Επίδραση στοιχειακού σιδήρου στην αναερόβια διεργασία
Date Issued
2017
Author(s)
Advisor
Abstract
Το αυξανόμενο παγκόσμιο ενδιαφέρον για την διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην αγορά σε συνδυασμό με την απαιτούμενη αντικατάσταση των συμβατικών μονάδων με σκοπό την καλύτερη διαχείριση του περιβάλλοντος καθώς και τη διευκόλυνση και άμεση εξυπηρέτηση της ζήτησης ενέργειας, καθιστά απαραίτητη διαδικασία την έρευνα, τη μελέτη και την προσπάθεια αναβάθμισης του βιοαερίου από τις μονάδες παραγωγής.
Η βελτιστοποίηση και αναβάθμιση σε φυσικό αέριο (καύσιμο μεταφοράς & εισαγωγή στο δίκτυο - ευρύτερη αγορά) εφαρμόζεται με διάφορους τρόπους ωστόσο αυτοί που θα εδραιωθούν συνδυάζουν την καλύτερη οικονομική βιωσιμότητα από τεχνοοικονομικής άποψης, καθώς επίσης επιτρέπουν την βέλτιστη περιβαλλοντική διαχείριση.
Στην παρούσα διπλωματική δίνεται έμφαση στην ενίσχυση της βιολογικής βελτιστοποίησης της διαδικασίας της Αναερόβιας Χώνευσης επεμβαίνοντας στους μηχανισμούς μεταφοράς ηλεκτρονίων που συντείνουν στην πραγματοποίησή της. Με την προσθήκη αγώγιμων υλικών (στοιχειακού σίδηρου) επιτυγχάνεται ενισχυμένη μετατροπή οργανικού (δράση κυρίως οξικολυτικών μεθανογόνων) αλλά και ανόργανου υποστρώματος (δράση κυρίως υδρογονοτρόφων μεθανογόνων) προς μεθάνιο, αναδεικνύοντας παράλληλα μια μέθοδο ανάκτησης του διοξειδίου του άνθρακα (ατμοσφαιρικός ρύπος).
Κατά τη διεκπαιρέωση της διατριβής εξακριβώνεται ότι ο στοιχειακός σίδηρος σε μορφή iron powder και συγκέντρωση στα 50g/L είναι ο καλύτερος τύπος αγώγιμου υλικού, ωστόσο συστήνεται ο περαιτέρω έλεγχος για iron powder συγκέντρωσης 2,5g/L (παρουσίασε επίσης βέλτιστη απόδοση σε κάποια πειράματα).
Ως πιο αποδοτικό oργανικό υπόστρωμα καταγράφηκε η σουκρόζη σε συγκέντρωση 4g/L (181mL μεθανίο, 74% μεθάνιο, 9 days, 2,5g/L iron powder, granular sludge 100mL/L). Μέγιστο ποσοστό μεθανίου (90%) σημειώθηκε με τη χρήση προπιονικού και βουτυρικού οξέος 1mL/L (2 days, 5g/L iron powder, granular sludge 100ml/L).
Όσον αφορά το ανόργανο υπόστρωμα (CO2) καταγράφηκε μέγιστο ποσοστό μεθανίου 63% (43η μέρα, 50g/L iron powder, granular sludge 200mL/L).
Η βελτιστοποίηση και αναβάθμιση σε φυσικό αέριο (καύσιμο μεταφοράς & εισαγωγή στο δίκτυο - ευρύτερη αγορά) εφαρμόζεται με διάφορους τρόπους ωστόσο αυτοί που θα εδραιωθούν συνδυάζουν την καλύτερη οικονομική βιωσιμότητα από τεχνοοικονομικής άποψης, καθώς επίσης επιτρέπουν την βέλτιστη περιβαλλοντική διαχείριση.
Στην παρούσα διπλωματική δίνεται έμφαση στην ενίσχυση της βιολογικής βελτιστοποίησης της διαδικασίας της Αναερόβιας Χώνευσης επεμβαίνοντας στους μηχανισμούς μεταφοράς ηλεκτρονίων που συντείνουν στην πραγματοποίησή της. Με την προσθήκη αγώγιμων υλικών (στοιχειακού σίδηρου) επιτυγχάνεται ενισχυμένη μετατροπή οργανικού (δράση κυρίως οξικολυτικών μεθανογόνων) αλλά και ανόργανου υποστρώματος (δράση κυρίως υδρογονοτρόφων μεθανογόνων) προς μεθάνιο, αναδεικνύοντας παράλληλα μια μέθοδο ανάκτησης του διοξειδίου του άνθρακα (ατμοσφαιρικός ρύπος).
Κατά τη διεκπαιρέωση της διατριβής εξακριβώνεται ότι ο στοιχειακός σίδηρος σε μορφή iron powder και συγκέντρωση στα 50g/L είναι ο καλύτερος τύπος αγώγιμου υλικού, ωστόσο συστήνεται ο περαιτέρω έλεγχος για iron powder συγκέντρωσης 2,5g/L (παρουσίασε επίσης βέλτιστη απόδοση σε κάποια πειράματα).
Ως πιο αποδοτικό oργανικό υπόστρωμα καταγράφηκε η σουκρόζη σε συγκέντρωση 4g/L (181mL μεθανίο, 74% μεθάνιο, 9 days, 2,5g/L iron powder, granular sludge 100mL/L). Μέγιστο ποσοστό μεθανίου (90%) σημειώθηκε με τη χρήση προπιονικού και βουτυρικού οξέος 1mL/L (2 days, 5g/L iron powder, granular sludge 100ml/L).
Όσον αφορά το ανόργανο υπόστρωμα (CO2) καταγράφηκε μέγιστο ποσοστό μεθανίου 63% (43η μέρα, 50g/L iron powder, granular sludge 200mL/L).
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
ΠΕΡΙΛΗΨΗ.pdf
Size
203.04 KB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
16b965bc0f96f795f1427eb315536274