Πειραματική και υπολογιστική προσομοίωση καθίζησης ανόργανων υλικών κατά τον πρωτοβάθμιο καθαρισμό υγρών αποβλήτων

Abstract

Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η σημερινή κοινωνία ιδιαίτερα σε τεχνολογικό επίπεδο είναι η αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής η οποία είναι ορατή σε όλο τον πλανήτη και για την οποία κύρια αιτία θεωρείται η ρύπανση του περιβάλλοντος. Η παρούσα διπλωματική εργασία, συνιστά μια μελέτη με σκοπό την πειραματική και υπολογιστική προσομοίωση καθίζησης ανόργανων υλικών κατά τον πρωτοβάθμιο καθαρισμό υγρών αποβλήτων. Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφεται η ανάγκη για βιομηχανική κατεργασία του ύδατος, κάτι που ορίζεται και από την οδηγία πλαίσιο περί υδάτων (2000/60/ΕΚ). Γίνεται αναφορά στα τρία κύρια στάδια βιομηχανικής κατεργασίας ύδατος με σκοπό τη μείωση του ρυπαντικού φορτίου. Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζεται το φαινόμενο της κροκίδωσης, οι κατηγορίες των υλικών που χρησιμοποιούνται σε κροκίδωση καθώς και οι μηχανισμοί κροκίδωσης. Επίσης παρουσιάζονται βάση της βιβλιογραφίας παραδείγματα πολυμερών κροκιδωτικών που χρησιμοποιούνται σε αντιρρυπαντικές εφαρμογές. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται αναλυτικά η φάση της καθίζησης κατά τον πρωτοβάθμιο καθαρισμό, τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μεθόδου και γίνεται εκτενής αναφορά στις κατηγορίες καθίζησης αναλόγως το υπό καθίζηση υλικό και οι κατηγορίες δεξαμενών πρωτοβάθμιας καθίζησης. Στο τέταρτο κεφάλαιο, γίνεται ανάλυση των δεξαμενών καθίζησης καθώς επίσης παρουσιάζεται μια τυπική διαστασιολόγηση τους. Στο πέμπτο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στο υπό καθίζηση υλικό που χρησιμοποιήθηκε στην πειραματική διαδικασία, την άργιλο (πηλός), τα είδη αργίλου και τα χαρακτηριστικά της, καθώς και τις χρήσεις της στη βιομηχανία. Στο έκτο κεφάλαιο, γίνεται περιγραφή της πειραματικής διαδικασίας, παρουσιάζεται το μαθηματικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε στο πρόγραμμα Excel και ακολουθεί φωτογραφικό υλικό από τα πειράματα που έγιναν στο εργαστήριο. Ακόμα παρουσιάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του πηλού και των κροκιδωτικών που χρησιμοποιήθηκαν στην πειραματική διαδικασίαΤα αποτελέσματα των πειραματικών μετρήσεων παρατίθενται αναλυτικά στο έβδομο κεφάλαιο. Στα επόμενα κεφάλαια, ακολουθούν τα συγκεντρωτικά και συγκριτικά αποτελέσματα, τα συμπεράσματα από την πειραματική διαδικασία και η βιβλιογραφία.