Εφαρμογή ηλεκτροχημικών τεχνολογιών για την απομάκρυνση οργανικών και ανόργανων ρύπων από υδατικά απόβλητα
Authors: Στεργιόπουλος Δημήτριος 
Published: November 2021

Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη της χρήσης διαφόρων ηλεκτροχημικών διεργασιών στην απομάκρυνση διαφόρων οργανικών και ανόργανων ρύπων από υδατικά απόβλητα. Εξετάζονται όλες οι κυριότερες παράμετροι που αφορούν στις διεργασίες αυτές και γίνεται σύγκριση της αποτελεσματικότητάς τους. Οι διεργασίες που εξετάζονται περιλαμβάνουν την ηλεκτροοξείδωση, την ηλεκτροκροκίδωση, τη διεργασία ηλεκτρο-Fenton, την ηλεκτροανάκτηση, καθώς και συνδυασμό αυτών με χρήση φωτοβολταϊκής ηλιακής ενέργειας. Εξετάζεται η οξειδωτική αποδόμηση της φαινόλης σε υδατικά διαλύματα με ανοδική οξείδωση με χρήση ηλεκτροδίων BDD σε ασυνεχείς και συνεχείς διεργασίες και οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα μιας ηλεκτροχημικής διεργασίας, όπως το pH του διαλύματος, η εφαρμοζόμενη πυκνότητα ρεύματος, η αρχική συγκέντρωση της φαινόλης, η θερμοκρασία, η παροχή, η αγωγιμότητα και ο χρόνος της επεξεργασίας, ώστε να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα και να βρεθούν οι βέλτιστες συνθήκες. Μελετάται μια ολοκληρωμένη διεργασία ηλεκτροχημικού αποχρωματισμού/αποδόμησης χρωστικών, η οποία περιλαμβάνει ηλεκτροκροκίδωση με θυσιαζόμενα ηλεκτρόδια σιδήρου, έμμεση ανοδική οξείδωση σε χωρικά σταθερά ηλεκτρόδια Ti/Pt και γραφίτη ως ανόδους σε διαλύματα με φέροντα ηλεκτρολύτη NaCl και προηγμένη διεργασία οξείδωσης με χρήση της μεθόδου ηλεκτρο-Fenton με θυσιαζόμενη άνοδο σιδήρου και σταδιακής προσθήκης υπεροξειδίου του υδρογόνου και ηλεκτροοξείδωση με χρήση ανόδων αδάμαντα με πρόσμιξη βορίου (BDD). Μελετώνται οι παράμετροι που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου, όπως η εφαρμοζόμενη πυκνότητα ρεύματος, ο χρόνος ηλεκτροχημικής επεξεργασίας και το pH του διαλύματος. Εξετάζεται η ταυτόχρονη απομάκρυνση και ανάκτηση χαλκού, νικελίου, χρωμίου ή άλλων βαρέων μετάλλων από βιομηχανικά απόβλητα ηλεκτροεπιμετάλλωσης που συνδυάζει την ηλεκτροκροκίδωση, την όξινη χώνευση και ηλεκτροανάκτηση. Διερευνώνται και προσδιορίζονται όλες οι παράμετροι που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου, όπως το pH, η εφαρμοζόμενη πυκνότητα ρεύματος, η αρχική συγκέντρωση των μετάλλων και ο χρόνος ηλεκτρόλυσης. Στη συνέχεια μελετάται μια ολοκληρωμένη ηλεκτροχημική επεξεργασία αποκατάστασης ελαιωδών υδατικών αποβλήτων από πλυντήρια πετρελαιοφόρων φορτηγών-δεξαμενόπλοιων που συνδυάζει τις διεργασίες ηλεκτροκροκίδωσης, ηλεκτροοξείδωσης και ηλεκτρο-Fenton, καθώς και η απομάκρυνση του υδρόθειου και των θειούχων ιόντων από υδατικά διαλύματα με τη διεργασία της ηλεκτροκροκίδωσης με ηλεκτρόδια σιδήρου και αργιλίου. Οι ηλεκτροχημικές διεργασίες συγκρίνονται και οι αποδόσεις τους αξιολογούνται. Τέλος, διερευνάται η δυνατότητα του αποχρωματισμού και της αποικοδόμησης της χρωστικής indigo carmine από υγρά υδατικά απόβλητα με τη χρήση ηλεκτροοξείδωσης με ηλεκτρόδια BDD, τα οποία τροφοδοτούνται απευθείας από ένα φωτοβολταϊκό πάνελ χωρίς τη χρήση μπαταριών, καθώς και η επεξεργασία και αποκατάσταση αποβλήτων επιμεταλλωτηρίων που περιέχουν χαλκό και COD με χρήση ηλεκτροκροκίδωσης (EC) με ηλεκτρόδια αργιλίου. Γίνεται μελέτη όλων των παραμέτρων λειτουργίας που επηρεάζουν τη διεργασία, όπως το pH του υδατικού αποβλήτου, η εφαρμοζόμενη πυκνότητα ρεύματος, η αγωγιμότητα, η παροχή, ο χρόνος επαφής και η ηλιακή ακτινοβολία.