Διερεύνηση της μεθόδου χλωρίωσης για την βελτιστοποίηση της λειτουργίας των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας διερευνήθηκε η πιθανή πρόκληση επιδράσεων στο φυτοπλαγκτόν και ζωοπλαγκτόν λόγω έκθεσης σε οργανικά χλωροπαράγωγα τα οποία προκύπτουν ως παραπροϊόντα κατά την απολύμανση - μέσω χλωρίωσης - των αστικών λυμάτων. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν καλλιέργειες του φωτοβακτηρίου Vibrio Fisheri μελετώντας τις επιδράσεις κατά την έκθεση σε δείγματα χλωριωμένων λυμάτων. Οι μεταβλητές που εξετάστηκαν ήταν η αναλογία των χλωριωμένων λυμάτων και η δόση του χλωρίου η οποία εφαρμόστηκε κατά την απολύμανση. Από ποιοτικής άποψης χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι λυμάτων: ανάμεικτο υγρό και τελική έξοδος. Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα, παρατηρείται απουσία αξιόλογων επιδράσεων καθώς παρεμπόδιση στην ανάπτυξη των καλλιεργειών των φωτοβακτηρίων κατεγράφη μόνο στην περίπτωση έκθεσης σε περιβάλλον χλωριωμένων λυμάτων με δόση 15mgCl/gTSS και περιεκτικότητα 50% κατ' όγκο ως προς τα λύματα (παρεμπόδιση κατά 32.61%). Η εργασία αποτελείται από πέντε βασικά μέρη. Το πρώτο μέρος περιλαμβάνει την παράθεση μίας σύντομης εισαγωγής, ενώ το δεύτερο περιλαμβάνει την βιβλιογραφική επισκόπηση του θέματος. Σε αυτό περιγράφονται οι βασικές αρχές των διαδικασιών απολύμανσης μέσω χλωρίωσης (χημικές αντιδράσεις), η περιγραφή και κατηγοριοποίηση των παραπροϊόντων, ο χαρακτηρισμός της σταθερότητάς τους και η πρόβλεψη της περιβαλλοντικής τους κατάληξης. Στο ίδιο μέρος επίσης παρουσιάζονται οι καταγεγραμμένες επιδράσεις στον άνθρωπο, στο φυτοπλαγκτόν και ζωοπλαγκτόν. Στο τρίτο μέρος της εργασίας παρατίθεται μια σύντομη εισαγωγή στη μέθοδο της βιοφωταύγειας ως μέσο εκτίμησης της τοξικότητας λυμάτων καθώς και η περιγραφή της διαδικασίας χλωρίωσης,προετοιμασίας των δειγμάτων και λήψης των πειραματικών τιμών φωταύγειας (πειραματικό πρωτόκολλο). Στο επόμενο μέρος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων παρεμπόδισης και παρατίθενται τα αντίστοιχα διαγράμματα παρεμπόδισης. Το πέμπτο και τελευταίο μέρος περιλαμβάνει τα βασικά συμπεράσματα τα οποία προκύπτουν τόσο από την βιβλιογραφική επισκόπηση όσο και από τις πειραματικές παρατηρήσεις. [

The present study examines the potential impact of organic chloro-derivatives, that occur as byproducts during the disinfection of domestic sewage via chlorination, on phytoplankton and zoo-plankton. More specifically, the photo-bacterium Vibrio Fisheri was cultivated in order to observe the impacts during its exposure to samples of chlorinated sewage. The factors studied were the proportion of the chlorinated sewage and the dose of chlorine used for the disinfection. Two types of sewage were employed; mixed liquor and final effluent. According to the experimental results, no significant impacts are observed as the only case of inhibited growth of the cultivations was found during the exposure to an environment of chlorinated sewage disinfected with a dose of 15mgCl/gTSS and 50% sewage content (percentage of inhibition 32.61%).This dissertation is divided into five parts. The first part entails a short introduction to the subject and the second a literature review. In this review, the fundamentals of chlorine chemistry and disinfection are stated. Furthermore, the disinfection byproducts are described and categorized. The part continues with a characterization of the byproducts' stability and a prediction of their environmental fate. The impacts on human, phytoplankton and zoo-plankton are also presented in this part. The third part of this study includes an introduction to the method of bioluminescence as a tool to predict the toxicity of sewage. Moreover, the chlorination process, the preparation of the samples and the acquisition of the bioluminescence levels (experimental protocol) are analyzed. In the next part, the experimental results regarding the inhibition of growth are presented, in parallel with the respective charts. Finally, the fifth part consists of the basic conclusions that can be drawn both from the literature review and the experimental observations.