δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2018 (EL)
Προεπεξεργασία πρώτων υλών για παραγωγή βιοαερίου
Pretreatment methods for biogas production

Παπαθανασίου, Αθανάσιος

Κωνσταντίνου, Ηλίας
Πλιάγκος, Κωνσταντίνος
Κορδούλης, Χρήστος

Το βιοαέριο αποτελεί μια εναλλακτική ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και παράγεται από την αναερόβια χώνευση οργανικής ύλης. Η ιλύς βιολογικού καθαρισμού λυμάτων, το οργανικό κλάσμα των στερεών των αστικών αποβλήτων, τα υπολείμματα επεξεργασίας τροφίμων και σφαγείων, η κοπριά των ζώων, η λιγνοκυτταρινούχος βιομάζα και τα μικροφύκη αποτελούν τροφοδοσία για την παραγωγή βιοαερίου. Η διεργασία της αναερόβιας χώνευσης περιλαμβάνει τα στάδια της υδρόλυσης, της οξεογένεσης, της οξικογένεσης και της μεθανογένεσης. Το στάδιο της υδρόλυσης είναι το πιο αργό, οπότε καθορίζει το ρυθμό της διεργασίας. Η προεπεξεργασία της πρώτης ύλης εξαρτάται από τις ουσίες που την αποτελούν, παίζει καθοριστικό ρόλο στην όλη διεργασία και μπορεί να αυξήσει το ρυθμό και την απόδοση του παραγόμενου βιοαερίου. Οι μέθοδοι προεπεξεργασίας είναι μηχανικές, θερμικές, χημικές, βιολογικές ή συνδυασμοί τους. Η μηχανική προεπεξεργασία γίνεται με θραυστήρες, με υπέρηχους, με μικροκύματα, με ηλεκτροκινητική διάσπαση ή με ομογενοποίηση σε υψηλή πίεση. Η θερμική υδρόλυση, η έκρηξη με ατμό και η μέθοδος υγρού-θερμού νερού είναι οι συνηθέστερες μέθοδοι θερμικής προεπεξεργασίας. Η όξινη και η αλκαλική υδρόλυση, η χρήση όζοντος, οργανικών διαλυτών, η οξείδωση Fenton είναι μέθοδοι χημικής προεπεξεργασίας. Στη βιολογική προεπεξεργασία ένζυμα όπως οι λακκάσες και οι υπεροξειδάσες ή η αναερόβια χώνευση σε δύο στάδια διευκολύνουν τη διεργασία. Όλες οι παραπάνω μέθοδοι προεπεξεργασίας στοχεύουν στη διάσπαση του ανθεκτικού βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος, στην απομάκρυνση της λιγνίνης, στη μείωση του μεγέθους, στην αύξηση της επιφάνειας και στην καλύτερη διαλυτοποίηση της βιομάζας, στη μείωση της κρυσταλλικότητας και γενικά τα μεθανογενή βακτήρια να έχουν ευκολότερη πρόσβαση στην οργανική ύλη της τροφοδοσίας. Από τη σύγκριση των μεθόδων προεπεξεργασίας ανά πρώτη ύλη, η θερμική προεπεξεργασία φαίνεται να είναι η καταλληλότερη για παραγωγή βιοαερίου από μικροφύκη, ιλύ βιολογικών καθαρισμών και οργανικά στερεά απόβλητα αναμιγμένα με ιλύ, ενώ για λιγνοκυτταρινούχο βιομάζα προτιμάται η αλκαλική υδρόλυση.
Biogas is an alternative renewable energy source produced by the anaerobic digestion of organic matter. Sewage sludge, the organic fraction of municipal solid waste, food and slaughterhouse waste, manure, lignocellulosic biomass, and algae is the feestock used for biogas production. Anaerobic digestion involves the steps of hydrolysis, acidogenesis, oxidogenesis and methanogenesis. Hydrolysis is the slowest, so it determines the process rate. The pretreatment of the feedstock depends on its constituents, plays a key role in the whole process and can increase the rate and yield of the biogas production. Pretreatment methods are mechanical, thermal, chemical, biological or a combination of them. Mechanical pretreatment is carried out by crushers, ultrasonic, microwave, electrokinetic disintigration and high pressure homogenisation. Thermal hydrolysis, steam explosion and liquid-hot water are the most common methods used for thermal pretreatment. Acid and alkaline hydrolysis, the use of ozone, organic solvents, Fenton oxidation are the chemical pretreatment methods that are used the most. Biological pretreatment enhances anaerobic digestion by means of enzymes such as lacases and peroxidases or two-stage digestion. All of the aforementioned pretreatment methods aim at the breakdown of the recalcitrant bacterial cell wall, lignin removal, reduction of the biomass particles size, surface enhancement and better solubilization of the biomass, decrease of crystallinity, and generally make the feedstock accessible to methanogenic bacteria. Comparing the pretreatment methods per feedstock, thermal pretreatment seems to be the most suitable for biogas production from algae, sewage sludge and organic solid waste mixed with sludge, while alkaline hydrolysis is preferred for lignocellulosic biomass.
Σχήματα 36, Πίνακες 18

Διπλωματική Εργασία / Thesis

βιοαέριο, αναερόβια χώνευση, μέθοδοι προεπεξεργασίας, ιλύς βιολογικού καθαρισμού, λιγνοκυτταρινούχος βιομάζα, οργανικά στερεά απόβλητα

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο (EL)
Hellenic Open University (EN)

Ελληνική γλώσσα

2018-05-16T05:44:11Z
2018-05-13


Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο / Hellenic Open University

0
1
171



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.