Διερεύνηση της αποτελεσματικότητας του ενισχυμένου στοιχειακού νανοσιδήρου ως προς την απομάκρυνση μικροοργανικών ρύπων από το νερό

Σαρακινίδου, Άννα; Sarakinidou, Anna

dc.contributor.author	Σαρακινίδου, Άννα	el
dc.contributor.author	Sarakinidou, Anna	en
dc.date.accessioned	2022-11-24T12:48:23Z
dc.date.available	2022-11-24T12:48:23Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56250
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23948
dc.rights	Default License
dc.subject	Στοιχειακός νανοσίδηρος	el
dc.subject	Υπερθειικό νάτριο	el
dc.subject	Υπεροξείδιο του υδρογόνου	el
dc.subject	Φαρμακευτικές ενώσεις	el
dc.subject	Ενδοκρινικοί διαταράκτες	el
dc.subject	Sodium Persulfate	en
dc.subject	Hydrogen Peroxide	en
dc.subject	Endocrine disruptors	en
dc.subject	Pharmaceutical compounds	en
dc.subject	Nano Zero Valent Iron (nZVI)	en
dc.title	Διερεύνηση της αποτελεσματικότητας του ενισχυμένου στοιχειακού νανοσιδήρου ως προς την απομάκρυνση μικροοργανικών ρύπων από το νερό	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επεξεργασία νερού	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-18
heal.abstract	Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της απομάκρυνσης οργανικών μικρορύπων από το νερό και συγκεκριμένα 7 επιλεγμένων ενώσεων σε συστήματα ασυνεχούς τροφοδοσίας (batch) με τη χρήση στοιχειακού νανοσιδήρου ενισχυμένου με υπερθειικό νάτριο Na2S2O2 (Sodium Persulfate-PS) ή/και με υπεροξείδιο του υδρογόνου Η2Ο2 (Hydrogen Peroxide). Επιπλέον μελετήθηκε και σε συστήματα συνεχούς τροφοδοσίας (στήλες) με τη χρήση στοιχειακού νανοσιδήρου ενισχυμένου με υπερθειικό νάτριο. Οι οργανικοί μικρορύποι είναι ένα ζήτημα που τα τελευταία χρόνια ερευνάται από την επιστημονική κοινότητα αφού προκαλούν αρνητικές επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία αλλά και στο περιβάλλον αλλά και επειδή οι συμβατικές μονάδες επεξεργασίας δεν είναι σχεδιασμένες για την απομάκρυνση τέτοιων ουσιών. Στους αναδυόμενους μικρορύπους περιλαμβάνονται οι Ενδοκρινικοί διαταράκτες και οι φαρμακευτικές ενώσεις. Οι Ενδοκρινικοί διαταράκτες ανιχνεύονται κυρίως σε προϊόντα προσωπικής φροντίδας. Στην συγκεκριμένη εργασία μελετήθηκαν οι ενδοκρινικοί διαταράκτες: η Εννεϋλοφαινόλη, η Δισφαινόλη Α, και η Τρικλοζάνη καθώς και οι φαρμακευτικές ενώσεις: η Ιμπουπροφαίνη, η Ναπροξένη, η Δικλοφενάκη και η Κετοπροφένη. Η επιστημονική κοινότητα έχει δοκιμάσει διάφορες μεθόδους επεξεργασίας των ενώσεων αυτών. Ο στοιχειακός νανοσίδηρος είναι μια μέθοδος που έχει δοκιμαστεί αρκετά και έχει θετική επίδραση στην απομάκρυνση των ουσιών αυτών. Για την σύνθεση του έχει χρησιμοποιηθεί ιδιαίτερα μια πράσινη μέθοδος η οποία θεωρείται φιλική προς το περιβάλλον. Παράλληλα τα τελευταία χρόνια ερευνώνται και προχωρημένες μέθοδοι οξείδωσης και αρκετοί ερευνητές εξέτασαν τον συνδυασμό του nZVI με υπερθειικά. Στην παρούσα εργασία ο nZVI παρασκευάσθηκε ακολουθώντας μία πράσινη μέθοδο που έχει αναπτυχθεί στο Εργαστήριο Μεταλλουργίας της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών του ΕΜΠ (Toli et al., 2018) για την προσθήκη τόσο στα πειράματα batch όσο και στο σύστημα των στηλών. Η πειραματική διερεύνηση έγινε σε δύο πειραματικά στάδια εκ των οποίων το ένα αφορούσε πειράματα batch ενώ το δεύτερο πειραματικό στάδιο αφορούσε σε πειράματα σε συστήματα στηλών. Κατά το πρώτο πειραματικό στάδιο πραγματοποιήθηκαν δοκιμές πειραμάτων batch σε 3 πειραματικούς κύκλους. Στον πρώτο πειραματικό κύκλο έγινε χρήση του υπεροξείδιου του υδρογόνου Η2Ο2 (Hydrogen Peroxide) σε συγκεντρώσεις 1, 2 και 3mM ενώ πραγματοποιήθηκε το ίδιο πείραμα με την διαφορά και της προσθήκης του στοιχειακού νανοσιδήρου. Στον δεύτερο πειραματικό κύκλο έγινε χρήση υπερθειικού νάτριου Na2S2O2 (Sodium Persulfate-PS) σε συγκεντρώσεις 1, 2 και 3 mM ενώ πραγματοποιήθηκε το ίδιο πείραμα με τη διαφορά και της προσθήκης του στοιχειακού νανοσιδήρου. Τέλος στον τρίτο πειραματικό κύκλο, δοκιμάστηκαν 3 πειράματα με συνδυασμούς δόσεων περοξειδίου (1mM=102μL) και υπερσουλφιδίου (1Mm=0,2187gr) σε διάφορες δόσεις με R-nFe με τη διαφορά ότι το ένα αφορούσε στην προσθήκη των δύο οξειδωτικών μέσω την ίδια χρονική στιγμή t=0, το δεύτερο αφορούσε στη προσθήκη πρώτα της δόσης του υπεροξειδίου και την χρονική στιγμή t=30min της δόσης του υπερσουλφιδίου, ενώ το τρίτο πείραμα είχε τη διαφορά ότι η προσθήκη των οξειδωτικών μέσω έγινε με ανάποδη σειρά σε σχέση με το δεύτερο πείραμα. Κατά τον δεύτερο πειραματικό στάδιο πραγματοποιήθηκαν δύο πειραματικοί κύκλοι σε πιλοτικό σύστημα αποτελούμενο από μία στήλη κατασκευασμένη από πλεξιγκλάς. Στον πρώτο πειραματικό κύκλο έγινε προσθήκη υπερθειικού νατρίου PS συγκέντρωσης 1mM με R-nFe ενώ, στον δεύτερο πειραματικό κύκλο η διαφορά ήταν ότι έγινε προσθήκη υπερθειικού νατρίου PS συγκέντρωσης 5mM. Από την πειραματική διερεύνηση των batch πειραμάτων προέκυψε ότι, στα πειράματα με προσθήκη στοιχειακού νανοσιδήρου οι υπό εξέταση ενώσεις εμφανίζουν μεγαλύτερο βαθμό απομάκρυνσης ενώ φαίνεται τα αποτελέσματα να μην είναι ευνοϊκά χωρίς R-nFe. Επιπλέον φάνηκε ότι με τη χρήση του οξειδωτικού μέσου PS οι ενώσεις εμφανίζουν υψηλότερα ποσοστά απομάκρυνσης σε σχέση με το H2O2. Για τα πειράματα συνεχούς ροής, φάνηκε ότι το σύστημα δεν είναι κατάλληλο να απομακρύνει την NP και στους δύο πειραματικούς κύκλους. Στον 1o πειραματικό κύκλο η TCS διατηρεί βαθμό απομάκρυνσης ˃80% μέχρι τη λήξη του πειράματος ενώ για τις υπόλοιπες ενώσεις (IBU, NPX, BPA, DCF, KFN) φαίνεται ο βαθμός απομάκρυνσης να μειώνεται σημαντικά μετά από 22 ώρες λειτουργίας του συστήματος. Τέλος στον 2ο πειραματικό κύκλο παρατηρήθηκε ότι το σύστημα δεν βελτίωσε ιδιαίτερα την απομάκρυνση σε καμία ένωση ούτε εντοπίστηκε θετική συσχέτιση μεταξύ της συγκέντρωσης του οξειδωτικού μέσου και του βαθμού απομάκρυνσης.	el
heal.advisorName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	106 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false