title: Εφαρμογή της θερμικής εκρόφησης με χρήση μικροκυμάτων στην επεξεργασία ρυπασμένων εδαφών με πετρελαιοειδή
title: Applying thermal desorption using microwaves in the treatment of soils contaminated with petroleum products
Creators: name: Σαμοθρακη Ευαγγελια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2017

description: Η εκτεταμένη χρήση του πετρελαίου αλλά και των προϊόντων αυτού, η παρουσία διαφόρων ρύπων στο έδαφος, όπως οι ολικοί πετρελαϊκοί υδρογονάνθρακες (TPH) και οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες (PAHs), καθίσταται ένα σύνηθες φαινόμενο στη σύγχρονη εποχή. Οι κύριες πηγές των πετρελαϊκών υδρογονανθράκων, είναι τυχόν διαρροές και ατυχήματα, κατά τη μεταφορά ή/και την αποθήκευση καυσίμων και άλλων προϊόντων πετρελαίου. Για το λόγο αυτό, έχει επιτευχθεί η ανάπτυξη διαφόρων μεθόδων εξυγίανσης και αποκατάστασης ρυπασμένων εδαφών από πετρελαϊκούς ρύπους.
Η παρούσα διπλωματική εργασία, εκπονήθηκε στα πλαίσια προσπάθειας εξυγίανσης ρυπασμένου από πετρελαιοειδή εδάφους, το οποίο προήλθε από την περιοχή ενός διυλιστηρίου. Στο αρχικό στάδιο, έγινε χαρακτηρισμός του υπό μελέτη δείγματος, σχετικά με την περιεχόμενη υγρασία, τα χημικά στοιχεία, τις ορυκτολογικές του φάσεις και τη θερμοβαρυτομετρική ανάλυση. Επ’ ακολούθως, εφαρμόστηκε η μέθοδος της θερμικής εκρόφησης με χρήση τροποποιημένου οικιακού φούρνου μικροκυμάτων, σε ρυθμιζόμενη ισχύ 450 και 800 W, αλλά και επιλεγόμενους χρόνους εκρόφησης, με σκοπό την απομάκρυνση των οργανικών ρύπων. Τέλος, ακολούθησε ο προσδιορισμός των ολικών πετρελαϊκών υδρογονανθράκων που απομακρύνθηκαν, καθώς και η ποιοτική προσέγγιση των πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων, κάνοντας χρήση κατάλληλων μεθόδων.
Η επεξεργασία με μικροκύματα κρίθηκε αποτελεσματική, για την επεξεργασία ρυπασμένου δείγματος σε μικρούς χρόνους εκρόφησης. Συγκεκριμένα, η μέθοδος κατέδειξε απόδοση απομάκρυνσης των TPH έως και 99 %. Ως σημαντικότερη λειτουργική παράμετρος για την ικανοποιητική απομάκρυνση των πετρελαϊκών ρύπων κρίθηκε ο χρόνος επεξεργασίας. Αντιθέτως, οι μεταβολές τόσο της εφαρμοσμένης ισχύος, όσο και της ποσότητας του ρυπασμένου δείγματος που εξετάστηκαν δεν επέφεραν σημαντικές διαφοροποιήσεις στην αποτελεσματικότητα της διεργασίας. Τα βαριά μοριακού βάρους (HMW) PAHs, παρουσίασαν υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης από την αρχή ήδη της εφαρμογής. Από περιβαλλοντικής άποψης, κρίθηκε ως ιδανική ισχύς λειτουργίας τα 450 W.

description: The extended use of petroleum and its products, the exposure of different pollutants in the ground, such as the Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) and the Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), become a common phenomenon in modern times. The main sources of Petroleum Hydrocarbons are any leaks and accidents, the transference or the retention of fuels and other petroleum products. Therefore, the developments in several methods of remediation of pollutant soils by petroleum have been accomplished.
This diploma thesis was developed in the context of an effort to rehabilitate oil-contaminated soil, which originated from an Industrial area. At the initial stage, the studied sample was characterized as, the moisture content, the chemical elements, the mineralogical phases and the thermogravimetric analysis. Subsequently, the thermal desorption method was applied using a modified household microwave at an adjustable power of 450 and 800 W, and selected desorption times in order to remove the contained water and organic pollutants. Finally, the determination of total petroleum hydrocarbon released as well as the qualitative approach of polycyclic aromatic hydrocarbons by using appropriate methods.

Microwave processing was judged effective to treat contaminated samples at short desorption times. Specifically, the method demonstrated a TPH removal efficiency of up to 99 %. Processing time was the most important functional parameter for satisfactory removal of petroleum pollutants. On the contrary, variations in both the applied power and the quantity of the contaminated sample tested did not bring about significant variations in the efficiency of the process. Heavy molecular weight (HMW) PAHs showed high rates of removal from the start of the application. From an environmental point of view, the ideal power output was 450 W.