Φυσικές και βιολογικές διεργασίες επεξεργασίας υγρών αποβλήτων και η μεθοδολογία σχεδιασμού των αντιστοίχων εγκαταστάσεων.
Ανάλυση βιολογικών αντιδραστήρων.
Η ύλη διαρθρώνεται στις ακόλουθες ενότητες:
- Εισαγωγικοί ορισμοί και έννοιες σχετικά με τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των υγρών αποβλήτων (όπως οργανοληπτικά χαρακτηριστικά – θερμοκρασία, χρώμα, γεύση, οσμή -, θολερότητα, κατηγορίες στερεών – ολικά, αιωρούμενα, διαλυτά, καθιζάνοντα, πτητικά, σταθερά στερεά – μεταλλικά ιόντα, οργανικοί ρυπαντές, θρεπτικά συστατικά – ενώσεις αζώτου, φωσφόρου – βιολογικές παράμετροι, παθογόνοι μικροοργανισμοί)
- Χαρακτηριστικά ανάπτυξης μικροοργανισμών, καμπύλη ανάπτυξης μικροβιακού πληθυσμού, κινητικές εξισώσεις ανάπτυξης, εξίσωση Monod, ειδικές περιπτώσεις.
- Βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο (Biochemical Oxygen Demand, BOD) και χημικά απαιτούμενο οξυγόνο (Chemical Oxygen Demand, COD), μέθοδοι μέτρησης, σημασία.
- Διεργασίες απομάκρυνσης στερεών: Καθίζηση διακριτών σωματιδίων (καθίζηση τύπου Ι), πρωτοβάθμια καθίζηση (καθίζηση τύπου ΙΙ), Πάχυνση (καθίζηση τύπου ΙΙΙ και ΙV). Μεθοδολογία σχεδιασμού δεξαμενών εξάμμωσης, πρωτοβάθμιας επεξεργασίας και παχυντών.
- Αρχές σχεδιασμού βιολογικών αντιδραστήρων. Βασικές αρχές, ισοζύγια μάζας, βιολογικοί αντιδραστήρες ασυνεχούς λειτουργίας (batch reactors), βιολογικοί αντιδραστήρες πλήρους ανάδευσης συνεχούς λειτουργίας χωρίς και με ανακυκλοφορία (continuous stirred tank reactors, CSTR without and with recycling), βιολογικοί αντιδραστήρες εμβολικής ροής (plug flow reactors), βιολογικοί αντιδραστήρες ακινητοποιημένης βιομάζας (immobilized biological reactors).
- Σύγκριση βιολογικών αντιδραστήρων (πλεονεκτήματα – μειονεκτήματα).
- Αναερόβια χώνευση αποβλήτων, αναερόβιες βιοχημικές δράσεις, παραγωγή βιοαερίου.
Περιγραφή
- Εισαγωγικές έννοιες. Εισαγωγικές έννοιες στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των αποβλήτων (θολερότητα αιωρούμενα στερεά, διαλυτό οξυγόνο , παθογόνοι μικροοργανισμοί κλπ.)
- Χαρακτηριστικά ανάπτυξης μικροοργανισμών. Χαρακτηριστικά ανάπτυξης μικροοργανισμών – καμπύλη ανάπτυξης πληθυσμού – Το κινητικό πρότυπο του Monod. Άλλα κινητικά πρότυπα.
- BOD/COD. Βιοχημικά απαιτούμενο Οξυγόνο (BOD) – Χημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο (COD) – Ορισμοί, Σημασία, Μέθοδοι μέτρησης.
- Καθίζηση τύπου Ι. Καθίζηση τύπου Ι – Καθίζηση διακριτών σωματιδίων. Σχεδιασμός Δεξαμενών Εξάμμωσης.
- Καθίζηση τύπου II. Καθίζηση τύπου II. Σχεδιασμός δεξαμενών πρωτοβάθμιας καθίζησης – Ασκήσεις.
- Καθίζηση τύπου ΙΙΙ. Καθίζηση τύπου ΙΙΙ. Σχεδιασμός παχυντών – Ασκήσεις
- Βιολογικοί αντιδραστήρες ασυνεχούς λειτουργίας. Βιολογικοί αντιδραστήρες ασυνεχούς λειτουργίας (Batch)- Ισοζύγια μάζας – Σχεδιασμός λειτουργίας – Ασκήσεις
- Βιολογικοί αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας. Βιολογικοί αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας (Completely Stirred Tank Reactors CSTR)- Ισοζύγια μάζας – Σχεδιασμός λειτουργίας – Ασκήσεις.
- Βιολογικοί αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας με επανακυκλοφορία ιλύος. Βιολογικοί αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας με επανακυκλοφορία ιλύος (Completely Stirred Tank Reactors CSTR with Recycling)- Ισοζύγια μάζας – Σχεδιασμός λειτουργίας – Ασκήσεις.
- Βιολογικοί αντιδραστήρες εμβολικής ροής με ή χωρίς επανακυκλοφορία ιλύος. Βιολογικοί αντιδραστήρες εμβολικής ροής με ή χωρίς επανακυκλοφορία ιλύος (Plug Flow Bioreactors)- Ισοζύγια μάζας – Σχεδιασμός λειτουργίας – Ασκήσεις.
- Βιολογικοί αντιδραστήρες ακινητοποιημένης βιομάζας με ή χωρίς επανακυκλοφορία ιλύος. Βιολογικοί αντιδραστήρες ακινητοποιημένης βιομάζας με ή χωρίς επανακυκλοφορία ιλύος (Biofilm Reactors)- Ισοζύγια μάζας – Σχεδιασμός λειτουργίας – Ασκήσεις.
- Σύγκριση Βιολογικών Αντιδραστήρων.
- Επαναληπτικές συνδυαστικές μεγάλες ασκήσεις σχεδιασμού εγκαταστάσεων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων.
Σύνδεσμος στο Helios: https://helios.ntua.gr/course/view.php?id=2049
