Αργιλικά ορυκτά και Ζεόλιθοι ως προσροφητικά υλικά στην Επεξεργασία Υγρών Αποβλήτων

Clay minerals and Zeolites as adsorbents in Wastewater Treatment (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Καρράς, Βασίλειος
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 14 Σεπτεμβρίου 2019 [2019-09-14]
  5. Ελληνικά
  6. 100
  7. Ζαγγανά, Ελένη
  8. Ζαγγανά, Ελένη | Παπαναστασίου, Δημήτρης
  9. αργιλικά ορυκτά | ζεόλιθοι | προσρόφηση | υγρά απόβλητα | ρύποι
  10. 16
  11. 148
  12. Περιέχει εικόνες, σχήματα, πίνακες
    • Το νερό αποτελεί την πρωταρχική ουσία του έμβιου κόσμου, απαραίτητη για τη διατήρηση των οικοσυστημάτων και τη διαιώνιση της ζωής. Παράλληλα, στο διαρκώς εξελισσόμενο τεχνολογικά ανθρωπογενές περιβάλλον, το νερό συνιστά το κύριο μέσο μεταφοράς των ρύπων στους φυσικούς αποδέκτες. Η αναγνώριση των συνεπειών της υδατικής υποβάθμισης έχει ωθήσει τον επιστημονικό κόσμο στην ανάπτυξη μεθόδων και τη χρήση υλικών, με στόχο την ανάσχεσή της. Η προσρόφηση είναι μια διεργασία οικονομική, απλή στην εφαρμογή, φιλική στο περιβάλλον και αποδοτική ως προς την απομάκρυνση ρύπων από υγρά απόβλητα. Από τα εκατοντάδες διαφορετικά προσροφητικά υλικά, τα αργιλικά ορυκτά και οι ζεόλιθοι, φυσικοί ή συνθετικοί, ξεχωρίζουν για τη χαμηλή τιμή τους, τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους και τη δυνατότητα τροποποίησής τους, προς βελτίωση των ροφητικών τους ιδιοτήτων. Η εκτεταμένη παρουσία τους στην ελληνική επικράτεια, ως φυσικά ορυκτά, καθιστά ακόμα πιο ελκυστική την εφαρμογή τους. Οι υψηλές τιμές ειδική επιφάνειας, ενεργού πορώδους και ιοντοανταλλακτικής ικανότητας που εμφανίζουν οι άργιλοι και οι ζεόλιθοι, επιτρέπουν την κατακράτηση μιας σειράς ρύπων όπως, βαρέα μέταλλα, χρωστικές, οργανικούς μικρορρύπους, θρεπτικά και ραδιονουκλίδια. Η εξέλιξη των τεχνικών ενεργοποίησης των φυσικών ορυκτών και παρασκευής συνθετικών γεωπολυμερών από φθηνές πρώτες ύλες συντείνουν στη βελτιστοποίηση της προσροφητικής απόδοσης, την ταχύτερη αναγέννηση του ροφητή και την πιθανή ανάκτηση του ρύπου. Η ταχύτητα και το ποσοστό κάλυψης των ενεργών θέσεων του προσροφητή από τους ρύπους εξαρτάται από μια πλειάδα παραμέτρων. Το μέγεθος και η σύνδεση των πόρων του ροφητή καθορίζει την προσβασιμότητα των ρύπων. Έτσι, τα μεγάλου μεγέθους οργανικά μόρια προσροφώνται καλύτερα σε μικροπόρους παρόμοιας διαμέτρου. Το pH του υγρού αποβλήτου ορίζει το μέτρο του ανταγωνισμού για μια θέση ρόφησης, μεταξύ Η+ και ιόντων βαρέων μετάλλων. Τα πολυσυστατικά διαλύματα ρύπων παρουσιάζουν διαφορετικές ροφητικές ιδιότητες σε σχέση με τα μονοσυστατικά. Στην πλειονότητά τους, τα μελετώμενα πειράματα προσρόφησης ρύπων σε αργίλους και ζεόλιθους περιγράφονται καλύτερα από το μοντέλο Langmuir και την κινητική εξίσωση ψευδο-δεύτερης τάξης.
    • Water is the primary essence of the living world, essential for the preservation of ecosystems and the perpetuation of life. At the same time, in the ever-evolving technological anthropogenic environment, water is the main means of transporting pollutants to natural recipients. Recognizing the consequences of water degradation has motivated the scientific world into developing methods and using materials to restrain it. Adsorption is an economical, simple to use, environmentally friendly and cost-effective process for removing pollutants from wastewater. Of the hundreds of different adsorbents, clay minerals and zeolites, natural or synthetic, stand out for their low price, their special characteristics and their ability to undergo modification so as to improve their sorbent properties. Their extensive presence in the Greek territory, as natural minerals, makes their application even more attractive. The high levels of specific surface area, active porosity and ion exchange capacity of clays and zeolites allow the retention of a series of pollutants such as heavy metals, dyes, organic micropollutants, nutrients and radionuclides. The development of natural mineral activation techniques and the preparation of synthetic geopolymers from cheap raw materials contribute to optimizing adsorption efficiency, faster regeneration of the sorbent, and possible pollutant recovery. The speed and rate of the active sites’ coverage by the pollutants depends on a plurality of parameters. The size and connection of the sorbent’s pores determines the accessibility of the pollutants. Thus, large-sized organic molecules are best adsorbed to micropores of similar diameter. The pH of the wastewater defines the measure of competition for a sorption site, between H+ and heavy metal ions. Multi-constituents solutions of pollutants have different sorbent properties compared to mono-constituents. For the most part, the pollutant adsorption experiments studied are best described by the Langmuir model and the pseudo-second order kinetic equation.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.