title: Απολύμανση έρματος με χρήση νανοφυσαλίδων όζοντος
title: Disinfection of ballast water using ozone nanobubble technology 
Creators: name: Κατρης Κωνσταντινος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2021

description: Η παγκόσμια εμπορευματική διακίνηση στην συντριπτική πλειοψηφία της πραγματοποιείται δια θαλάσσης με κατάλληλα πλοία. Εδώ και δεκαετίες η ναυτιλία αποτελεί την κορυφαία επιλογή για διακινήσεις αγαθών ανά την υφήλιο. Ωστόσο όμως, αναπόφευκτα αυτό οδηγεί στο να υπάρχει μεγάλο περιβαλλοντικό αποτύπωμα στον πλανήτη, που γεννά ανησυχητικές σκέψεις την σημερινή περίοδο για την αντιμετώπιση των έντονων περιβαλλοντικών προκλήσεων. Οι δύο μεγαλύτερες αιτίες που αποδίδονται για την επιβάρυνση του περιβάλλοντος από την ναυτιλία είναι: οι εκπομπές τοξικών ρύπων από τους κινητήρες εσωτερικής καύσεως καθώς επίσης και η – εν πολλοίς – ανεξέλεγκτη διάθεση θαλασσινού νερού, το οποίο χρησιμοποιείται ως έρμα. Οι δεξαμενές έρματος σε ένα πλοίο γεμίζουν και εκκενώνουν θαλασσινό νερό για να ισοσταθμίσουν την μείωση του βάρους που πραγματοποιείται κατά την φορτοεκφόρτωση των εμπορευμάτων. Συνεπώς, από μόλις ένα πλοίο χιλιάδες κυβικά θαλασσινού νερού που φορτώθηκαν από μια θαλάσσια πιθανώς ρυπασμένη περιοχή μπορεί να διατεθεί σε μια άλλη με εντελώς διαφορετικά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Από το 2018 ο Διεθνής Οργανισμός Ναυσιπλοΐας (IMO) έχει θεσπίσει περιβαλλοντικά όρια για τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του θαλασσινού νερού που εκκενώνονται από τα πλοία. Οι μέθοδοι απολύμανσης του νερού αυτού είναι ποικίλες. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η απολύμανση του θαλασσινού νερού με χρήση Νανοφυσαλίδων Όζοντος. Πραγματοποιείται ανάλυση για το κατά πόσο αποδίδει στην απολύμανση έναντι του συμβατικού οζονισμού με μακροφυσαλίδες, καθώς επίσης και για το ποσοστό εξουδετέρωσης των βακτηρίων που αναφέρεται στον περιβαλλοντικό κανονισμό D2 του ΙΜΟ. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση της αλατότητας και της αρχικής συγκέντρωσης όζοντος στη διαδικασία οζονισμού, επιβεβαιώνοντας την ραγδαία αντίδραση του όζοντος με τα βρωμικά και χλωρικά ιόντα που υπάρχουν στο θαλασσινό νερό. Κατά την πειραματική διαδικασία απολύμανσης με χρήση νανοφυσαλίδων όζοντος, προσθέτοντας 10^7 CFU/mL αρχικής βακτηριακής συγκέντρωσης των βακτηρίων Εscherichia coli και Enterococci, η απόδοση της απολύμανσης (CFU(Inactivated)/mg ozone) αυξάνεται με την αύξηση της αλατότητας με την ίδια αρχική συγκέντρωση όζοντος.
description: The majority of freight transportation internationally is carried by vessels. For a very long time, maritime remains the top choice in the ways of global transportation. Nevertheless, since maritime is so widespread across the world, it certainly has an impact in sea ecosystems, leaving an ecological footprint. Two most important factors of sea environment pollution are: the toxic gas emissions from internal combustion ship engines, and the uncontrolled discharge of ballast water. Each vessel has its own ballast water tanks that are occasionally filled with sea water in order to regulate the freight weight loss when travelling with less cargo. Therefore, very large amount of sea water, possibly contaminated from foreign sea shores may be illegally discharged at a totally different coastal area without any local authority control. In 2018, International Maritime Organization (comm. IMO) established a regulation framework (D2 regulation) concerning restrictions on discharged sea water quality standards. Many shipyard companies have developed ballast water disinfection systems that manage to treat and discharge ballast sea water completely cleaned. In this thesis a new way of sea water disinfection is being examined. More specifically, sea water is treated by using ozone nanobubbles which are expected to maintain the ozone in a more stable way than ordinary macrobubbles. Apart from the significance of the bubbles size, bacteria inactivation analysis is also a very important aspect that shows whether this water treatment method has capabilities or not. Moreover, the effect of salinity and initial ozone concentration on the ozonation process was studied.During the experimental process of sea water disinfection, bacteria was added to the saline water with an initial bacterial concentration of 10^7 CFU/mL of Escherichia coli and Enterococci. The ultimate disinfection effect (CFU(Inactivated)/mg ozone) was increased by the increase of salinity.