Πειραματική διερεύνηση της επίδρασης του ελεύθερου νιτρώδους οξέος στις διεργασίες νιτροποίησης/απονιτροποίησης και νιτρωδοποίησης/απονιτρωδοποίησης - Πεταλάς, Νικόλαος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας, 2018)
Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η αποτελεσματικότητα του ρυθμού οξείδωσης της αμμωνίας υπό την ύπαρξη υψηλών συγκεντρώσεων ελεύθερου νιτρώδους οξέος, (FNA). Εξετάστηκε η αποδοτικότητα δύο συστημάτων, που χρησιμοποιούσαν διαφορετικές μεθόδους απομάκρυνσης του αζώτου. Η πρώτη σειρά πειραμάτων πραγματοποιήθηκε με βιομάζα που προερχόταν από έναν πιλοτικό αντιδραστήρα διαλείποντως έργου (SBR) ο οποίος λειτουργούσε πιλοτικά στην εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων της Ψυττάλειας για την επεξεργασία στραγγιδίων αφυδάτωσης, τα οποία χαρακτηρίζονταν από υψηλή συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου και χαμηλή συγκέντρωση οργανικού άνθρακα. Ο αντιδραστήρας SBR για την απομάκρυνση του αζώτου χρησιμοποιεί τη μέθοδο νιτρωδοποίησης-απονιτρωδοποίησης. Η δεύτερη σειρά πειραμάτων πραγματοποιήθηκε από βιομάζα που προερχόταν από την εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων της Ψυττάλειας και απομάκρυνε το άζωτο με τη συμβατική μέθοδο νιτροποίησης- απονιτροποίησης. Σκοπός της εργασίας ήταν η εξακρίβωση του ποσοστού αναχαίτισης του ρυθμού οξείδωσης της αμμωνίας σε κάθε σύστημα υπό την παρουσία συγκεκριμένων συγκεντρώσεων ελεύθερου νιτρώδους οξέος και της σύγκρισης των δύο διαφορετικών μεθόδων απομάκρυνσης του αζώτου. Τα πειράματα διακοπτόμενης λειτουργίας, batch, που απαιτήθηκαν για τις ανάγκες της παρούσας διπλωματικής έλαβαν χώρα στο Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας από τις 1/4/2018 έως και τις 25/8/2018. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε τρία διαφορετικά pH (7, 7.5, 8) για συγκεντρώσεις ελεύθερου νιτρώδους οξέος (0.0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.08) mgHNO2/L. Για κάθε πείραμα που πραγματοποιούνταν σε ένα από τα παραπάνω pH, χρησιμοποιούνταν πέντε περιέκτες για να επιτευχθεί κάθε μία από τις παραπάνω συγκεντρώσεις. Η πρώτη σειρά πειραμάτων πραγματοποιήθηκε με εγκλιματισμένη βιομάζα, σε υψηλές συγκεντρώσεις FNA, από τον αντιδραστήρα SBR και η δεύτερη σειρά πειραμάτων έγινε με μη εγκλιματισμένη βιομάζα από την εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων της Ψυττάλειας. Όλα τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν με δύο επαναλήψεις για να ενισχυθεί η αξιοπιστία τους. Στα πειράματα που έλαβαν χώρα με βιομάζα από τον αντιδραστήρα SBR η αρχική συγκέντρωση της αμμωνίας ήταν 270(mg/L), ενώ τα πειράματα με την βιομάζα από την ΕΕΛ της Ψυττάλειας έγιναν με αρχική συγκέντρωση αμμωνίας 60(mg/L). Επίσης πραγματοποιήθηκαν ορισμένα πειράματα απονιτρωδοποίησης για τον έλεγχο του αντιδραστήρα SBR και τέσσερις χαρακτηρισμοί των στραγγιδίων αφυδάτωσης που τον τροφοδοτούσαν. 3 Από τα αποτελέσματα των πειραμάτων προέκυψε ότι η βιομάζα από τον αντιδραστήρα SΒR έχει μεγαλύτερες ανοχές στις συγκεντρώσεις ελεύθερου νιτρώδους οξέος (FNA) σε σχέση με τη βιομάζα από το κλασικό σύστημα νιτροποίησης-απονιτροποίησης της Ψυττάλειας. Πιο συγκεκριμένα η βιομάζα του αντιδραστήρα SBR αναχαιτίστηκε κατά 50% σε συγκεντρώσεις 0.05, 0.04 και 0.035 (mgHNO2/L) στα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στα pH 7, 7.5 και 8 αντίστοιχα. Η βιομάζα που προερχόταν από ΕΕΛ της Ψυττάλειας αναχαιτίστηκε κατά 50% σε συγκεντρώσεις 0.04, 0.017 και 0.01 (mgHNO2/L) στα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στα pH 7, 7.5 και 8 αντίστοιχα.