Αποδόμηση υδάτινων οργανικών ρύπων με τεχνικές υπερήχων, φωτοκατάλυσης, αντίδρασης Fenton και συνδυασμών

Μαρούδας, Αντώνιος; Maroudas, Antonios

dc.contributor.author	Μαρούδας, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Maroudas, Antonios	en
dc.date.accessioned	2022-05-17T07:56:03Z
dc.date.available	2022-05-17T07:56:03Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55140
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22838
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	Αζώχρωμα	el
dc.subject	Ηχοκατάλυση	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Αντιδραστήριο Fenton	el
dc.subject	Διοξείδιο του Τιτανίου	el
dc.subject	Azo dyes	en
dc.subject	Sonocatalysis	en
dc.subject	Photo-Fenton	en
dc.subject	Photocatalysis	en
dc.subject	Titanium dioxide	en
dc.title	Αποδόμηση υδάτινων οργανικών ρύπων με τεχνικές υπερήχων, φωτοκατάλυσης, αντίδρασης Fenton και συνδυασμών	el
dc.title	Synergetic Degradation of Azo Dyes Using Ultrasounds, Photocatalysis and Photo-Fenton Reaction	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επεξεργασία Οργανικών Ρύπων	el
heal.classification	treatment of organic pollutants	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-06
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η αποτελεσματικότητα των μεθόδων της φωτοκατάλυσης με εναλλακτικούς καταλύτες, όπως το αντιδραστήριο Fenton και η τιτανία, της ηχοβόλισης με υπερήχους, καθώς και ο συνδυασμός των παραπάνω τεχνικών προκειμένου να επιτευχθεί ο βέλτιστος βαθμός αποδόμησης οργανικών ρύπων σε βιομηχανικά αζωχρώματα. Η αποδόμηση των εν λόγω αποβλήτων συνάδει με τον αποχρωματισμό τους κατά την επεξεργασία τους. Η μελέτη αφορά τρία χρώματα από τη βιομηχανία της βυρσοδεψίας, σε δεδομένες συνθήκες χρόνου, θερμοκρασίας, συγκέντρωσης και pH. Αρχικά, μελετάται η φωτοκαταλυτική οξείδωση του διοξειδίου του τιτανίου με ή χωρίς παρουσία υπερήχων συχνότητας 20 ή 860 kHz. Στη συνέχεια, εξετάζεται η δράση του αντιδραστηρίου Fenton και photo-Fenton σε αντίστοιχες συνθήκες, ώστε να προκύψουν συγκρίσιμα δεδομένα ως προς την αποτελεσματικότητα των συγκεκριμένων Μεθόδων Προηγμένης Οξείδωσης (AOPs). Λόγω της πολυπλοκότητας στη δομή των αζωχρωμάτων, ελήφθησαν διαφορετικά ποσοστά αποδόμησης του οργανικού ρύπου για κάθε προς ανάλυση χρώμα. Ειδικότερα, για το κόκκινο χρώμα της βυρσοδεψίας με εμπορική ονομασία Dermacid Red, ο συνδυασμός UV ακτινοβολίας και υπερήχων, τόσο υψηλής όσο και χαμηλής συχνότητας, παρουσιάζει τη μέγιστη αποδόμηση του οργανικού ρύπου με ποσοστό άνω του 80%. Αντίστοιχα, για το μαύρο και το καφέ χρώμα βυρσοδεψίας με εμπορική ονομασία Dermacid Black και Dermacid Brown, βέλτιστα αποτελέσματα επιτυγχάνονται κατά την επεξεργασία του δείγματος με αντιδραστήριο Fenton υπό την επίδραση UV ακτινοβολίας, με μέγιστα ποσοστά 89.67% και 86.35. Παρόμοια δεδομένα λαμβάνονται και με την συνεργετική κατεργασία των διαλυμάτων με UV ακτινοβολία και ηχοβόλιση με υπερήχους υψηλής συχνότητας, αυξάνοντας ωστόσο το λειτουργικό κόστος της διεργασίας. Τέλος, με βάση τα διαγράμματα FT – IR αποδεικνύεται ότι ο αποχρωματισμός των υδάτινων ρύπων οφείλεται στην διάσπαση της χρωμοφόρου ομάδας -Ν=Ν-, ενώ παράλληλα προτείνεται και ο μηχανισμός της αντίδρασης για κάθε χρώμα ξεχωριστά.	el
heal.abstract	In the present thesis, the effectiveness of photocatalysis with alternative catalysts, such as Fenton reagent and titanium dioxide, ultrasound irradiation, and the combination of those techniques were investigated for the degradation of organic pollutants in industrial dyes. The degradation of these dyes is consistent with their decolorization during treatment. This study focuses on three azo dyes used in the leather industry, which received treatment at specific parameters of time, temperature, concentration, and pH. At first, the photocatalytic oxidation of titanium dioxide, with or without parallel ultrasound irradiation of frequencies 20 kHz or 860 kHz, was examined. The second process under study was the Fenton and photo Fenton reaction, tested at the same techniques as mentioned above, in order to produce comparable data on the effectiveness of these Advanced Oxidation Methods (AOPs). Due to their diverse structure, each azo dye showed different degradation levels. In particular, for the red dye of the tannery industry with the trade name Dermacid Red, the combination of UV radiation and ultrasound irradiation, both of high and low frequency, presents the maximum degradation of organic pollutants with a percentage of over 80%. Respectively, for the black and brown dyes of the tannery industry under brand names Dermacid Black and Dermacid Brown, optimal results were achieved during the treatment of the sample with Fenton reagent under the influence of UV radiation, with maximum percentages of 89.67% and 86.35. Similar data are obtained with the synergetic treatment of the solutions with UV radiation and sonication with high-frequency ultrasound, however, increasing the operating cost of the process. Lastly, based on the FT – IR measurements it is proven that the decolorization of wastewaters is due to the destruction of the chromophore group of the bond -N=N-, so a possible mechanism of this reaction is suggested for each azo dye separately.	en
heal.advisorName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Μαρούλης, Ζαχαρίας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	75 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false