Please use this identifier to cite or link to this item: https://apothesis.eap.gr/handle/repo/35654
Title: Παραγωγή βιοεξανθρακώματος από ενεργό ιλύ και χρήση του ως προσροφητικό υλικό
Authors: Λαναράς, Κωνσταντίνος
Advisor: Σαμαράς , Πέτρος
Keywords: Βιοεξανθράκωμα;Biochar;Ενεργός ιλύς;Activate sludge;Πυρόλυση;Pyrolysis;Κάδμιο;Cadmium;Προσρόφηση;Adsorption
Issue Date: 30-Sep-2017
Abstract: Οι τεράστιες ποσότητες ενεργού ιλύος που παράγουν οι αστικές μονάδες επεξεργασίας λυμάτων καθώς και το πρόβλημα απόθεσής τους στους Χ.Υ.Τ.Α, έχει οδηγήσει την επιστήμη να αναπτύξει άλλες μεθόδους διαχείρισης της ιλύος. Μία από αυτές είναι η παραγωγή βιοεξανθρακώματος από την ιλύ με την μέθοδο της πυρόλυσης, με σκοπό να μειωθεί ο όγκος της και να χρησιμοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές. Μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία είναι το παραγόμενο βιοεξανθράκωμα να χρησιμοποιηθεί ως προσροφητικό υλικό για την απομάκρυνση επικίνδυνων ρύπων, όπως βαρέα μέταλλα, από ύδατα. Η παραγωγή βιοεξανθρακώματος από ενεργό ιλύ καθώς και η χρήση του ως προσροφητικό υλικό έχει μελετηθεί αρκετά με πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρασκευάστηκαν έξι βιοεξανθρακώματα, με πρώτη ύλη ενεργό ιλύ από την μονάδα επεξεργασία Θεσσαλονίκης, με την μέθοδο της πυρόλυσης, σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες και με δυο διαφορετικούς ρυθμούς θέρμανσης. Οι θερμοκρασίες πυρόλυσης ήταν 350-450 και 800oC και οι ρυθμοί θέρμανσης 25 και 50oC/min. Τα δείγματα κωδικοποιήθηκαν με βάση την θερμοκρασία πυρόλυσης και τον ρυθμό θέρμανσης ως εξής: 1Α (350oC-25oC/min), 1Β (350oC-50oC/min), 2Α (450oC-25oC/min), 2Β (450oC-50oC/min), 3Α (800oC-25oC/min) και 3Β (800oC-50oC/min). Τα υλικά χαρακτηρίστηκαν με διάφορες τεχνικές όπως φασματοσκοπία υπερύθρου (FTIR), η ειδική επιφάνεια και το μέγεθος πόρων μετρήθηκαν με την μέθοδο ΒΕΤ, ενώ προσδιορίστηκε και η τιμή pH μηδενικού φορτίου (pHpzc) με την μέτρηση του ζ-δυναμικού. Με τον χαρακτηρισμό των προσροφητικών υλικών συσχετίστηκε η δομή τους με την προσροφητική του ικανότητα. Το επόμενο βήμα ήταν η μελέτη της προσροφητικής τους ικανότητας για το κάδμιο Cd2+. Με την μελέτη της ισορροπίας, της κινητικής και της θερμοδυναμικής της προσρόφησης των βιοεξανθρακωμάτων προέκυψε ότι τα πιο αποτελεσματικά υλικά στην προσρόφηση του Cd2+ ήταν το 3Β και η Ξηρή Ιλύς, τα οποία επιλέχθηκαν για περαιτέρω μελέτη. Εξετάστηκε η επίδραση διαφόρων παραγόντων όπως η θερμοκρασία, το pH, η ποσότητα του προσροφητικού υλικού καθώς και η επίδραση ανταγωνιστικού ιόντος. Για την μελέτη της ισορροπίας της προσρόφησης χρησιμοποιήθηκαν τα μαθηματικά μοντέλα Langmuir, Freundlich και Temkin, ενώ για την μελέτη της κινητικής της προσρόφησης χρησιμοποιήθηκαν μαθηματικά μοντέλα, όπως το μοντέλο ψευδό-πρώτης τάξης, το ψευδό-δεύτερης τάξης και το μοντέλο Elovich. Με τον υπολογισμό του συντελεστή συσχέτισης R2 αξιολογήθηκε η επάρκεια αυτών των μαθηματικών μοντέλων. Τα μοντέλα που εξέφραζαν καλύτερη την ισορροπία και την κινητική της προσρόφησης ήταν το μοντέλο Langmuir και το μοντέλο ψευδό-δεύτερης τάξης αντίστοιχα για το 3Β, ενώ για την Ξηρά Ιλύ η προσρόφηση είχε καλύτερη προσαρμογή στο μοντέλο Temkin και ψευδό-δεύτερης τάξης.
Appears in Collections:ΚΠΠ Διπλωματικές Εργασίες



Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.