Αξιολόγηση καινοτόμων βιολογικών μεθόδων επεξεργασίας υγρών νοσοκομειακών αποβλήτωνΑξιολόγηση καινοτόμων βιολογικών μεθόδων επεξεργασίας υγρών νοσοκομειακών αποβλήτωνEvaluation of novel bioprocesses applied for hospital wastewater treatment Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2025-07-212025elΗ παρούσα εργασία εξετάζει διεξοδικά την βιολογική επεξεργασία των νοσοκομειακών υγρών αποβλήτων, εστιάζοντας στις συγκεντρώσεις οργανικών ρύπων, την παρουσία φαρμακευτικών ουσιών, τα ποσοστά απομάκρυνσης και τους παθογόνους μικροοργανισμούς. Αναλύθηκαν συμβατικές και καινοτόμες μέθοδοι επεξεργασίας, όπως σύστημα ενεργού ιλύος, βιοαντιδραστήρες μεμβρανών (MBR), σύστημα αερόβιας κοκκώδους ιλύος (aerobic granular sludge), τεχνητοί υγροβιότοποι και αναερόβιες διεργασίες (AnMBR).Επιπλέον, εξετάστηκαν και ορισμένες περιπτώσεις που οι βιολογικές διεργασίες συνδυάζονται με διεργασίες προηγμένης οξείδωσης (AOPs), οζόνωση και υπεριώδη ακτινοβολία (UV). Συγκρίθηκαν τα ποσοστά απομάκρυνσης για βασικούς δείκτες (COD, BOD, TN, TP, TSS) καθώς και οι αποδόσεις απέναντι σε φαρμακευτικές ενώσεις, για παράδειγμα καρβαμαζεπίνη(carbamazepine), ιβουπροφένη(ibuprofen), σιπροφλοξακίνη (ciprofloxacin) και λοραζαπέμη (lorazepam). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην παρουσία και επικινδυνότητα παθογόνων όπως E. coli, Klebsiella, Giardia και Cryptosporidium. Οι αναφερόμενες αποδόσεις είχαν μεγάλο εύρος διακύμανσης λόγω των διαφορετικών μεθόδων επεξεργασίας που χρησιμοποιήθηκαν αλλά και τα χαρακτηριστικά της τροφοδοσίας των συστημάτων. Για τους τυπικούς ρύπους, η μέση απομάκρυνση του COD και του BOD ήταν περίπου 72-78% και για το άζωτο και τον φώσφορο περίπου 60%. H μέση απομάκρυνση για τις φαρμακευτικές ουσίες carbamazepine, sulfamethoxazole, lorazepam, ibuprofen, ciprofloxacin, tetracycline, trimethoprim, enrofloxacin, ketoprofen κυμάνθηκε από 41 ± 9% (lorazepam) έως 95 ± 5% (ibuprofen). Όσον αφορά τους παθογόνους, δεν υπάρχουν τιμές απομάκρυνσης καθώς δεν επικεντρώθηκε η έρευνα σε αυτό το πεδίο. Στις μελλοντικές προτάσεις, προτείνεται η ανάπτυξη υβριδικών τεχνολογιών, η χρήση αισθητήρων για online παρακολούθηση, η εκπαίδευση προσωπικού και η θέσπιση κινήτρων για επενδύσεις σε προηγμένα συστήματα. Συμπερασματικά, για την επίτευξη υψηλών ποσοστών απομάκρυνσης και την προστασία της δημόσιας υγείας απαιτείται συνδυασμός τεχνολογιών και πολιτικών, προσαρμοσμένων στις ιδιαιτερότητες κάθε μονάδας.This paper thoroughly examines the biological treatment of hospital wastewater, focusing on organic pollutant concentrations, the presence of pharmaceutical substances, removal rates, and pathogenic microorganisms. Conventional and innovative treatment methods were analyzed, such as activated sludge systems, membrane bioreactors (MBR), aerobic granular sludge systems, artificial wetlands, and anaerobic processes (AnMBR). In addition, some cases where biological processes are combined with advanced oxidation processes (AOPs), ozonation, and ultraviolet radiation (UV) were also examined. The removal rates for key indicators (COD, BOD, TN, TP, TSS) were compared, as well as the performance against pharmaceutical compounds, for example, carbamazepine, ibuprofen, ciprofloxacin, and lorazepam. Particular emphasis was placed on the presence and risk of pathogens such as E. coli, Klebsiella, Giardia and Cryptosporidium. The results showed significant differences in the effectiveness of methods, with innovative technologies outperforming others in the removal of pharmaceuticals and pathogens, although they come with increased costs.The reported yields range from 0-100%, with this range being due to the different regions and populations studied. Only one value is observed at -2%, which indicates an increase in the concentration of the pharmaceutical substance. As for pathogens, there are no removal values as the research did not focus on this field. Future recommendations include the development of hybrid technologies, the use of sensors for online monitoring, staff training, and the introduction of incentives for investment in advanced systems. In conclusion, achieving high removal rates and protecting public health requires a combination of technologies and policies tailored to the specificities of each unit. Διπλωματική Εργασίαhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών ΠεριβάλλοντοςKaramanos_Konstantinos_Dip_2025.pdfChania [Greece]Library of TUC2025-07-21application/pdf3.2 MBfree Karamanos Konstantinos Καραμανος Κωνσταντινος Fountoulakis Michail Φουντουλακης Μιχαηλ Gikas Petros Γκικας Πετρος Venieri Danai Βενιερη Δαναη Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Επεξεργασία υγρών νοσοκομειακών αποβλήτων