factor. This confirms that constructed wetlands represent an efficient, environmentally friendly, and sustainable solution for the management of olive mill wastewater. | en |
| Type of Item | Διπλωματική Εργασία | el |
| Type of Item | Diploma Work | en |
| License | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Date of Item | 2025-10-10 | - |
| Date of Publication | 2025 | - |
| Subject | Υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου | el |
| Subject | Τεχνητοί υγροβιότοποι | el |
| Bibliographic Citation | Άννα Δούζη, "Διερεύνηση απόδοσης πιλοτικών μονάδων τεχνητών υγροβιότοπων για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
| Bibliographic Citation | Anna Douzi, "Performance investigation of pilot scale constructed wetlands treating olive mill wastewater", Diploma Work, School of Chemical and Environmental Engineering, Technical, University of Crete, Greece, 2025 | en |
Copyright © DIAS 2013
