Βελτιστοποίηση της λειτουργίας συστήματος καθαρισμού νερού με βάση κοκκώδες υδροξυ-οξείδιο κασσιτέρου
Creators: name: Παπαδόπουλος, Γεώργιος Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Εξασθενές χρώμιο
Υδροξυ-οξείδια κασσιτέρου
Επεξεργασία πόσιμου νερού
Hexavalent chromium
Tin oxy-hydroxides
Drinking water treatment

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην παραγωγή και μελέτη κατάλληλου προσροφητικού υλικού με σκοπό την απομάκρυνση του εξασθενούς χρωμίου, Cr(VI), από το πόσιμο νερό. Η παρουσία εξασθενούς χρωμίου στο πόσιμο νερό αποτελεί παγκοσμίως σημαντικό πρόβλημα καθώς η μακροχρόνια κατανάλωση νερού με υψηλές συγκεντρώσεις εξασθενούς χρωμίου έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζει σημαντικά την υγεία των ανθρώπων με την ανάπτυξη ακόμα και διάφορων μορφών καρκίνου. Επιπρόσθετα ο φυσικός σχηματισμός του χρωμίου στα υπόγεια και φυσικά νερά πολλών περιοχών παγκοσμίως, αλλά και η αυξημένη συγκέντρωσή του λόγω της ανθρωπογενούς δραστηριότητας οδηγούν στην απαίτηση άμεσης αντιμετώπισης του προβλήματος. Το υλικό που παράχθηκε είναι το υδροξυ-οξείδιο κασσιτέρου του οποίου η απόδοση μελετήθηκε με πειράματα προσρόφησης. Η αρχική αποτελεσματικότητα του υλικού στην απομάκρυνση του εξασθενούς χρωμίου σε εργαστηριακές συνθήκες οδήγησε σε κατασκευή διάταξης δέσμευσης χρωμίου (φίλτρο) για την περαιτέρω μελέτη της απόδοσής του υπό πραγματικές συνθήκες. Εκτελέσθηκε μια σειρά πειραμάτων με εναλλαγές των μεταβλητών που μπορούν να επηρεάσουν την απόδοση του φίλτρου όπως το pH, ο χρόνος επαφής και η συγκέντρωση του εξασθενούς χρωμίου καλύπτοντας κάθε δυνατό συνδυασμό αυτών. Οι τιμές pH που επιλέχθηκαν ήταν 7, 7,5 και 8 καθώς συναντώνται συνηθέστερα στα φυσικά ύδατα. Ο χρόνος επαφής για τις παροχές που επιλέχτηκαν κυμαίνονταν από 40 έως 185 sec ενώ η συγκέντρωση εξασθενούς χρωμίου από 25 έως 1000 μg/L. Η απομάκρυνση του εξασθενούς χρωμίου πραγματοποιείται με συνδυαστική προσροφητική και αναγωγική δράση των χλωροϋδροξυ -οξείδιων του Sn(II). Ο κύριος μηχανισμός απομάκρυνσης του Cr(VI) είναι η αναγωγή του προς Cr(III) κατά την επιφανειακή οξείδωση του Sn2+ σε Sn4+, ακολουθούμενη από την ιζηματοποίηση και προσρόφηση του Cr(III). Τα πειράματα άφησαν θετικά αποτελέσματα και πιθανώς μια επαρκή και οικονομική λύση στην αντιμετώπιση του εξασθενούς χρωμίου.
description: This thesis work focuses on the production and study of suitable adsorbent material capable to remove hexavalent chromium, Cr(VI), from drinking water. The presence of hexavalent chromium in drinking water is a major problem worldwide, as long-term water consumption with high concentrations of hexavalent chromium has been shown to significantly affect human health by the development of various forms of cancer. In addition, the natural formation of chromium in the underground and natural waters of many regions worldwide, as well as the increased concentration due to anthropogenic activity leads to the need for immediate resolution of the problem. The material produced is stannous hydroxy-oxide whose performance was studied by adsorption experiments. The initial efficacy of the material in removing hexavalent chromium under laboratory conditions led to the construction of a chrome filter device for further study of its performance under real conditions. A series of experiments were performed with variations of variables that can affect filter performance such as pH, contact time and hexavalent chromium concentration by covering every possible combination of these. The pH values selected were 7, 7.5 and 8 as they are more common in natural waters. The contact time selected at ranged from 40 to 185 seconds while the hexavalent chromium concentration ranged from 25 to 1000 μg/L. The removal of hexavalent chromium is carried out by combined adsorption and reducing action of Sn(II) chlorooxy-hydroxides. The main mechanism for removing Cr(VI) is its reduction to Cr(III) upon surface oxidation of Sn2+ to Sn4+, followed by precipitation and adsorption of Cr (III). The experiments have yielded positive results and probably a sufficient and economical solution to the treatment of hexavalent chromium
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)