Διερεύνηση φαινομένων δημιουργίας ιζημάτων κατά την επεξεργασία της ιλύος σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων - Κουλούρη, Μαρία-Ελένη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας, 2017)
Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε μια εργαστηριακή διερεύνηση για τον σχηματισμό ιζημάτων κατά την επεξεργασία της ιλύος στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, η οποία έλαβε χώρα στο Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας της σχολής Πολιτικών Μηχανικών του ΕΜΠ. Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις για 5 δειγματοληψίες μέσα στο διάστημα 3/4/2017 – 6/6/2017. Κάθε δειγματοληψία αποτελούνταν από 13 δείγματα, το καθένα από μία χαρακτηριστική θέση της γραμμής επεξεργασίας ιλύος μιας εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων. Η γραμμή επεξεργασίας της ιλύος της εν λόγω εγκατάστασης περιλαμβάνει τα επόμενα στάδια: πάχυνση της ιλύος (για την πρωτοβάθμια ιλύ σε δεξαμενές βαρύτητας και για την περίσσεια βιολογική ιλύ σε τράπεζες μηχανικής πάχυνσης), ακολούθως, για το σύνολο της ιλύος, χώνευση (αναερόβια, μεσοφιλική, υψηλού ρυθμού), αερισμός της χωνεμένης ιλύος, αφυδάτωση και τελικά θερμική ξήρανση. Παράλληλα με τη συμβατική γραμμή επεξεργασίας ιλύος λειτουργεί δεύτερη γραμμή στην οποία μετά την πάχυνση της βιολογικής ιλύος και πριν αυτή οδηγηθεί στους αναερόβιους χωνευτές πραγματοποιείται προ-αφυδάτωση και υδρόλυση της ιλύος. Προσδιορίστηκαν πειραματικά οι συγκεντρώσεις ολικού και διαλυτού φωσφόρου, αμμωνιακού αζώτου, καθώς και ολικού και διαλυτού μαγνησίου και ασβεστίου. Επίσης, προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις ολικών και πτητικών στερεών, η αλκαλικότητα καθώς και ορισμένες φυσικοχημικές παράμετροι όπως το pH, η θερμοκρασία και η αγωγιμότητα. Με σκοπό την διερεύνηση του πιθανού σχηματισμού ιζημάτων στις εγκαταστάσεις της μονάδας ελέγχθηκαν οι συνθήκες υπερκορεσμού ως προς επτά ενώσεις ιζημάτων και υπολογίστηκαν τα ισοζύγια μάζας ιόντων φωσφόρου, ασβεστίου και μαγνησίου καθώς και τα ισοζύγια ολικών και πτητικών στερεών. Οι παραπάνω υπολογισμοί έγιναν με βάση τις μετρήσεις των συγκεντρώσεων και παραμέτρων που αναφέρθηκαν καθώς και τις ημερήσιες παροχές (m3/d) στις χαρακτηριστικές θέσεις της γραμμής, για την εκάστοτε ημέρα δειγματοληψίας. Σύμφωνα με τον έλεγχο των συνθηκών κορεσμού, επιβεβαιώθηκε ότι επικρατούν υπερκορεσμένες συνθήκες στις μονάδες αναερόβιας χώνευσης, αερισμού της χωνεμένης ιλύος και αφυδάτωσης ως προς τον στρουβίτη, το ανθρακικό ασβέστιο, το φωσφορικό ασβέστιο, το όξινο φωσφορικό ασβέστιο και τον υδροξυαπατίτη. Σύμφωνα με τα ισοζύγια μάζας παρατηρήθηκε απώλεια μάζας φωσφόρου στην δεξαμενή αερισμού της χωνεμένης ιλύος (κυρίως της συμβατικής γραμμής επεξεργασίας) και στην μονάδα αφυδάτωσης και των δύο γραμμών επεξεργασίας (συμβατική και υδρόλυσης). Επίσης υπήρχε μείωση της μάζας ασβεστίου στις αντίστοιχες θέσεις και των δύο γραμμών επεξεργασίας γεγονός που αποτελεί ένδειξη για τον σχηματισμό υδροξυαπατίτη. Μείωση της μάζας του μαγνησίου παρατηρήθηκε μόνο στις δεξαμενές αερισμού, της συμβατικής κυρίως γραμμής επεξεργασίας, υποδεικνύοντας τον σχηματισμό στρουβίτη. Τέλος, τα ισοζύγια στερεών επιβεβαίωσαν, στις περισσότερες περιπτώσεις την απώλεια στερεής μάζας κατά τον αερισμό και την αφυδάτωση της ιλύος. Για την αντιμετώπιση του φαινομένου σχηματισμού ιζημάτων κατά την επεξεργασία της ιλύος, μελετήθηκε η προσθήκη διαλύματος τριχλωριούχου σιδήρου κατά την αναερόβια χώνευση και υπολογίστηκε το ανάλογο ημερήσιο κόστος. Η αναγκαία ποσότητα προστιθέμενου διαλύματος ανέρχεται σε 46 τόνους ημερησίως με κόστος 9.200 ευρώ/ημέρα.