Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε.
Η διαχείριση των γεωργικών, κτηνοτροφικών και αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων που παράγονται σε κάθε περιοχή της Ελλάδας αποτελεί έναν ανεκμετάλλευτο θησαυρό της της σύγχρονης καθημερινότητας. Η χώρα μας βρίσκεται αρκετά βήματα πίσω σε σχέση με την υπόλοιπη Ευρώπη σε ότι αφορά τη διαχείριση των α...
| Κύριοι συγγραφείς: | , |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15735 |
| id |
nemertes-10889-15735 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Αγροτικά υπολείμματα Διαχείριση αποβλήτων Agricultural residues Waste management |
| spellingShingle |
Αγροτικά υπολείμματα Διαχείριση αποβλήτων Agricultural residues Waste management Αθανασοπούλου, Μαρία Κωτσοπούλου, Λύδια Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. |
| description |
Η διαχείριση των γεωργικών, κτηνοτροφικών και αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων
που παράγονται σε κάθε περιοχή της Ελλάδας αποτελεί έναν ανεκμετάλλευτο θησαυρό της
της σύγχρονης καθημερινότητας. Η χώρα μας βρίσκεται αρκετά βήματα πίσω σε σχέση με
την υπόλοιπη Ευρώπη σε ότι αφορά τη διαχείριση των αποβλήτων, ωστόσο παρά την
σημερινή δύσκολη κατάσταση της Ελλάδας υπάρχουν δυνατότητες για ερεύνα και
βελτίωση.
Ένα μεγάλο μέρος αυτής της βιομάζας αποτελούν κοπριές ζώων, ξυλώδη
υπολείμματα, στέμφυλα κλπ. Τα απόβλητα αυτά, αν και βιοαποικοδομούνται σχετικά
εύκολα, προκαλούν μεγάλα περιβαλλοντικά ζητήματα λόγω του υψηλού οργανικού
φορτίου τους και της παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων αερίων του θερμοκηπίου. Στόχος,
λοιπόν, της συγκεκριμένης εργασίας ήταν η αποτελεσματική μελέτη των γεωργικών,
κτηνοτροφικών και αγροτοβιομηχανικών υπολειμμάτων που λαμβάνουν χώρα στη
Περιφέρεια Δυτικής Ελλάδας, η διαχείριση ενός σεναρίου μίγματος υποστρωμάτων, μέσω
της διαδικασίας της αναερόβιας χώνευσης, σε σύστημα ενός σταδίου (μεθανογένεση) και η
προμελέτη δημιουργίας μιας μονάδας παραγωγής βιοαερίου στη περιφέρεια.
Σε αρχική φάση, παρασκευάστηκαν μίγματα από καρπούζι, ενσίρωμα, κοπριά και
φλοιό ντομάτας τα οποία χαρακτηρίστηκαν φυσικοχημικά, και τοποθετήθηκαν σε
διαφορετικές αναλογίες σε serum vials για BMP πειράματα. Μετά το πέρας των
πειραμάτων επιλέχθηκε ο κατάλληλος συνδυασμός για τροφοδοσία στον αντιδραστήρα
ενός σταδίου. Ο φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των ανωτέρω ανέδειξε τη δυσκολία στην
διαχείρισή τους λόγω του υψηλού οργανικού φορτίου και της μεγάλης ποσότητας
αιωρούμενων στερεών.
Το μίγμα τροφοδοτήθηκε σε CSTR αντιδραστήρα. Το μονοβάθμιο σύστημα
αποτελούνταν από έναν αντιδραστήρα στον οποίο λάμβανε χώρα όλα τα στάδια της
αναερόβιας χώνευσης προς παραγωγή κυρίως μεθανίου. Ο αντιδραστήρας περιείχε
ποσότητες κατάλληλης αναερόβιας ιλύος και λειτουργούσε σε μεσόφιλες συνθήκες στο
εσωτερικό του στη θερμοκρασία των 37 οC. Το σύστημα παρουσίασε καλή αποικοδόμηση
του υποστρώματος και παραγωγή μεθανίου που σταθεροποιήθηκε κοντά στα 0,9 L CH4/ L Reactor day. Σε τελικό στάδιο της εργασίας έγινε αναλυτική προμελέτη τενχνοοικονομικής
μελέτης στην οποία αναλύεται εκτενώς το σενάριο παραγωγής μονάδας βιοαερίου, καθώς
επίσης γίνονται προτάσεις καλύτερης και αποτελεσματικότερης λειτουργίας και μια μελέτη
στη βιωσιμότητα και την οικονομική ανθεκτικότητα μιας τέτοιας μονάδας στη βιομηχανική
περιοχή της Πάτρας. |
| author2 |
Athanasopoulou, Maria |
| author_facet |
Athanasopoulou, Maria Αθανασοπούλου, Μαρία Κωτσοπούλου, Λύδια |
| author |
Αθανασοπούλου, Μαρία Κωτσοπούλου, Λύδια |
| author_sort |
Αθανασοπούλου, Μαρία |
| title |
Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. |
| title_short |
Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. |
| title_full |
Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. |
| title_fullStr |
Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. |
| title_full_unstemmed |
Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. |
| title_sort |
αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην π.ε. αχαΐας π.δ.ε. |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15735 |
| work_keys_str_mv |
AT athanasopouloumaria axiopoiēsēagrotikōnypoleimmatōnprosparagōgēbioaeriouepharmogēstēnpeachaïaspde AT kōtsopouloulydia axiopoiēsēagrotikōnypoleimmatōnprosparagōgēbioaeriouepharmogēstēnpeachaïaspde AT athanasopouloumaria utilizationofagriculturalresiduesforbiogasproductionapplicationintheachaiaedp AT kōtsopouloulydia utilizationofagriculturalresiduesforbiogasproductionapplicationintheachaiaedp |
| _version_ |
1771297222863880192 |
| spelling |
nemertes-10889-157352022-09-05T14:07:35Z Αξιοποίηση αγροτικών υπολειμμάτων προς παραγωγή βιοαερίου : εφαρμογή στην Π.Ε. Αχαΐας Π.Δ.Ε. Utilization of agricultural residues for biogas production : application in the Achaia EDP Αθανασοπούλου, Μαρία Κωτσοπούλου, Λύδια Athanasopoulou, Maria Kotsopoulou, Lydia Αγροτικά υπολείμματα Διαχείριση αποβλήτων Agricultural residues Waste management Η διαχείριση των γεωργικών, κτηνοτροφικών και αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων που παράγονται σε κάθε περιοχή της Ελλάδας αποτελεί έναν ανεκμετάλλευτο θησαυρό της της σύγχρονης καθημερινότητας. Η χώρα μας βρίσκεται αρκετά βήματα πίσω σε σχέση με την υπόλοιπη Ευρώπη σε ότι αφορά τη διαχείριση των αποβλήτων, ωστόσο παρά την σημερινή δύσκολη κατάσταση της Ελλάδας υπάρχουν δυνατότητες για ερεύνα και βελτίωση. Ένα μεγάλο μέρος αυτής της βιομάζας αποτελούν κοπριές ζώων, ξυλώδη υπολείμματα, στέμφυλα κλπ. Τα απόβλητα αυτά, αν και βιοαποικοδομούνται σχετικά εύκολα, προκαλούν μεγάλα περιβαλλοντικά ζητήματα λόγω του υψηλού οργανικού φορτίου τους και της παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων αερίων του θερμοκηπίου. Στόχος, λοιπόν, της συγκεκριμένης εργασίας ήταν η αποτελεσματική μελέτη των γεωργικών, κτηνοτροφικών και αγροτοβιομηχανικών υπολειμμάτων που λαμβάνουν χώρα στη Περιφέρεια Δυτικής Ελλάδας, η διαχείριση ενός σεναρίου μίγματος υποστρωμάτων, μέσω της διαδικασίας της αναερόβιας χώνευσης, σε σύστημα ενός σταδίου (μεθανογένεση) και η προμελέτη δημιουργίας μιας μονάδας παραγωγής βιοαερίου στη περιφέρεια. Σε αρχική φάση, παρασκευάστηκαν μίγματα από καρπούζι, ενσίρωμα, κοπριά και φλοιό ντομάτας τα οποία χαρακτηρίστηκαν φυσικοχημικά, και τοποθετήθηκαν σε διαφορετικές αναλογίες σε serum vials για BMP πειράματα. Μετά το πέρας των πειραμάτων επιλέχθηκε ο κατάλληλος συνδυασμός για τροφοδοσία στον αντιδραστήρα ενός σταδίου. Ο φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των ανωτέρω ανέδειξε τη δυσκολία στην διαχείρισή τους λόγω του υψηλού οργανικού φορτίου και της μεγάλης ποσότητας αιωρούμενων στερεών. Το μίγμα τροφοδοτήθηκε σε CSTR αντιδραστήρα. Το μονοβάθμιο σύστημα αποτελούνταν από έναν αντιδραστήρα στον οποίο λάμβανε χώρα όλα τα στάδια της αναερόβιας χώνευσης προς παραγωγή κυρίως μεθανίου. Ο αντιδραστήρας περιείχε ποσότητες κατάλληλης αναερόβιας ιλύος και λειτουργούσε σε μεσόφιλες συνθήκες στο εσωτερικό του στη θερμοκρασία των 37 οC. Το σύστημα παρουσίασε καλή αποικοδόμηση του υποστρώματος και παραγωγή μεθανίου που σταθεροποιήθηκε κοντά στα 0,9 L CH4/ L Reactor day. Σε τελικό στάδιο της εργασίας έγινε αναλυτική προμελέτη τενχνοοικονομικής μελέτης στην οποία αναλύεται εκτενώς το σενάριο παραγωγής μονάδας βιοαερίου, καθώς επίσης γίνονται προτάσεις καλύτερης και αποτελεσματικότερης λειτουργίας και μια μελέτη στη βιωσιμότητα και την οικονομική ανθεκτικότητα μιας τέτοιας μονάδας στη βιομηχανική περιοχή της Πάτρας. The agricultural, livestock and agro-industrial waste produced on a daily basis around Greece is an unutilised source of valuable materials. Compared to other European Union countries, Greece is not as efficient with regards to waste management. However, Greece has the scientific capacity for further research in this field and hence bridge the current gap. A large part of the agricultural, livestock and agro-industrial waste consists of manure, corn silage etc. Despite the fact that these waste materials are biodegradable, they are linked to high greenhouse gas emissions due to their organic nature. As a result, they have a negative environmental impact. The objectives of the present thesis were the following: a) identification of the agricultural, livestock and agro-industrial waste produced in Western Greece region, b) development and systematic study of a waste management scenario which included the anaerobic digestion of a substrate mixture in a one-stage system (methanogenesis) and c) preliminary design of a biogas plant in the region of western Greece. The initial phase included the production of mixtures of watermelon, ενσίρωμα, κοπριά and tomato peel. These mixtures were characterised as φυσικοχημικά and they were placed, in various ratios, in serum vials for BMP tests. After completion of the initial testing phase, the best mixture was selected to feed the one stage reactor. The fact that these were characterised as φυσικοχημικά revealed the difficulty in their management owing to the high organic load and the large quantity of air particles. The mixture was placed inside a CSTR reactor. The single stage system consisted of a reactor Inside the reactor all the stages of anaerobic digestion took place to produce mainly methane. The reactor contained quantities of suitable anaerobic sludge and operated under mesophilic conditions at an inside temperature of 37 0C. The system exhibited adequate substrate degradation and methane production which stabilized close to 1.4 L CH4/ L Reactor day. At the final stage of the thesis, a comprehensive preliminary techno-economic study was carried out in which the scenario of a new biogas production plant was extensively analysed. In addition to this, suggestions for efficiency improvement were also included. Finally, a study on the financial sustainability of such a plant in the industrial area of Patras was performed. 2022-01-20T09:21:16Z 2022-01-20T09:21:16Z 2021-10-07 http://hdl.handle.net/10889/15735 gr application/pdf |
