Φυσικοχημική απομάκρυνση φωσφορικών ιόντων από υδατικά διαλύματα και στραγγίδια αφυδάτωσης με την εφαρμογή ζεόλιθου τροποποιημένου με σίδηρο

Καππά, Σταυρούλα; Kappa, Stavroula

dc.contributor.author	Καππά, Σταυρούλα	el
dc.contributor.author	Kappa, Stavroula	en
dc.date.accessioned	2017-07-13T06:34:21Z
dc.date.available	2017-07-13T06:34:21Z
dc.date.issued	2017-07-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45192
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7217
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”
dc.rights	Default License
dc.subject	Τροποποιημένος ζεόλιθος	el
dc.subject	Απομάκρυνση φωσφορικών ιόντων
dc.subject	Στραγγίδια αφυδάτωσης
dc.subject	Αστικά λύματα
dc.subject	Phosphorus	en
dc.subject	Phosphate rock deposits	en
dc.subject	Sewage	en
dc.subject	Water body pollution	en
dc.title	Φυσικοχημική απομάκρυνση φωσφορικών ιόντων από υδατικά διαλύματα και στραγγίδια αφυδάτωσης με την εφαρμογή ζεόλιθου τροποποιημένου με σίδηρο	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΑΣΤΙΚΑ ΛΥΜΑΤΑ	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-07-04
heal.abstract	Ο φώσφορος είναι απαραίτητος , μη ανανεώσιμος πόρος, ο οποίος δεν μπορεί να αντικατασταθεί από οποιοδήποτε άλλο στοιχείο της φύσης. Σύμφωνα με διάφορες μελέτες που έχουν διεξαχθεί, η ετήσια κατανάλωση φωσφόρου έως το 2050 θα φτάσει τα 70 εκατομμύρια τόνους. Βάσει αυτού του ρυθμού κατανάλωσης, τα μισά από τα σημερινά αποθέματα φωσφορικών πετρωμάτων θα έχουν καταναλωθεί εντός των επόμενων 60-70 ετών. Επιπροσθέτως, κατά τη διάρκεια των τελευταίων 50 ετών λόγω της ανθρώπινης παρέμβασης στον παγκόσμιο κύκλο του φωσφόρου, έχει μεταφερθεί σχεδόν μισό δισεκατομμύριο τόνοι του στοιχείου αυτού από την λιθόσφαιρα στην υδρόσφαιρα. Αποτέλεσμα αυτού είναι η ρύπανση των υδάτινων σωμάτων λόγω της παρουσίας υψηλών συγκεντρώσεων θρεπτικών κυρίως φωσφόρου αλλά και αζώτου. Λαμβάνοντας υπόψη την έλλειψη του πόρου αυτού καθώς και τις αρνητικές συνέπειες που έχουν προκληθεί από την εκτεταμένη χρήση του, οι προσπάθειες ανάπτυξης τεχνολογιών ανάκτησης του φωσφόρου που περιέχεται στα λύματα είναι ιδιαιτέρως σημαντικές. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία διεξήχθησαν πειράματα σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου, στα οποία εξετάστηκε η ικανότητα απομάκρυνσης των φωσφορικών ιόντων από υδατικά διαλύματα και από στραγγίδια αφυδάτωσης μέσω της προσρόφησης τους σε χημικά τροποποιημένο ζεόλιθο. Επίσης, εξετάστηκε η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης του ζεόλιθου αφού πρώτα έχει προηγηθεί η εκρόφηση των φωσφορικών ιόντων από το τροποποιημένο ορυκτό. Οι παράμετροι που διερευνήθηκαν ήταν: 1) η επίδραση του pH στη διεργασία της προσρόφησης, 2) η επίδραση της παρουσίας ανταγωνιστικών ιόντων (χλωριόντων, θειικών και νιτρικών) στη διεργασία της προσρόφησης, 3) η επίδραση της συγκέντρωσης του προσροφητή στην απομάκρυνση των φωσφορικών ιόντων 4) διερεύνηση της κινητικής και της ισορροπίας της διεργασίας 5) η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης σιδήρου (που χρησιμοποιείται για την τροποποίηση του ορυκτού) στη διεργασία της προσρόφησης, 6) η δυνατότητα αναγέννησης του τροποποιημένου ζεόλιθου μέσα από επαναλαμβανόμενους κύκλους προσρόφησης/εκρόφησης. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι ο χημικά τροποποιημένος με σίδηρο ζεόλιθος απομακρύνει επιτυχώς τα φωσφορικά ιόντα τόσο από τα υδατικά διαλύματα όσο και από τα στραγγίδια αφυδάτωσης ακόμα και κατά την επαναχρησιμοποίηση του. Επομένως, η διεργασία αυτή αποτελεί πολλά υποσχόμενη όσον αφορά την ανάκτηση του φωσφόρου από τα λύματα. Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι θα πρέπει να πραγματοποιηθεί περαιτέρω έρευνα ως προς την εύρεση χαμηλού κόστους διαλυμάτων αναγέννησης του ορυκτού, τις μεθόδους ανάκτησης του φωσφόρου αλλά και το κόστος εφαρμογής της παρούσας διεργασίας.	el
heal.abstract	Phosphorus is an essential, non - renewa ble source, which cannot be replaced from any element in nature. According to different studies that have been carried out, the annual phosphorus consumption till 2050 will reach 70 million tones. Based on this consumption rhythm, half of the current phos phate rock deposits will be consumed between the next 60 - 70 years. In addition, during the last fifty years due to human intervention on the global phosphorus cycle, half of a billion tons of this element had been transferred from the lithosphere to the hy drosphere. The effect of this is the water body pollution, due to the presence of nutrient concentration mainly of phosphorus and nitrogen as well. Taking into account the scarcity of this source as well as the negative consequences caused by the abuse of this element, attempts for the development of phosphorus recovery technologies inherited in the effluent is a major importance. On this master thesis, investigations took place, concerning the removal of phosphate ions by using chemically modified zeolite with iron Fe(III) from aqueous solutions and supernatant originating from the anaerobic digestion. Furthermore, the regeneration and the reuse of the material are examined as well. More specific, from the cross - project experiments that were done, it was st udied: 1) the effect of pH on the adsorption of phosphate ions from the modified zeolite, 2) the effect of the presence of competitive ions (chlorides, sulfates and nitrates) during the adsorption process, 3) the effect of the adsorbent concentration on th e removal of phosphate ions 4) Study of adsorption isotherm s and kinetic models, 5 ) the effect of the initial iron concentration (used for the mineral modificati on) on the adsorption process, 6 ) possibility for regeneration of the modified zeolite after re curring cycles of adsorption/ desorption. Experimental results demonstrate that the chemically modified zeolite with iron (III) is successfully removed the phosphate ions both from the aqueous solutions and digestion leachates even during the reuse. Theref ore, this results as a promising process, regarding the phosphorus recovery, rising from wastewater. However, it should be noticed that further research should be carried out on finding low - cost regeneration solutions, the recovery methods of phosphorus bu t also on the implementation cost of this process.
heal.advisorName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	158 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true