Πειραματική επεξεργασία ρυπασμένου με εξασθενές χρώμιο νερού

Μπιντέρης, Αλέξανδρος; Binteris, Alexandros

dc.contributor.author	Μπιντέρης, Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Binteris, Alexandros	en
dc.date.accessioned	2016-05-17T09:06:04Z
dc.date.available	2016-05-17T09:06:04Z
dc.date.issued	2016-05-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42498
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11987
dc.rights	Default License
dc.subject	Εξασθενές χρώμιο	el
dc.subject	Πειράματα στήλης	el
dc.subject	Βιολογική απομάκρυνση χρωμίου	el
dc.subject	Αναγωγή χρωμίου	el
dc.subject	Καλαμιά	el
dc.subject	Hexavalent chromium	en
dc.subject	Reed biomaterial	en
dc.subject	Up-flow percolation experiments	en
dc.subject	Chromium reduction	en
dc.subject	Biosorption	en
dc.title	Πειραματική επεξεργασία ρυπασμένου με εξασθενές χρώμιο νερού	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-06-23
heal.abstract	Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα ρύπανσης που εντοπίζονται στην ευρύτερη περιοχή των Οινοφύτων είναι η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων βαρέων μετάλλων και ειδικότερα Cr(VI) στα υπόγεια ύδατα. Το γενικότερο πρόβλημα της περιοχής εντείνεται από έναν αγωγό όμβριων υδάτων και ίσως και βιομηχανικών αποβλήτων με την ονομασία «Μαΐλης», εξαιτίας της γειτνίασης του με την ομώνυμη βιομηχανία. Ο συγκεκριμένος αγωγός αποτελεί σημειακή πηγή ρύπανσης Cr(VI) καθώς εκφορτίζει πολύ υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI) στην πλημμυρική κοίτη του π. Ασωπού. Παρά την πιθανή γηγενή προέλευση του Cr(VI) σε μερικές περιπτώσεις, τα υψηλά επίπεδα Cr(VI) στο γεωπεριβάλλον αποδίδονται συνήθως σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες, καθώς η ευρεία χρήση του χρωμίου στη χημική βιομηχανία και οι ανεπαρκείς πρακτικές ορθής διαχείρισης αποβλήτων από τις δραστηριότητες αυτές, έχουν οδηγήσει σε σοβαρά περιστατικά ρύπανσης τόσο του εδάφους όσο και του υπόγειου υδροφορέα (Dermatas et al., 2012). Το χρώμιο απαντάται σε συνθήκες περιβάλλοντος κυρίως στην τρισθενή, Cr(III), και την εξασθενή, Cr(VI), οξειδωτική κατάσταση. Η τρισθενής μορφή, Cr(III), είναι σχετικά αδιάλυτη και μη κινητική στα εδάφη και στα υπόγεια νερά, ενώ η εξασθενής, Cr(VI), είναι πολύ τοξική για τους οργανισμούς εξαιτίας της μεγάλης διαλυτότητας στο νερό και την έντονη κινητικότητα. Τα υψηλά επίπεδα Cr(VI) προέρχονται κυρίως από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, όπως οι βιομηχανίες του μεταποιητικού κλάδου. Συνεπώς η απομάκρυνση του Cr(VI) από υγρά βιομηχανικά απόβλητα είναι εξαιρετικής σημασίας. Για την απομάκρυνση του Cr(VI) από υγρά απόβλητα έχουν χρησιμοποιηθεί διάφορες συμβατικές και φυσικές μέθοδοι επεξεργασίας. Πολλοί ερευνητές έχουν ασχοληθεί με τη διερεύνηση οργανικών υλικών που θα χρειάζονταν μικρή προεπεξεργασία και θα είχαν καλή απόδοση στην απομάκρυνση Cr(VI). Παραδείγματα τέτοιων υλικών αποτελούν τα γεωργικά και βιομηχανικά βιοαπόβλητα όπως π.χ. το compost. Έχουν προταθεί διάφοροι μηχανισμοί απομάκρυνσης του Cr(VI) χωρίς να είναι ξεκάθαρος ακόμα ποιος είναι τελικά ο επικρατέστερος. Οι μηχανισμοί αυτοί βασίζονται κυρίως στη θεωρία της προσρόφησης και της αναγωγής, χωρίς να είναι ξεκάθαρη η αλληλουχία των δυο διαδικασιών και το ποσοστό συμμετοχής τους στην απομάκρυνση του Cr(VI) από τη υδατική φάση. Στόχος της συγκεκριμένης μελέτης ήταν η εξέταση ενός φυσικού υλικού, το όποιο θα ήταν σε μεγάλη διαθεσιμότητα στην περιοχή των Οινοφύτων, θα χρειαζόταν μικρή προεπεξεργασία και θα είχε καλή απόδοση στην απομάκρυνση Cr(VI). Για τους λόγους αυτούς επιλέχθηκε η καλαμιά (Phragmites spp.) η οποία φύεται στις όχθες του π. Ασωπού σε μεγάλη αφθονία. Το οργανικό υλικό δεν υπέστη καμιά χημική προεπεξεργασία καθώς στόχος ήταν η μελέτη της ικανότητας της καλαμιάς ως προς την απομάκρυνση Cr(VI) σε συνθήκες πεδίου, όπου μια τέτοια προεπεξεργασία θα ήταν χρονοβόρα και αρκετά δαπανηρή. Για τον προσδιορισμό της ικανότητας της καλαμιάς, ως προς την απομάκρυνση Cr(VI), εκτελέσθηκαν τρεις (3) σειρές πειραμάτων διαλείποντος έργου (batch), όπου μελετήθηκε η επίδραση τριών (3) παραμέτρων (pH, L:S, χρόνος επαφής) στην απομάκρυνση του Cr(VI). Επίσης, εκτελέσθηκαν πειράματα στήλης (αντιδραστήρες συνεχούς ροής), όπου μελετήθηκε η απομάκρυνση του Cr(VI) από την υδατική φάση σε μεγάλη κλίμακα. Τέλος, μετά τα πειράματα στήλης, εκτελέσθηκαν ορισμένα πειράματα εκρόφησης για την καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού απομάκρυνσης. Με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης προέκυψε ότι η καλαμιά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως οργανικό υλικό για την επεξεργασία νερών έντονα ρυπασμένων με Cr(VI), όπως στη περίπτωση του αγωγού «Μαΐλη» που εκρέει στον π. Ασωπό. Ωστόσο, δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν το βασικό στάδιο επεξεργασίας, καθώς με τα συγκεκριμένα δεδομένα του αγωγού «Μαΐλη», θα απαιτούνταν τεράστιες ποσότητες καλαμιάς, παράμετρος που θα είχε σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον της περιοχής.	el
heal.abstract	One of the most important pollution problems identified in the region of Oinofyta, is the presence of high concentrations of heavy metals, particularly Cr(VI) in groundwater. The general problem of the region is exacerbated by a stormwater outfall and called "Mailis". This particular pipeline is a source of pollution of Cr(VI) as discharges very high concentrations of Cr(VI) in Asopo's riverbed. However, despite the indigenous origins of Cr(VI), high levels of Cr(VI) in environment usually attributed to anthropogenic activities, including the widespread use of chromium in the chemical industry and the insufficient waste management practices of these activities have led to serious pollution of both the soil and the aquifer (Dermatas et al., 2012). Chromium occurs at ambient conditions mainly to trivalent, Cr(III), and hexavalent, Cr(VI), oxidation state. The trivalent form, Cr(III), is relatively insoluble and non-kinetic in soil and groundwater, while the hexavalent, Cr(VI), is very toxic to organisms because of high water solubility and high mobility. High levels of Cr(VI) come mainly from human activities such as industrial manufacturing sector. Thus the removal of Cr (VI) from industrial wastewater is extremely important. For the removal of Cr(VI) from wastewater various conventional and physical treatment methods have been used so far. Many researchers working on finding organic materials which would require little pre-treatment and perform well in the removal of Cr(VI). Examples of such materials are agricultural and industrial byproducts such as compost. Various removal mechanisms have been proposed without being clear which is the predominant one. These mechanisms are mainly based on the theory of adsorption and reduction, without being clear the sequence of the two procedures in the removal of Cr(VI) from aqueous phase. The aim of this study was to examine a natural material that would be available in the region of Oinofyta, would require little pretreatment and had good performance in Cr(VI) removal. For these reasons the reed material (Phragmites spp.) was chosen, which grows on the banks of Asopos river in great abundance. The reed material was not chemical pretreated because the objective of this study was to examine the ability of the reed on removing Cr(VI) in field conditions, where such a pretreatment would be time consuming and quite costly. In order to determine the ability of the reed to remove Cr(VI), three (3) series of batch experiments were conducted where the influence of three (3) parameters was studied (pH, L: S, contact time) on Cr(VI) vi removal. Also column experiments were performed (continuous flow reactors) which examined the removal of Cr(VI) from the aqueous phase on a large scale. Finally after the column experiments a series of desorption experiments were carried out to better understand the removal mechanism. The results of the study showed that the reed can be used as organic material to remove highly contaminated water with Cr(VI) as in the case of Asopos river. However, reed cannot be used as the main treatment material because it would be needed in great amount based on the conditions prevailing on Asopos river .	en
heal.advisorName	Δερματάς, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλά, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Δερματάς, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true