ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΚΟΥ ΚΛΑΣΜΑΤΟΣ ΤΩΝ ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ - Σωτηρόπουλος, Άγγελος (Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2015)
Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, διερευνάται μια καινοτόμος προσέγγιση στο χώρο της διαχείρισης και επεξεργασίας των οικιακών βιοαποβλήτων μέσω της υγειονομικής και αποτελεσματικής αφαίρεσης της υγρασίας που αυτά περιέχουν. Ένα πρότυπο σύστημα οικιακής ξήρανσης, αναπτύχθηκε, σχεδιάστηκε, κατασκευάστηκε και λειτούργησε προκειμένου να πραγματοποιηθεί η εν λόγω έρευνα. Η διατριβή απαρτίζεται από 6 κεφάλαια το περιεχόμενο των οποίων περιγράφεται ακολούθως. Στα κεφάλαια 1,2,3 αναλύεται το νομοθετικό πλαίσιο που διέπει τη διαχείριση των βιοαποβλήτων σε Εθνικό και Ευρωπαϊκό επίπεδο ενώ πραγματοποιείται λεπτομερής αποτύπωση των υπαρχόντων τεχνολογιών διαχείρισης αυτών. Για κάθε μια από τις υπάρχουσες τεχνολογίες, πραγματοποιείται αξιολόγησή όσον αφορά τα περιβαλλοντικά και κοινωνικοοικονομικά τους οφέλη ενώ ιδιαίτερη έμφαση δίδεται στην τεχνολογία της ξήρανσης ως εναλλακτική μέθοδος για την αειφορική διαχείριση των οικιακών βιοαποβλήτων. Στο κεφάλαιο 4 της διατριβής, περιγράφεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την πραγματοποίηση της έρευνας ενώ αναλύεται η μέθοδος σχεδιασμού του πρότυπου συστήματος οικιακής ξήρανσης καθώς και τα βασικά μέρη από τα οποία αυτό απαρτίζεται. Συγκεκριμένα, το σύστημα αποτελεί έναν κυλινδρικό αντιδραστήρα κατασκευασμένο από κεραμικό υλικό (με προσθήκη 20% σιλικόνης) το οποίο μπορεί να επεξεργάζεται ποσότητα 8,5 L βιοαποβλήτων σε ημερήσια βάση. Τα βασικά μέρη του πρότυπου συστήματος είναι: Ο θάλαμος ξήρανσης μέσα στον οποίο είναι τοποθετημένα τα βασικά μέρη του συστήματος, το καλάθι απόρριψης των βιοαποβλήτων, το θερμικό πιάτο και ο θερμοστάτης, το φυγόκεντρο σύστημα παροχής θερμού αέρα στο προς ξήρανση υλικό, το πιάτο κατακράτησης των υγρών που προκύπτουν κατά τη διεργασία της ξήρανσης το οποίο είναι τοποθετημένο κάτω από το καλάθι συλλογής και το καπάκι το οποίο διαθέτει ενσωματωμένο φίλτρο ενεργού άνθρακα το οποίο είναι τοποθετημένο στο επάνω μέρος του συστήματος προκειμένου, να κατακρατά τυχόν ανεπιθύμητες οσμές που προκύπτουν στη διάρκεια της ξήρανσης. Το σύστημα μελετήθηκε αρχικά σε επίπεδο εργαστηρίου όπου πραγματοποιήθηκαν δοκιμές ξήρανσης προκειμένου να προσδιοριστούν οι χρόνοι ξήρανσης διαφορετικής μάζας βιοαποβλήτων, η ενεργειακή κατανάλωση του συστήματος και οι ιδιότητες του τελικού ξηρού υλικού. Στη συνέχεια έγινε πιλοτική λειτουργία του συστήματος σε επίπεδο Δήμου όπου εγκαταστάθηκαν 20 συσκευές σε επιλεγμένες οικίες προκειμένου να αξιολογηθεί η τεχνική της οικιακής ξήρανσης σε πραγματικές συνθήκες. Στο κεφάλαιο 5 της έρευνας, παρουσιάζονται και αναλύονται τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών σου πρότυπου συστήματος οικιακής ξήρανσης το οποίο λειτούργησε κάτω από διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας και εισερχόμενης μάζας. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της πιλοτικής εφαρμογής της τεχνολογίας σε επιλεγμένες οικίες Δήμου της Αττικής. Η εργαστηριακή λειτουργία του συστήματος έδειξε ότι η μείωση της μάζας των βιοαποβλήτων μπορεί να φτάσει το 78 %κ.β. ενώ ο όγκος μπορεί να μειωθεί μέχρι και 59%. Η μέση ενεργειακή κατανάλωση του συστήματος διατηρείται στις 1,4 kWh/kg σε θερμοκρασία 80οC ενώ το σύστημα διατηρεί το περιεχόμενο των βιοαποβλήτων σε υδατάνθρακες προκειμένου αυτό να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αιθανόλης δεύτερης γενιάς. Επιπλέον, ως θερμοκρασία λειτουργίας επιλέχθηκε αυτή των 80οC καθώς εκεί παρατηρήθηκαν τα βέλτιστα αποτελέσματα όσον αφορά τη μείωση μάζας και όγκου του υλικού σε συνδυασμό με την ενεργειακή κατανάλωση. Η πιλοτική εφαρμογή του συστήματος, έδειξε ότι η καθαρότητα του εισερχόμενου υλικού ανήλθε στο 99,9%κ.β. ενώ η μείωση της μάζας των οικιακών βιοαποβλήτων έφτασε το 76%κ.β. Η ενεργειακή κατανάλωση ανήλθε στις 1,87ΚWh/Kgr υλικού, ενώ το τελικό ξηρό υλικό δύναται να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας μέσω θερμικής επεξεργασίας, μεθανίου καθώς και βιοαιθανόλης. Τέλος, στο κεφάλαιο 6 παρουσιάζονται τα βασικότερα συμπεράσματα της έρευνας.