Η διαχείριση και η επεξεργασία των καταλοίπων που προέρχονται από δεξαμενές αποθήκευσης πετρελαιοειδών αποτελεί ένα σύνθετο περιβαλλοντικό και τεχνολογικό ζήτημα για τη βιομηχανία πετρελαίου, τις εγκαταστάσεις αποθήκευσης καυσίμων και τις μονάδες διαχείρισης επικίνδυνων αποβλήτων. Τα συγκεκριμένα απόβλητα, γνωστά ως πετρελαϊκά κατάλοιπα δεξαμενών, σχηματίζονται κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση και διακίνηση πετρελαϊκών προϊόντων και χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερα σύνθετη φυσικοχημική σύσταση. Περιέχουν σημαντικές ποσότητες υδρογονανθράκων, νερού, ανόργανων στερεών, ασφαλτενίων, ρητινών, πτητικών οργανικών ενώσεων, πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων και άλλων οργανικών ενώσεων με αυξημένη περιβαλλοντική επικινδυνότητα. Η πολυπλοκότητα της σύστασής τους, σε συνδυασμό με την υψηλή περιεκτικότητα σε οργανικό φορτίο και τη δυσκολία αποτελεσματικού διαχωρισμού των επιμέρους φάσεων, καθιστά απαραίτητη την εφαρμογή προηγμένων τεχνολογιών επεξεργασίας με στόχο τη μείωση του περιβαλλοντικού φορτίου, την ανάκτηση αξιοποιήσιμων πετρελαϊκών συστατικών και την ασφαλή τελική διαχείριση των υπολειμμάτων.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται και αξιολογούνται οι κυριότερες σύγχρονες τεχνολογίες επεξεργασίας καταλοίπων δεξαμενών πετρελαιοειδών, οι οποίες περιλαμβάνουν μηχανικές, χημικές και θερμικές διεργασίες. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι αρχές λειτουργίας τους, οι παράγοντες που επηρεάζουν την αποδοτικότητα των διεργασιών και τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά μιας ολοκληρωμένης μονάδας θερμικής εκρόφησης. Οι μηχανικές μέθοδοι αποτελούν βασικό στάδιο επεξεργασίας και περιλαμβάνουν τη φυγοκέντριση, τη διφασική και τριφασική φυγοκέντριση, τη φίλτρανση και την επίπλευση με αέρα. Οι διεργασίες αυτές βασίζονται στον φυσικό διαχωρισμό των διαφορετικών φάσεων του αποβλήτου και συμβάλλουν στην απομάκρυνση νερού και στερεών, καθώς και στην ανάκτηση πετρελαϊκών κλασμάτων. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην τριφασική φυγοκέντριση ως μέθοδο προεπεξεργασίας, καθώς επιτρέπει τον ταυτόχρονο διαχωρισμό πετρελαίου, νερού και στερεών, βελτιώνοντας την απόδοση των επόμενων σταδίων επεξεργασίας.
Παράλληλα, εξετάζονται οι χημικές τεχνικές επεξεργασίας, όπως η χημική διάσπαση γαλακτωμάτων πετρελαίου νερού, η εκχύλιση με διαλύτες και οι μέθοδοι οξείδωσης. Οι συγκεκριμένες διεργασίες συμβάλλουν στη διάσπαση σταθερών γαλακτωμάτων, στη μείωση του οργανικού φορτίου και στην αποτελεσματικότερη ανάκτηση υδρογονανθράκων. Η χρήση χημικών παραγόντων και οξειδωτικών μέσων αποτελεί συμπληρωματική προσέγγιση, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου οι συμβατικές φυσικές μέθοδοι δεν επαρκούν για την πλήρη απομάκρυνση των οργανικών ρύπων.
Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στις θερμικές και ενεργειακές τεχνολογίες επεξεργασίας, όπως η θερμική εκρόφηση, η πυρόλυση, η αποτέφρωση και η αναερόβια χώνευση. Η θερμική εκρόφηση αποτελεί μία από τις πλέον προηγμένες τεχνολογίες επεξεργασίας πετρελαϊκών καταλοίπων και βασίζεται στην εφαρμογή ελεγχόμενης θερμικής ενέργειας για την απομάκρυνση πτητικών και ημιπτητικών οργανικών ενώσεων από τη στερεή ή ημιστερεή φάση. Κατά τη διεργασία, οι υδρογονάνθρακες μεταφέρονται στην αέρια φάση και στη συνέχεια οδηγούνται σε συστήματα ψύξης και συμπύκνωσης, όπου είναι δυνατή η ανάκτηση αξιοποιήσιμων πετρελαϊκών κλασμάτων.
Στο πλαίσιο της εργασίας αναλύεται η λειτουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος επεξεργασίας, το οποίο περιλαμβάνει μονάδα προεπεξεργασίας με τριφασική φυγοκέντριση και μονάδα θερμικής εκρόφησης. Παρουσιάζονται τα βασικά λειτουργικά τμήματα της εγκατάστασης, όπως τα συστήματα παραλαβής και τροφοδοσίας των αποβλήτων, ο θάλαμος θερμικής επεξεργασίας, το σύστημα αδρανοποίησης με άζωτο για την αποφυγή δημιουργίας εκρηκτικών ατμοσφαιρών, οι μονάδες μεταφοράς θερμότητας, τα συστήματα ψύξης και συμπύκνωσης ατμών, καθώς και οι τεχνολογίες επεξεργασίας απαερίων για τον περιορισμό των περιβαλλοντικών εκπομπών.
Η συνολική αξιολόγηση των τεχνολογιών καταδεικνύει ότι η συνδυασμένη εφαρμογή μηχανικών, χημικών και θερμικών διεργασιών μπορεί να επιτύχει αποτελεσματική επεξεργασία των πετρελαϊκών καταλοίπων, υψηλή ανάκτηση υδρογονανθράκων και σημαντική μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η θερμική εκρόφηση, σε συνδυασμό με κατάλληλα στάδια προεπεξεργασίας, αποτελεί μία αξιόπιστη, περιβαλλοντικά ασφαλή και τεχνολογικά ώριμη λύση για τη βιώσιμη διαχείριση επικίνδυνων πετρελαϊκών αποβλήτων. Η εφαρμογή της συμβάλλει στη μείωση των περιβαλλοντικών κινδύνων, στην ανάκτηση πολύτιμων ενεργειακών πόρων, στη μείωση του τελικού όγκου προς διάθεση και στη συμμόρφωση των βιομηχανικών εγκαταστάσεων με τις σύγχρονες περιβαλλοντικές απαιτήσεις, τη σχετική νομοθεσία και τις αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης.

The management and treatment of residues originating from petroleum storage tanks constitute a complex environmental and technological issue for the petroleum industry, fuel storage facilities, and hazardous waste management plants. These specific wastes, known as petroleum tank residues, are formed during the long-term storage and handling of petroleum products and are characterized by a particularly complex physicochemical composition. They contain significant quantities of hydrocarbons, water, inorganic solids, asphaltenes, resins, volatile organic compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons, and other organic compounds with increased environmental hazard. The complexity of their composition, in combination with their high organic content and the difficulty of effective separation of the individual phases, makes the application of advanced treatment technologies necessary, with the aim of reducing the environmental burden, recovering valuable petroleum components, and ensuring the safe final management of the remaining residues.
In the present thesis, the main modern technologies for the treatment of petroleum storage tank residues are presented and evaluated, including mechanical, chemical, and thermal processes. In addition, their operating principles, the factors affecting the efficiency of the processes, and the main technical characteristics of an integrated thermal desorption unit are presented. Mechanical methods constitute the basic treatment stage and include centrifugation, two-phase centrifugation, three-phase centrifugation, filtration, and dissolved air flotation. These processes are based on the physical separation of the different phases of the waste and contribute to the removal of water and solids, as well as to the recovery of petroleum fractions. Particular emphasis is given to three-phase centrifugation as a pretreatment method, since it allows the simultaneous separation of oil, water, and solids, improving the performance of the subsequent treatment stages.
At the same time, chemical treatment techniques are examined, such as the chemical breaking of oil-water emulsions, solvent extraction, and oxidation methods. These specific processes contribute to the breaking of stable emulsions, the reduction of the organic load, and the more effective recovery of hydrocarbons. The use of chemical agents and oxidizing media constitutes a complementary approach, particularly in cases where conventional physical methods are not sufficient for the complete removal of organic pollutants.
Particular reference is made to thermal and energy treatment technologies, such as thermal desorption, pyrolysis, incineration, and anaerobic digestion. Thermal desorption constitutes one of the most advanced technologies for the treatment of petroleum residues and is based on the application of controlled thermal energy for the removal of volatile and semi-volatile organic compounds from the solid or semi-solid phase. During the process, the hydrocarbons are trans-ferred to the gaseous phase and are subsequently directed to cooling and condensation systems, where the recovery of valuable petroleum fractions is possible.
Within the framework of the present thesis, the operation of an integrated treatment system is analyzed, which includes a pretreatment unit with three-phase centrifugation and a thermal desorption unit. The basic operational sections of the installation are presented, such as the waste reception and feeding systems, the thermal treatment chamber, the nitrogen inerting system for the prevention of the formation of explosive atmospheres, the heat transfer units, the vapor cooling and condensation systems, as well as the off-gas treatment technologies for the reduction of environmental emissions.
The overall evaluation of the technologies demonstrates that the combined application of mechanical, chemical, and thermal processes can achieve effective treatment of petroleum residues, high hydrocarbon recovery, and significant reduction of environmental impacts. Thermal desorption, in combination with appropriate pretreatment stages, constitutes a reliable, environmentally safe, and technologically mature solution for the sustainable management of hazardous petroleum waste. Its application contributes to the reduction of environmental risks, the recovery of valuable energy resources, the reduction of the final volume requiring disposal, and the compliance of industrial facilities with modern environmental requirements, the relevant legislation, and the principles of sustainable development.