Simulated surface water treatment, using hybrid oxidation processes ( ozonation) and ceramic membranes
Authors: Szymanska Katarzyna 
Published: August 2021

Οι διεργασίες μεμβρανών αποτελούν πλέον διαδεδομένες μεθόδους για την επεξεργασία υδάτων και υγρών αποβλήτων. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μειονέκτημα που συνδέεται με τη λειτουργία των μεμβρανών είναι η ρύπανση της μεμβράνης, η οποία πρέπει να αντιμετωπιστεί προκειμένου να διατηρηθεί η σταθερή λειτουργίας της διεργασίας. Αρκετές μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί προκειμένου να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της ρύπανσης των μεμβρανών, από τις οποίες η πιο δημοφιλής είναι η επεξεργασία της τροφοδοσίας. Μια νέα προσέγγιση για τον περιορισμό της ρύπανσης των μεμβρανών είναι ο συνδυασμός τους με άλλες διεργασίες επεξεργασίας σε ένα υβριδικό σύστημα, με σκοπό τη βελτίωση της λειτουργίας της μεμβράνης καθώς και της ποιότητας του διηθήματος. Το αποτέλεσμα μιας υβριδικής διεργασίας πρέπει να είναι μια βελτιωμένη λειτουργία του συστήματος σε σχέση με τη λειτουργία μόνο των επιμέρους διεργασιών. Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στις υβριδικές διεργασίες των κεραμικών μεμβρανών μικροδιήθησης συνδυασμένες με Προχωρημένες Οξειδωτικές Τεχνικές βασιζόμενες στον οζονισμό, για την επεξεργασία ρυπασμένου επιφανειακού νερού. Στη διεθνή βιβλιογραφία υπάρχουν αναφορές για τη χρήση του όζοντος ως μεθόδου προ-επεξεργασίας των μεμβρανών διήθησης, ωστόσο δεν έχει πραγματοποιηθεί καμία έρευνα σχετικά με την ταυτόχρονη λειτουργία αυτώντωνδιεργασιών, όπως θα παρουσιαστεί στη συγκεκριμένη μελέτη. Συνήθως οι μελέτες που διεξήχθηκαν σχετικά με τη χρήση του όζοντος ως μεθόδου προ-επεξεργασίας της διήθησης μεμβρανών εστιάζουν είτε στην ποιότητα του παραγόμενου νερού είτε στη βελτίωση της λειτουργίας της μεμβράνης, ενώ οι δυο αυτοίπαράμετροι πρέπει να εξετάζονται από κοινού καθώς επηρεάζει άμεσα ο έναςτον άλλο. Δυο πειραματικές μονάδες σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν με σκοπό τη πραγματοποίηση δοκιμών εφαρμόζοντας υβριδική διεργασία μικροδιήθησης-οζονισμού, όπου δυο τύποι ανθεκτικών στο όζον κεραμικών μεμβρανών χρησιμοποιήθηκαν. Αέριο μίγμα που περιείχε όζον μεταφερόταν στο ρυπασμένο νερό μέσω πορωδών γυάλινων διαχυτήρων παράγονταςμικρές φυσαλίδες και στις δυο μονάδες. Διαφορετικοί τρόποι λειτουργίας του οζονισμού δοκιμάστηκαν, όπως πρό-οζονισμός, διαλείπουσα και συνεχή λειτουργία του οζονισμού μαζί με τη μικροδιήθηση. Η αξιολόγηση της επίδρασης του οζονισμού στην απόδοση της διεργασίας στηρίχθηκε τόσο στη ποιότητα του παραγόμενου διηθήματος όσο και στη λειτουργία του συστήματος και τον περιορισμό της ρύπανσης της μεμβράνης. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών παρατηρήθηκε πως είναι δυνατή η πλήρης κατανάλωση των δόσεων του όζοντος που εφαρμόστηκαν στο σύστημα καθώςδενανιχνεύτηκαν συγκεντρώσεις διαλυμένουόζοντοςστο επεξεργασμένο νερό. Δυο προχωρημένες οξειδωτικές τεχνικές μελετήθηκαν: οζονισμός και οζονισμός με τη παρουσία υπεροξειδίου του υδρογόνου, και προσδιορίστηκε η επίδραση της οξείδωσης των μορίων των χουμικών οξέων, τα οποία εντοπίζονται κυρίως στο επιφανειακό νερό. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση των χαρακτηριστικών του νερού στην αποτελεσματικότητα της οξείδωσης καθώς και στη λειτουργία της μεμβράνης. Τέλος, οι μηχανισμοί ρύπανσηςτων μεμβρανών καθώςκαιη επίδραση τους στην ποιότητα του διηθήματος εξετάστηκαν