Αυτόθερμη Αερόβια χώνευση ιλύος στην εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων Ρεθύμνου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του προπτυχιακού προγράμματος σπουδών του τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης, εκπονήθηκε στην Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυμάτων Ρεθύμνου και πραγματεύεται τη λειτουργία της διεργασίας της αερόβιας χώνευσης ιλύος της εγκατάστασης. Στη συγκεκριμένη εγκατάσταση, η διεργασία της αερόβιας χώνευσης αποτελείται από τις δύο δεξαμενές πρωτοβάθμιας καθίζησης (στρογγυλής διατομής) και της μίας δεξαμενής αερισμού (ορθογωνικής διατομής) που κατασκευάστηκαν στον αρχικό σχεδιασμό της εγκατάστασης και μετατράπηκαν σε δεξαμενές αερόβιας χώνευσης ιλύος. Οι δεξαμενές βρίσκονται συνδεδεμένες ως εξής: αρχικά η εισερχόμενη ιλύς μοιράζεται στην βόρεια κυκλική δεξαμενή 1 και στην ορθογωνική δεξαμενή 2, στη συνέχεια η εκροή της δεξαμενής 1 καταλήγει στην δεξαμενή 2 και τέλος, η εκροή της δεξαμενής 2 αποτελεί είσοδο της νότιας κυκλικής δεξαμενής 3. Η ιδιαιτερότητα που παρουσιάζει η διεργασία αυτή είναι ότι η ορθογωνική δεξαμενή έχει καλυφθεί με πολυκαρβονικά φύλλα, πάχους 10mm, για τον εγκλωβισμό της παραγόμενης ενέργειας από τη διάσπαση του οργανικού κλάσματος της ιλύος. Με αυτόν τον τρόπο αυξάνεται η θερμοκρασία μέσα στην δεξαμενή και μειώνεται ο χρόνος παραμονής της ιλύος στη συγκεκριμένη δεξαμενή. Αυτό επιτρέπει την αποτελεσματική χώνευση μεγαλύτερης ποσότητας λάσπης, σε μικρότερο χρόνο, στις ήδη υπάρχουσες δεξαμενές. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η καταγραφή και ο προσδιορισμός των τιμών των παραμέτρων για την αποτελεσματική λειτουργία και εφαρμογή μιας τέτοιας διεργασίας αερόβιας χώνευσης σε Μονάδες μεγάλης δυναμικότητας, όπως η ΕΕΛ Ρεθύμνου. Για τον λόγο αυτό γινόταν καθημερινή δειγματοληψία από τις τρεις δεξαμενές αερόβιας χώνευσης και ανάλυση των δειγμάτων στο εργαστήριο. Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε το διάστημα 9 Ιουλίου 2013 – 8 Αυγούστου 2013 και οι παράμετροι που αναλύονταν και καταγράφονταν για τις τρεις δεξαμενές ήταν: οι θερμοκρασίες της ιλύος στις δεξαμενές και η θερμοκρασία του αέρα, η συγκέντρωση των στερεών της ιλύος και το ποσοστό του πτητικού μέρους τους, το pH και το διαλυμένο οξυγόνο στις δεξαμενές. Επίσης, για την ορθογωνική δεξαμενή που είναι καλυμμένη, μετρούνταν στο νερό της διήθησης των στερεών της, το COD και τα νιτρικά ιόντα ως άζωτο (ΝΟ3-Ν). Από τα πειραματικά δεδομένα που προέκυψαν από τις αναλύσεις των δειγμάτων, οι τρεις δεξαμενές λειτουργούν εντός των σχεδιαστικών τους ορίων επιτυγχάνοντας ένα σταθερό ποσοστό πτητικών στερεών εξόδου, ώστε να μην χρειάζεται αναπροσαρμογή των συνθηκών λειτουργίας των διεργασιών της περαιτέρω επεξεργασία της ιλύος (πάχυνση, μηχανική αφυδάτωση, ασβέστωση και ηλιακή ξήρανση). Πιο συγκεκριμένα, τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν είναι τα εξής: α) για τον Χωνευτή 1: θερμοκρασία λειτουργίας 34,3oC, συγκέντρωση στερεών (TS) 1,04%, τιμή pH 7,34, συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (DO) 3,3 mg/l, ποσοστό πτητικών στερεών στα ολικά στερεά 72,3% και χρόνος παραμονής 10 μέρες, β) για τον Χωνευτή 2: θερμοκρασία λειτουργίας 40,1oC, συγκέντρωση στερεών (TS) 0,96%, τιμή pH 7,16, συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (DO) 2,9 mg/l, ποσοστό πτητικών στερεών στα ολικά στερεά 66,4% και χρόνος παραμονής 8 μέρες και γ) για τον Χωνευτή 3: θερμοκρασία λειτουργίας 36,1oC, συγκέντρωση στερεών (TS) 1%, τιμή pH 7,27, συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (DO) 5,07 mg/l, ποσοστό πτητικών στερεών στα ολικά στερεά 64,7% και χρόνο παραμονής 6 d. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η μονωμένη δεξαμενή (Χωνευτής 2) διαχειρίζεται ένα μεγάλο όγκο ιλύος (190 m3/d) με μικρό χρόνο παραμονής (8 d), συγκρινόμενη με τα αντίστοιχα δεδομένα του Χωνευτή 1 (παροχή 114 m3/d και χρόνο παραμονής 10d). Με αυτόν τον τρόπο, η ΕΕΛ επιτυγχάνει την αερόβια επεξεργασία μεγαλύτερης ποσότητας ιλύος στις ήδη υπάρχουσες δεξαμενές, αποφεύγοντας την κατασκευή επιπλέον δεξαμενών για τη διαχείριση του συνολικού όγκου της ιλύος με τη συμβατική μέθοδο αερόβιας χώνευσης.