Διφασική βιοτεχνολογική απομάκρυνση εξασθενούς χρωμιου απο συνθετικά απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI)

Γεωργίου, Ιωάννης; Georgiou, Ioannis

dc.contributor.author	Γεωργίου, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Georgiou, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2015-01-12T10:09:18Z
dc.date.available	2015-01-12T10:09:18Z
dc.date.issued	2015-01-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40030
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9345
dc.rights	Default License
dc.subject	Χρώμιο	el
dc.subject	Βιοαντιδραστήρας	el
dc.subject	Διφασικός	el
dc.subject	Απόβλητα	el
dc.subject	Εξασθενές χρώμιο	el
dc.title	Διφασική βιοτεχνολογική απομάκρυνση εξασθενούς χρωμιου απο συνθετικά απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI)	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-11-07
heal.abstract	Το χρώμιο αποτελεί ένα στοιχείο με ευρεία χρήση στη βιομηχανία. Ως αποτέλεσμα αυτής της ευρείας χρήσης, το χρώμιο διαφεύγει σε μεγάλες συγκεντρώσεις στα βιομηχανικά απόβλητα αποτελώντας έναν από τους πλέον επικίνδυνους ρύπους των φυσικών οικοσυστημάτων. Σε αρκετές περιπτώσεις τα παραπάνω βιομηχανικά απόβλητα υφίστανται επεξεργασία μαζί με αστικά λύματα μέσω φυσικοχημικών μεθόδων και τελικά διοχετεύονται σε φυσικούς αποδέκτες. Το χρώμιο εμφανίζει αρκετές οξειδωτικές καταστάσεις αλλά στα υδατικά συστήματα οι μόνες σταθερές είναι αυτές του εξασθενούς [Cr(VI)] και του τρισθενούς [Cr(III)] χρωμίου. Το Cr(VI) αποτελεί κίνδυνο για το περιβάλλον και έχει αποδεδειγμένη καρκινογόνο δράση. Αντίθετα, το Cr(III) είναι λιγότερο τοξικό και σε κατάλληλες συγκεντρώσεις απαραίτητο για τον άνθρωπο. Η χρησιμοποίηση μικροοργανισμών σε μεθόδους βιοαπορρύπανσης των υγρών αποβλήτων από το Cr(VI) αντί της απομάκρυνσης του με χημικές μεθόδους, αποτελεί ολοένα και πιο ελκυστική προσέγγιση. Ωστόσο, υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI) καθιστούν αδύνατη τη βιολογική απομάκρυνση. Σκοπόs της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός και η μελέτη καινοτόμου διφασικού συστήματος υγρού:υγρού που επιτρέπει την βιολογική απομάκρυνση Cr(VI) από απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI). Πιο αναλυτικά αρχικά κατασκευάστηκε και μελετήθηκε αναερόβιος βιοαντιδραστήρας διαλείποντος έργου πλήρους ανάμειξης που τροφοδοτήθηκε με συνθετικό λύμα με διαφορετικές συγκεντρώσεις χρωμίου Cr(VI) και ενοφθαλμίστηκε με πυκνή καλλιέργεια εγκλιματισμένης αναερόβιας λάσπης, προκειμένου να βρεθούν οι βέλτιστες συνθήκες βιολογικής απομάκρυνσης. Τα πειράματα διήρκησαν 6 μήνες και έλαβαν χώρα στο εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογιάς της σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Κατά την διάρκεια λειτουργίας του συστήματος προσδιορίζονταν βασικές λειτουργικές παράμετροι του συστήματος, όπως pH, T, DO, συγκέντρωση Cr(VI) κ.α. Τα αποτελέσματα από τις μετρήσεις αυτές έδειξαν αυξημένη ικανότητα αναγωγής του Cr(VI) προς Cr(III), με τον βέλτιστο ρυθμό να παρατηρείται κατά την 16η και 17η ημέρα λειτουργίας του συστήματος και να είναι ίσος με 37,3ppm/2 days. Σε δεύτερο στάδιο πραγματοποιήθηκαν πειράματα τοξικότητας οργανικών διαλυτών και συμπλοκοποιητικών μέσων, με σκοπό την εύρεση της κατάλληλης οργανικής φάσης που είναι απαραίτητη για την υλοποίηση του διφασικού βιοαντιδραστήρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η χρήση του σύμπλοκου Κηροζίνη/Aliquat 336 και 1-Εξανόλη οδηγεί σε αποτελεσματική απομάκρυνση των χρωμικών ιόντων από την υδατική φάση. Παρ’ ολά αυτά το συγκεκριμένο σύμπλοκο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο διφασικό βιοαντιδραστήρα λόγω της υψηλής τοξικότητας του συμλοκοποιητή Aliquat 336.	el
heal.abstract	As a result of the extended use of chromium for industrial purposes, large quantities of the element are found in industrial waste, and have developed into one of the most dangerous pollutants for natural ecosystems. In many cases industrial waste products are processed along with urban waste products, using physicο-chemical methods and finally are channelled in natural recipients. Chromium can be found in several oxidation states in aquatic systems, but only that of hexavalent [Cr (VI)] and trivalent [Cr (III)] are steady.Cr (VI) is a danger to the environment and has proven to be carcinogenic. In contrast, Cr (III) is less toxic and in suitable concentrations can be necessary for humans. The use of microorganisms for the biological depollution of liquid waste compared to the classical approach of chemical methods is becoming an increasingly attractive approach. However, high concentrations of Cr(VI) make biological removal impossible.The aim of this thesis is the design and study of a new innovative two-phase liquid:liquid system which allows the biological removal of Cr (VI) from wastes with high concentrations of Cr (VI). Specifically, in the beginning an anaerobic batch continuous stirred tank bioreactor was constructed ,studied and supplied with synthetic sewage with different concentrations of Cr(VI), and was inoculated with a dense culture of anaerobic conditioned mud,in order to find the optimum conditions of biological removal. The experiments were conducted over a 6 month period, at the lab of Organic Chemical Technology that belongs to the department of Chemical Engineering, of the National Technical University of Athens.During the operation of the system, basic functional parameters were determined, such as pH, T, DO, concentration Cr(VI) etc. The results of these runs were indicative of an enhanced reduction capacity of Cr(VI) to Cr(III), with the maximum rate (37,3ppm/2 days) observed during the 16th and 17th day of operation of the system. During the next stage, toxicity experiments for organic solvents and complexing agents were carried out in order to find the appropriate organic phase needed to operate the two-phase bioreactor. The results showed that the use of complex Kerosene / Aliquat 336 and 1-hexanol leads to effective removal of chromate ions from the aqueous phase, however , this complex can not be used in a two-phase bioreactor because of the high toxicity of the complexing agent Aliquat 336	en
heal.advisorName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Βλυσίδης, Απόστολος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	155 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true