Επεξεργασία/αποχρωματισμός προσομοιωμένων και πραγματικών αποβλήτων βιομηχανίας μελάσας
Authors: Λιάκος Θεόδωρος 
Published: September 2021

Βιομηχανίες ζύμωσης όπως τα αποστακτήρια αιθανόλης και οι μονάδες παραγωγής ζύμης αρτοποιίας που χρησιμοποιούν ως πρώτη ύλη την μελάσα παράγουν υγρά απόβλητα υψηλής βιολογικής απαίτησης σε οξυγόνο. Τα απόβλητα αυτά αναφέρονται ως υγρά απόβλητα μελάσας. Η διάθεση υγρών αποβλήτων μελάσας στο περιβάλλον είναι επικίνδυνη και έχει υψηλό δυναμικό ρύπανσης. Το υψηλό COD, ολικό άζωτο και η συνολική περιεκτικότητα φωσφορικών της εκροής μπορεί να οδηγήσει σε ευτροφισμό των υδάτινων αποδεκτών. Τα έντονα χρωματισμένα συστατικά των υγρών αποβλήτων μελάσας, γνωστά ως μελανοϊδίνες, μειώνουν τη διείσδυση του ηλιακού φωτός σε ποτάμια, λίμνες ή λιμνοθάλασσες η οποία με τη σειρά της μειώνει τόσο την φωτοσυνθετική δραστηριότητα όσο και τη συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου που επηρεάζει αρνητικά την υδρόβια ζωή. Για την ασφαλή διάθεση τέτοιων υγρών αποβλήτων στο περιβάλλον απαιτείται η επεξεργασία τους πριν την εκροή. Τα απόβλητα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν: (α) το προσομοιωμένο, το οποίο παρασκευάστηκε εργαστηριακά καθώς και (β) ανεπεξέργαστο, (γ) επεξεργασμένο τα οποία ήταν πραγματικά απόβλητα τα οποία ελήφθησαν από μονάδα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων βιομηχανίας ζύμης αρτοποιίας. Το χρωματικό περιεχόμενο των υγρών αποβλήτων μετρήθηκε σε μονάδες ADMI. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για τον αποχρωματισμό των υγρών αποβλήτων μελάσας ήταν φυσικοχημικές: συνδυασμένη κροκίδωση-επίπλευση, προσρόφηση και ηλεκτροχημική οξείδωση καθώς και βιο-ηλεκτροχημικές: Μικροβιακή Κυψέλη Καυσίμου. Η κροκίδωση και η συσσωμάτωση είναι από τις σημαντικότερες φυσικοχημικές διεργασίες που βρίσκουν ευρύτατη εφαρμογή στην επεξεργασία του νερού και των υγρών αποβλήτων, καθώς και σε άλλες παραγωγικές διαδικασίες ενώ η επίπλευση είναι μια εναλλακτική διαδικασία διαχωρισμού για την απομάκρυνση αιωρούμενης ύλης, ιόντων και κολλοειδών συστημάτων από υγρά απόβλητα. Η προσρόφηση σε ενεργό άνθρακα αξιολογήθηκε ως τεχνική ικανή να εφαρμοστεί και πριν αλλά και μετά της συμβατικής αναερόβιας-αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας ενώ επιχειρήθηκε και η αναγέννηση του ροφητικού υλικού προκειμένου να χρησιμοποιηθεί σε διαδοχικούς κύκλους προσρόφησης. H ηλεκτροχημική οξείδωση μπορεί να αποτελέσει μια εξαιρετική προσέγγιση περιβαλλοντικής αποκατάστασης ιδιαίτερα όσον αφορά στην απομάκρυνση του χρωματικού περιεχομένου των υγρών αποβλήτων μελάσας. Το ηλεκτρόδιο αδάμαντα εμπλουτισμένο με βόριο (BDD) αποτέλεσε ελκυστική επιλογή λόγω της ικανότητάς του να παράγει πολύ δραστικές ρίζες υδροξυλίου (OH) αλλά και λόγω της υψηλής σταθερότητας και μεγάλης αντοχής στη διάβρωση. Τέλος, η μικροβιακή κυψέλη καυσίμου (MFC) αποτελεί μια βιο-ηλεκτροχημική διαδικασία που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω της οξείδωσης βιοαποικοδομήσιμης οργανικής ύλης, χρησιμοποιώντας μικροοργανισμούς ως καταλύτες. Η οξείδωση των οργανικών ρύπων λαμβάνει χώρα στην άνοδο και τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται οδηγούνται στον θάλαμο καθόδου, μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος, όπου ανάγουν τον αποδέκτη ηλεκτρονίων. Συνεπώς, η κάθοδος επιδρά σημαντικά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Προκειμένου να αυξηθεί η κινητική αναγωγής στον θάλαμο καθόδου και η συνολική απόδοση της MFC ερευνήθηκαν διάφοροι δέκτες ηλεκτρονίων όπως τα FeCl3, KMnO4, K2Cr2O7 και το οξυγόνο το οποίο αποτελεί τον πιο κοινό αποδέκτη ηλεκτρονίων για τις μικροβιακές κυψέλες καυσίμου λόγω του χαμηλού κόστους, του υψηλού οξειδοαναγωγικού δυναμικού και της διαθεσιμότητάς του στο περιβάλλον. Η επεξεργασία πραγματοποιήθηκε σε πρότυπη κυψέλη δύο θαλάμων.