Διαχείριση κτηνοτροφικών και τυροκομικών αποβλήτων για την παραγωγή ενέργειας και κομπόστ με την μέθοδο της αναερόβιας χώνευσης

Valorization of livestock and dairy waste for energy and compost production using the anaerobic digestion method (english)

  1. MSc thesis
  2. ΕΥΔΟΚΙΑ ΑΡΓΥΡΙΟΥ
  3. Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός (ΠΣΧ)
  4. 25 September 2025
  5. Ελληνικά
  6. 142
  7. ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΔΟΥΝΑΒΗΣ
  8. αναερόβια χώνευση, κτηνοτροφικά απόβλητα, τυροκομικά απόβλητα, βιοαέριο, κομπόστ, κυκλική οικονομία
  9. Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός Έργων Υποδομής/ΠΣΕ54
  10. 10
  11. 58
    • Περίληψη Η διαχείριση των οργανικών αποβλήτων από τον αγροτοδιατροφικό τομέα αποτελεί κρίσιμο ζήτημα στην παγκόσμια περιβαλλοντική και ενεργειακή ατζέντα, ιδιαίτερα υπό το πρίσμα της κλιματικής αλλαγής, της ανάγκης για ενεργειακή μετάβαση και της προώθησης της κυκλικής οικονομίας. Τα οργανικά απόβλητα που προέρχονται από την κτηνοτροφία και τη γαλακτοβιομηχανία —όπως η κοπριά, το τυρόγαλο και τα υγρά υπολείμματα καθαρισμού— είναι ιδιαίτερα πλούσια σε βιοαποδομήσιμη οργανική ύλη και θρεπτικά συστατικά (Bhatia et al., 2022). Εάν δεν τύχουν κατάλληλης επεξεργασίας, δύνανται να οδηγήσουν σε σημαντική περιβαλλοντική υποβάθμιση, προκαλώντας ρύπανση υδάτων, έκλυση αερίων του θερμοκηπίου (GHGs) και επιβάρυνση της ποιότητας των εδαφών. Σύμφωνα με τον Οργανισμό Τροφίμων και Γεωργίας (FAO, 2021), η παγκόσμια παραγωγή ζωικών αποβλήτων υπερβαίνει τους 4 δισεκατομμύρια τόνους ετησίως, με τη μεγαλύτερη ποσότητα να παράγεται σε περιοχές υψηλής συγκέντρωσης εκτροφικών μονάδων, όπως η Κίνα, η Ινδία, οι ΗΠΑ και κράτη της Ε.Ε. Παράλληλα, για κάθε λίτρο γάλακτος που μετατρέπεται σε τυρί, παράγονται κατά μέσο όρο 0,7–0,9 λίτρα τυρόγαλου (Choudhary et al., 2020), καθιστώντας το τυρόγαλο μια από τις πιο υποτιμημένες αλλά ρυπογόνες ροές αποβλήτων της γαλακτοβιομηχανίας. Η αναερόβια χώνευση (ΑΧ) έχει αναδειχθεί τα τελευταία χρόνια ως μια ώριμη, αποδοτική και περιβαλλοντικά φιλική τεχνολογία για την ενεργειακή αξιοποίηση αυτών των αποβλήτων. Η διαδικασία επιτρέπει την παραγωγή βιοαερίου —κυρίως μεθανίου— μέσω μικροβιακής αποδόμησης της οργανικής ύλης σε απουσία οξυγόνου, ενώ το παραγόμενο digestate μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σταθεροποιημένο, αγρονομικά ωφέλιμο εδαφοβελτιωτικό (Abdallah et al., 2019). Η Ε.Ε. διαθέτει ήδη πάνω από 18.000 μονάδες αναερόβιας χώνευσης, με την τεχνολογία να γνωρίζει ιδιαίτερη άνθηση στη Γερμανία, την Ιταλία και την Ολλανδία (IEA Bioenergy, 2022). Ταυτόχρονα, η εφαρμογή της ΑΧ μπορεί να συμβάλει ουσιαστικά στη μείωση των εκπομπών μεθανίου έως και 60%, όπως εκτιμά η IPCC (2021), περιορίζοντας έτσι την κλιματική επιβάρυνση από τον αγροτικό τομέα. Παρότι τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας είναι σαφή, η υιοθέτησή της παραμένει περιορισμένη σε πολλές αναπτυσσόμενες περιοχές, κυρίως λόγω έλλειψης υποδομών, χρηματοδοτικής στήριξης, τεχνογνωσίας και θεσμικού πλαισίου (Mwirigi et al., 2020). Η παρούσα εργασία, μέσω εκτενούς βιβλιογραφικής ανασκόπησης και συγκριτικής ανάλυσης περιπτώσεων, εξετάζει τη συμβολή της ΑΧ στη βιώσιμη διαχείριση των αγροδιατροφικών αποβλήτων, αναδεικνύοντας την αναγκαιότητα ενίσχυσης πολιτικών κυκλικής οικονομίας, επενδυτικών κινήτρων και τοπικών εφαρμογών μικρής και μεσαίας κλίμακας.
    • Abstract The management of organic waste from the agri-food sector represents a major environmental and energy-related challenge, particularly in the context of climate change, the energy transition, and the advancement of circular economy strategies. Organic waste derived from livestock farming and the dairy industry—such as manure, whey, and cleaning effluents—is highly rich in biodegradable organic matter and nutrients (Bhatia et al., 2022). If left untreated, these waste streams can cause significant environmental degradation, including water pollution, greenhouse gas (GHG) emissions, and deterioration of soil quality. According to the Food and Agriculture Organization (FAO, 2021), global livestock waste generation exceeds 4 billion tonnes annually, with the highest concentrations found in regions of dense livestock activity such as China, India, the United States, and EU countries. In parallel, for every liter of milk processed into cheese, approximately 0.7 to 0.9 liters of whey are produced, making whey one of the most underestimated yet polluting dairy by-products (Choudhary et al., 2020). Anaerobic digestion (AD) has emerged in recent years as a mature, efficient, and environmentally sustainable technology for the energy valorization of such waste streams. Through microbial decomposition in oxygen-free conditions, AD enables the production of biogas—mainly methane—while generating a stabilized by-product (digestate), which can be used as a nutrient-rich organic soil amendment (Abdallah et al., 2019). The European Union currently hosts more than 18,000 AD units, with widespread implementation in countries such as Germany, Italy, and the Netherlands (IEA Bioenergy, 2022). At the same time, AD technology can significantly reduce methane emissions—by up to 60%, according to the IPCC (2021)—thus mitigating the climate impact of agricultural systems. Despite these clear advantages, adoption of AD remains limited in many developing regions, mainly due to a lack of infrastructure, financial support, technical expertise, and enabling policy frameworks (Mwirigi et al., 2020). This study, through an extensive literature review and comparative case analysis, investigates the contribution of anaerobic digestion to the sustainable management of agri-food waste. It highlights the urgent need for integrated circular economy strategies, targeted investment incentives, and localized small- and medium-scale applications that can transform agricultural waste from an environmental liability into an opportunity for clean energy production and rural development.
  13. Hellenic Open University
  14. Αναφορά Δημιουργού 4.0 Διεθνές