Διερεύνηση και σχεδιασμός μονάδας βιοαερίου από αναερόβια χώνευση υπολειμμάτων συσκευαστηρίων στον Τύρναβο.

Abstract

Τα υπολείμματα των συσκευαστηρίων φρούτων αποτελούν μεγάλο ποσοστό συνολικών αποβλήτων κυρίως σε αγροτικές περιοχές. Η διεργασία της αναερόβιας χώνευσης προσφέρει μια λύση για τη διαχείριση αυτών των αποβλήτων, η οποία έχει ως επιπλέον οφέλη την παραγωγή ενέργειας και τη σταθεροποίηση των οργανικών αποβλήτων αποδίδοντας αντίστοιχα δύο τελικά προϊόντα: βιοαέριο και εδαφοβελτιωτικό. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η διερεύνηση και ο σχεδιασμός μονάδας αναερόβιας χώνευσης και παραγωγής βιοαερίου από υπολείμματα συσκευαστηρίων στον Τύρναβο. Αρχικά παρουσιάζονται τα υπολείμματα των συσκευαστηρίων, τα φυσικοχημικά τους χαρακτηριστικά καθώς και ο τρόπος διαχείρισής τους. Στη συνέχεια αναλύεται η διαδικασία της αναερόβιας χώνευσης, όπου γίνεται αναφορά στην μικροβιολογία, τους παράγοντες που την επηρεάζουν και τον βαθμό χώνευσης, στα συστήματα αναερόβιας χώνευσης και στα τελικά προϊόντα που είναι το βιοαέριο και το εδαφοβελτιωτικό. Επιπλέον γίνεται αναφορά στη σύσταση και το δυναμικό βιοαερίου καθώς και στη παραγωγή βιοαερίου από την αναερόβια χώνευση υπολειμμάτων φρούτων/λαχανικών. Καταγράφονται και αναλύονται δεδομένα της εταιρείας για την οποία θα γίνει σχεδιασμός την μονάδας αναερόβιας χώνευσης και της περιοχής του Τυρνάβου. Επιπλέον γίνεται αναφορά στην αγροτική παραγωγή του Τυρνάβου καθώς και την ποσοτική καταγραφή της βιομάζας της περιοχής. Τέλος μελετάται ο σχεδιασμός της μονάδας αναερόβιας χώνευσης από υπολείμματα συσκευαστηρίου στην υφιστάμενη μονάδα στον Τύρναβο. Για τον σχεδιασμό λαμβάνεται υπόψη η δυνατότητα της υφιστάμενης μονάδας, η λειτουργία της μονάδας, η ποσότητα αποβλήτων ανά μήνα και ανά χρόνο λειτουργίας. Επιπλέον υπολογίζεται ο παραγόμενος όγκος βιοαερίου – μεθανίου, η παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, τα έσοδα τα οποία θα προκύπτουν από την προτεινόμενη μονάδα αναερόβιας χώνευσης καθώς και το κόστος κατασκευής.

Fruit packaging waste is a large percentage of total waste, mainly in rural areas. The anaerobic digestion process offers a solution for the management of this waste, which has as additional benefits the production of energy and the stabilization of organic waste yielding respectively two final products: biogas and soil conditioner. The present dissertation studies the investigation and design of an anaerobic digestion and biogas plant from waste packaging plant in Tyrnavos. Initially, the remains of the packaging plants, their physicochemical characteristics as well as the way of their management are presented. Then the process of anaerobic digestion is analyzed, where reference is made to the microbiology, the factors that affect it and the degree of digestion, the anaerobic digestion systems and the final products that are biogas and soil conditioner. In addition, reference is made to the composition and potential of biogas as well as biogas production from anaerobic digestion of fruit / vegetable residues. Data of the company for which the anaerobic digestion unit and the area of Tyrnavos will be designed are recorded and analyzed. In addition, reference is made to the agricultural production of Tyrnavos as well as the quantitative recording of the biomass of the area. Finally, the design of the anaerobic digestion unit from packaging waste in the existing unit in Tyrnavos is studied. The design takes into account the capacity of the existing unit, the operation of the unit, the amount of waste per month and per operating time. In addition, the generated volume of biogas - methane, the production of electricity and thermal energy, the revenues that will result from the proposed anaerobic digestion unit as well as the construction costs are calculated.