Ιωάννης Ασημακούλας, "Βελτιστοποίηση πιλοτικών μονάδων τεχνητών υγροβιότοπων με χαλίκι και βιοεξανθράκωμα για την επεξεργασία διασταλάγματος από τον ΧΥΤΑ Χανίων
", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2022
https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.92877
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν και βελτιστοποιήθηκαν ορισμένες παράμετροι κατασκευής και λειτουργίας της τεχνολογίας των Τεχνητών Υγροβιότοπων για την επεξεργασία διασταλάγματος από τον ΧΥΤΑ Χανίων. Το πείραμα περιέχει δυο μονάδες τεχνητών υγροβιότοπων οριζόντιας υποεπιφανειακής ροής, οι οποίες τοποθετήθηκαν στον υπαίθριο χώρο του θερμοκηπίου της Σχολής Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείο Κρήτης. Το πληρωτικό υλικό και των δύο μονάδων είναι χαλίκι, ενώ στη μία από τις δύο μονάδες υπήρχε και ένα στρώμα από βιοεξανθράκωμα το οποίο παρήχθη από κλαδέματα ελιάς ως ένα υπόδειγμα κυκλικής διαχείρισης. Οι δύο πιλοτικές μονάδες χαρακτηρίζονται ως G (Gravel) και GΒ (Gravel & Biochar) και φυτεύτηκαν με κοινό καλάμι Phragmites Australis.Ως εισροή στις κλίνες εφαρμόστηκε διαστάλαγμα, το οποίο συλλεγόταν αμέσως μετά από το στάδιο της κροκίδωσης στη μονάδα επεξεργασίας διασταλάγματος στον ΧΥΤΑ Χανίων. Για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο του πειράματος γινόταν προσθήκη μεθανόλης και στις δύο μονάδες. Ο λειτουργικός όγκος των δύο κλινών ήταν 188,3L έκαστη και η μέση ημερήσια παροχή ήταν 3,3L/day. Οι αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν αφορούσαν την εισροή, την εκροή και τη φυτική βιομάζα των μονάδων. Πιο συγκεκριμένα για την εισροή και τις εκροές προσδιορίστηκαν οι εξής παράμετροι σε εβδομαδιαία βάση: BOD5, COD, NO3--N, NO2--N, NH4+-N, PO43--P, υδραυλική αγωγιμότητα, pH, μετάλλα και μεταλλοειδή. Οι αναλύσεις της φυτικής βιομάζας αποσκοπούσαν στον προσδιορισμό TN (ολικό άζωτο), TP (ολικό φώσφορο) και μετάλλων και μεταλλοειδώνΤα αποτελέσματα των μέσων αποδόσεων για τις μονάδες G και GΒ είναι ως ακολούθως. Για το COD η απόδοση στη μονάδα G είναι 43,3 ± 13,3% και στη GΒ είναι 52,7 ± 15%. Για το ΝΟ3--Ν η απόδοση της μονάδας G ισούται με 78,2 ± 16,2%, ενώ για τη μονάδα GΒ η απόδοση αγγίζει το 93,4 ± 5,8%. Για το ΝΟ2--Ν η απόδοση είναι 94,9 ± 5,4% της μονάδας G και 99,0 ± 2,1% της μονάδας GΒ. Αναφορικά με το ΝΗ4+-Ν, η μονάδα G φτάνει στο 82,3 ± 9,8% και η μονάδα GΒ στο 87,6 ± 6,2%. Αντίστοιχα, η απόδοση για τα TSS είναι για τη μονάδα G 72,2 ± 14,8% και 66,3 ± 21,6% για την GΒ. Επιπλέον, η υδραυλική αγωγιμότητα παρουσιάζεται αυξημένη σε σχέση με την εισροή και στις δύο μονάδες λαμβάνοντας τις τιμές 10,72 ± 6,2 και 11,59 ± 7,1 στις G και GB αντίστοιχα, ενώ το pH είναι ελαφρώς αλκαλικό, επίσης BOD5 και PO43--P ήταν σχεδόν μη ανιχνεύσιμα στις εκροές των μονάδων G και GΒ. Τέλος, τα αποτελέσματα για τα μέταλλα και μεταλλοειδή έδειξαν ότι υπάρχουν ορισμένα στοιχεία που ανιχνεύονται σε υψηλότερες συγκεντρώσεις, όπως τα Β, Mg, K, Ca, Cu, Fe και Zn ωστόσο δεν υπερβαίνουν τα τυπικά νομοθετικά όρια εκροών δευτεροβάθμιας επεξεργασίας. Όσον αφορά τη φυτική βιομάζα διαπιστώνεται ότι τα φυτά έχουν κατά βάση την τάση να συγκρατούν ποσότητες φωσφόρου και αζώτου περισσότερο στα φύλλα τους και τους κορμούς τους, ενώ οι ποσότητες μετάλλων συγκρατούνται περισσότερο στις ρίζες. Το βασικό συμπέρασμα που προέκυψε είναι ότι η προσθήκη βιοεξανθρακώματος και μεθανόλης αυξάνει την απόδοση απομάκρυνσης ρύπων.