ΗΜΕΡΙΔΑ: «ΕΡΕΥΝΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ – ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΝΕΩΝ...

Εργαστηριακή μελέτη επεξεργασίας νερού ρυπασμένου με Cr(VI)

Λαγιόπουλος ΙωάννηςΓεωλόγος, MSc «Περιβάλλον & Ανάπτυξη»

EcocityΟΙΚΟΠΟΛΙΣΔΠΜΣ - ΕΜΠ «Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων»

«Έρευνα υδατικών πόρων - Συμβολή των νέων επιστημόνων»

Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

10/2014

06/2015

09/2015

07/2016


Πορεία Εργασίας

&

Potential biosorbents for treatment of chromium(VI) contaminated water discharged into Asopos River

I. Lagiopoulos, A. Binteris, T. Mpouras, I. Panagiotakis, M. Chrysochoou and D. Dermatas

02/2017

Σκοπός

Διερεύνηση της ικανότητας απομάκρυνσης του Cr(VI)

Χρήση 3 οργανικών υλικών χαμηλού κόστους

Επεξεργασία ρυπασμένου νερού που εκβάλει στον π. Ασωπό


ΕισαγωγήΧρώμιο

Cr(VI) Απομάκρυνση Cr(VI) 1000 φορές πιο τοξικό από

το Cr(III)

ΑνθρωπογενέςΧημική βιομηχανία

Γηγενές

Υλικά χαμηλού κόστους Οργανικά υλικά

Προσρόφηση

ΑναγωγήCr(VI) Cr(III)

Πρόσληψη e-


ΕισαγωγήΠεδίο Έρευνας

Αγωγός όμβριων υδάτων

Cr(VI) έως 5 mg/L

Απουσία δεδομένων σχετικά με

την πηγή της ρύπανσης

Περιοχή π. Ασωπού Οινοφύτων Βοιωτίας

Άτυπη ΒΙ.ΠΕ. Ρυπασμένος υπόγειος υδροφόρος

ορίζοντας


Υλικά και Μέθοδοι

Υλικά

1. Καλαμιά(Phragmites spp.)

2. Κομπόστ 3. Ιλύς


Αερόβιες συνθήκες Θερμοκρασία δωματίου (23 °C) [Cr(VI)] με μέθοδο DPC


Batch πειράματα

Πίνακας 1. Συνθήκες batch πειραμάτων

Κωδικός B1 B2

Υλικό Σύνολο υλικών Τεμαχισμένη καλαμιάCr(VI) (mg/L) 3 5

Χρόνος επαφής (h) 0,08-96 8-26 8 8, 20, 26

pH 8,5 8,5 8,5 5,5-8,5

L:S 10:1 4,5:1 2,5:1-8,5:1 4,5:1


7 L Στήλη διήθησης (1) 7 L Στήλη παροχής (2) Περισταλτική αντλία (3) Δοχείο εξόδου(4)

Πειράματα στήλης

Πίνακας 2. Συνθήκες πειραμάτων στήλης

(1)(2)

(3)

(4)

Παροχή 7 mL/min 220 g καλαμιάς/L Συνεχής τροφοδότηση με

δ/μα Cr(VI) 5 mg/L

Κωδικός PC1 PC2

Υλικό Τεμαχισμένη καλαμιάCr(VI) (mg/L) 5

Χρόνος επαφής (h) 8 8-290

pH 8,5

L:S 4,5:1


50 g καλαμιάς 450 ml απιονισμένο νερό pH 11 24 h

Cr(VI) στην υγρή φάση XRF στη στερεή φάση

PC1

XRF

Cr(VI)Εκρόφηση

XRF

Πείραμα εκρόφησης

Αποτελέσματα και Συζήτηση


Batch πειράματα (Β1)Απομάκρυνση Cr(VI)

Πλήρης απομάκρυνση Cr(VI) σε διαφορετικό ρυθμό Μεγάλη μείωση [Cr(VI)] στα 5 min έως 41% Αποκλεισμός απορρόφησης με τη διαβροχή του δείγματος

Διάγραμμα 1. Ρυθμός απομάκρυνσης Cr(VI)

Αρχικές συνθήκεςCr(VI) 3 mg/LpH 8,5L:S = 10:1


Batch πειράματα (Β1)Κινητική απομάκρυνσης Cr(VI)

1ης τάξης: ln[Cr(VI)] = f(t) 2ης τάξης: 1/[Cr(VI)] = f(t) Η απομάκρυνση Cr(VI) περιγράφεται καλύτερα από το

κινητικό μοντέλο 1ης τάξης t1/2 = ln2/ k1

Πίνακας 3. Τιμές k και R2 για κινητικά μοντέλα 1ης και 2ης τάξης και t1/2 για κινητικό μοντέλο 1ης τάξης.

Υλικά1ης τάξης 2ης τάξης 1ης τάξης

k1 (h-1) R2 k2 (Lmg-1h-1) R2 t1/2 (h)

Καλαμιά (Λειοτρ.) 0.313 0.902 0.363 0.988 2.21Καλαμιά (Τεμ.) 0.145 0.993 0.093 0.966 4.78

Κομπόστ 0.188 0.994 1.397 0.905 3.68Ιλύς 0.029 0.990 0.032 0.967 24.24

Διάγραμμα 2. Απομακρυνθέν Cr(VI) ως προς L:S (a) και ως προς pH (b).

Μειώνοντας το λόγο L:S, το Cr(VI) που απομακρύνεται αυξήθηκε κατά 14%

Η απομάκρυνση του Cr(VI) αυξάνεται με τη μείωση του pH

Αρχικές συνθήκες L:SCr(VI) 5 mg/LΧρόνος επαφής 8 hpH 8,5 pHCr(VI) 5 mg/LΧρόνος επαφής 8, 20, 26 hL:S = 4,5:1

Batch πειράματα (Β2)L:S και pH


Πειράματα στήλης (PC1)Αρχικές συνθήκες L:S = 4,5:1 pH 8,5 Χρόνος επαφής 8 h Cr(VI) 5 mg/L

Cr(VI) απομακρύνθηκε ομοιόμορφα από όλο τον όγκο της στήλης (είσοδος, μέση, έξοδος)

Μέση [Cr(VI)] 3,75 mg/L 75% της αρχικής συγκέντρωσης Cr(VI)


Πειράματα στήλης (PC2)

Διάγραμμα 3. Απομακρυνθέν Cr(VI) ως προς το χρόνο λειτουργίας της αντλίας

Αρχικές συνθήκες L:S = 4,5:1 pH 8,5 Χρόνος επαφής 8 h Cr(VI) 5 mg/L

• Μελετήθηκε η επίδραση του χρόνου λειτουργίας• 20% απομάκρυνση Cr(VI) μετά από 290 h λειτουργίας της στήλης• Η μέγιστη απομάκρυνση Cr(VI) της καλαμιάς υπολογίσθηκε σε 380 mg Cr(VI)/

kg καλαμιάςΗμερίδα Ecocity, 17/03/2017

Στήλη PC1

XRF

Cr(VI)Εκρόφηση

XRF

3,68 mg/L Cr(VI) (μέση)

129 mg/Kg Ολικό Cr από 43,4

mg/Kg αρχικά

56 mg/Kg Ολικό Cr

Κάτω από το όριο ανίχνευσης

Πείραμα εκρόφησης

Ο επικρατών μηχανισμός απομάκρυνσης Cr(VI) είναι πιθανόν η αναγωγή Cr(VI) σε Cr(III) από την καλαμιά


Συμπεράσματα

Πλήρης απομάκρυνση Cr(VI) σε διαφορετικό ρυθμό από όλα

τα υλικά (B1)

Ακολουθείται το κινητικό μοντέλο 1ης τάξης (B1)

Καλαμιά και κομπόστ είναι τα πιο αποτελεσματικά υλικά

Προσρόφηση (B1)

Μεγάλη μείωση στα 5 min

Αναγωγή (Πείραμα εκρόφησης)

Συμπεράσματα (1/2)


L:S δεν επηρέασε σημαντικά την απομάκρυνση Cr(VI) (2,5:1-8,5:1)

(B2)

pH σημαντική επίδραση στην απομάκρυνση Cr(VI) (5,5-8,5) (B2)

600 tn καλαμιάς/ έτος απαιτούνται για την επεξεργασία της εκροής

Cr(VI) στα Οινόφυτα (PC2)

Η καλαμιά μπορεί εν μέρει να επεξεργαστεί την εκροή Cr(VI) στα

Οινόφυτα

Συμπεράσματα (2/2)


Η έρευνα αυτή υποστηρίχθηκε από το πρόγραμμα LIFE+ CHARM (LIFE10 ENV/GR/000601)

Ευχαριστίες


Potential biosorbents for treatment of chromium(VI) contaminated water discharged into Asopos River

Lagiopoulos, A. Binteris, T. Mpouras, I. Panagiotakis, M. Chrysochoou and D. Dermatas

[email protected]

Ευχαριστώ για την προσοχή σας!

ΗΜΕΡΙΔΑ: «ΕΡΕΥΝΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ – ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΝΕΩΝ...

Environment

Transcript of ΗΜΕΡΙΔΑ: «ΕΡΕΥΝΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ – ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΝΕΩΝ...