Διφασική βιοτεχνολογική απομάκρυνση εξασθενούς χρωμίου από συνθετικά απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις

Μαλαβέτας, Γεώργιος; Malavetas, Georgios

dc.contributor.author	Μαλαβέτας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Malavetas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2016-02-17T10:06:03Z
dc.date.available	2016-02-17T10:06:03Z
dc.date.issued	2016-02-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42005
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9300
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εξασθενές χρώμιο	el
dc.subject	Προσροφητικό	el
dc.subject	Cloisite® 30B	en
dc.subject	Two phase bioreactor	en
dc.subject	Solid-liquid phase	en
dc.subject	Anaerobic conditions	en
dc.subject	Industrial wastewater	en
dc.subject	Τοξικοί ρύποι	el
dc.subject	Διφασικά συστήματα	el
dc.subject	Μικροργανισμοί	el
dc.title	Διφασική βιοτεχνολογική απομάκρυνση εξασθενούς χρωμίου από συνθετικά απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Διφασική βιοτεχνολογική απομάκρυνση εξασθενούς χρωμίου από συνθετικά απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI)	el
heal.classification	Επεξεργασία αποβλήτων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-05
heal.abstract	Η ρύπανση του περιβάλλοντος από το χρώμιο αναγνωρίζεται πλέον ως παγκόσμιο,έντονο και χρόνιο πρόβλημα. Το χρώμιο απαντάται στο φυσικό περιβάλλον στην τρισθενή [Cr(III)[ και στην εξασθενή του [Cr(VI)] μορφή. Τα επίπεδα του εξασθενούς χρωμίου στο περιβάλλον άρχισαν να αυξάνονται σημαντικά μετά την έναρξη της βιομηχανικής επανάστασης. Η παρουσία του χρωμίου στο περιβάλλον είναι ιδιαίτερα έντονη και οφείλεται κατά το μεγαλύτερο ποσοστό σε ανθρωπογενείς βιομηχανικές δραστηριότητες (μεταλλουργία, βυρσοδεψία, μονάδες ηλεκτροστατικής βαφής κ.ά.) και κατά ένα μικρότερο μέρος σε αποσαθρώσεις πετρωμάτων που λαμβάνουν μέρος στη φύση. Αποτέλεσμα αυτών των διεργασιών είναι η δημιουργία ενός υψηλού αποθέματος χρωμίου στα ύδατα, στα εδάφη και τα θαλάσσια ιζήματα. Παρατηρείται, επίσης, ότι ακόμα και σε περιοχές με ελάχιστες εκλύσεις χρωμίου, παρουσιάζονται υψηλά όρια συγκέντρωσής του κυρίως λόγω της εξαιρετικής διαλυτότητάς του η οποία ευνοεί τη μεταφορά του μέσω πάσης μορφής ύδατος (ποτάμια, λίμνες, θάλασσες και υπόγεια νερά). Σε αντίθεση με το τρισθενές χρώμιο το οποίο σε χαμηλές τουλάχιστον συγκεντρώσεις δεν είναι τοξικό και αποτελεί απαραίτητο ιχνοστοιχείο για τον ανθρώπινο οργανισμό, το εξασθενές χρώμιο είναι εξαιρετικά τοξικό για τον άνθρωπο και το περιβάλλον και συνδέεται άμεσα με μηχανισμούς καρκινογένεσης. Βάσει της νομοθεσίας τόσο στην Ε.Ε. όσο και στις Η.Π.Α. έχουν θεσπιστεί ιδιαίτερα αυστηρά όρια για την συγκέντρωση του χρωμίου τόσο στο πόσιμο νερό όσο και στα βιομηχανικά απόβλητα. Επομένως έχουν αναπτυχθεί πολλαπλές μέθοδοι απομάκρυνσης του χρωμίου από το πόσιμο νερό όσο και τα βιομηχανικά απόβλητα. Η χρησιμοποίηση μικροοργανισμών σε μεθόδους βιοαπορρύπανσης υγρών βιομηχανικών αποβλήτων επιβεβαρρυμένων με Cr(VI) αντί της απομάκρυνσης του με συμβατικές μεθόδους, αποτελεί μία ολοένα και πιο ελκυστική προσέγγιση. Ωστόσο, απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI) καθιστούν αδύνατη τη βιολογική απομάκρυνση, λόγω τοξικότητας του ρύπου. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η υλοποίηση ενός καινοτόμου συστήματος στερεής-υγρής φάσης που θα επιτρέπει την βιολογική απομάκρυνση Cr(VI) από απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI). Η παρούσα εργασία απαρτίζεται από τέσσερις πειραματικούς κύκλους. Κατά τη διάρκεια του πρώτου πειραματικού κύκλου επιχειρήθηκε η εύρεση ενός στερεού προσροφητικά που θα προσροφά αποτελεσματικά αλλά ταυτόχρονα και αντιστρεπτά τα χρωμικά ιόντα από υδατικό διάλυμα. Το υλικό που πληρούσε αυτά τα κριτήρια ήταν το Cloisite 30B, ένας φυσικός μοντμοριλλονίτης τροποποιημένος με ένα τετραδραστικό άλας αμμωνίου. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια του δεύτερου πειραματικού κύκλου μελετήθηκε η λειτουργικότητα του διφασικού συστήματος. Αποδείχτηκε ότι το Cloisite 30B όχι μόνο δεν είναι τοξικό για μικροοργανισμούς εκλγιματισμένους για την απομάκρυνση Cr(VI) από συνθετικά απόβλητα αλλά επιπλέον η προσθήκη του ευνοούσε την βιολογική απομάκρυνση του Cr(VI). Κατόπιν, κατά τον τρίτο πειραματικό κύκλο μελετήθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας του βιοαντιδραστήρα στερεής-υγρής φάσης με σκοπό την επίτευξη του μεγιστού ρυθμού απομάκρυνσης των χρωμικών ιόντων. Αποδείχθηκε ότι η χρήση της εγκλιματισμένης λάσπης σε συνδυασμό με το συνθετικό απόβλητο Ymed και το Cloisite® 30B σε μεσόφιλες και αναερόβιες συνθήκες οδηγούσε σε υψηλούς ρυθμούς απομάκρυνσης τoυ Cr(VI). Τέλος, κατά τον τέταρτο πειραματικό κύκλο υλοποίηθηκε ένας εργαστηριακός βιοαντιδραστήρας 3L. Η λειτοργία του βιοαντιδραστήρα μελετήθηκε για δέκα έξι κύκλους, κατά τη διάρκεια των οποίων ο μέσος ρυθμός απομάκρυνσης Cr(VI) από συνθετικά απόβλητα επιβεβαρρυμέν με 350ppm Cr(VI) αντιστοιχούσε σε 175.83 mg/Lday ή 7.33mg/Lhour.	el
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 (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	122 σ.
heal.fullTextAvailability	true