title: Παραγωγή τροποποιημένων με ΚΜnO4 βιοεξανθρακωμάτων για την απομάκρυνση Ni(II) και Αs(V) από υδατικά διαλύματα.
title: Production of KMnO4 amended biochar for the removal of Ni(II) and As(V) from aqueous solutions
Creators: name: Μπουλουγαρη Αγγελικη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η απομάκρυνση Ni(II) και As(V)  από υδατικό διάλυμα σε τροποποιημένα με KMnO4 βιοεξενθρακώματα που προήλθαν μέσω πυρόλυσης από δύο διαφορετικά είδη βιομάζας: Λυματολάσπη και Φλοιοί Ρυζιού. Με χρήση των παραπάνω δειγμάτων πραγματοποιήθηκε η παραγωγή βιοεξανθρακωμάτων (τροποποιημένων και μη) με πυρόλυση σε δύο θερμοκρασίες 400°C και 600°C. Συνολικά δηλαδή παρήχθησαν 8 βιοεξανθρακώματα. Οι βιομάζες και τα παραγόμενα βιοεξανθρακώματα χαρακτηρίστηκαν ως προς την απόδοση τους, τη στοιχειακή τους σύνθεση, την τέφρα, τα πτητικά στερεά, το pH και την ηλεκτρική αγωγιμότητα, ενώ στα βιοεξανθρακώματα προσδιορίστηκε επιπλέον το σημείο μηδενικού φορτίου. Από τις συγκεκριμένες αναλύσεις και από την απόδοση της πυρόλυσης προέκυψε ότι τα βέλτιστα βιοεξανθρακώματα, βάσει φυσικοχημικών ιδιοτήτων, ήταν αυτά που προέκυψαν από τη βιομάζα λυματολάσπης, τροποποιημένα και μη, μετά από πυρόλυση στους 400°C.
Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα προσρόφησης για όλα τα βιοεξανθρακώματα. Στα πειράματα προσρόφησης μελετήθηκε η απομάκρυνση επίδραση τριών παραμέτρων στην προσρόφηση του Ni(II) και As(V), συγκεκριμένα της δόσης του εκάστοτε προσροφητή, του pH του διαλύματος και του χρόνου επαφής.
Με βάση τα αποτελέσματα αποδείχθηκε πως όλα τα βιοεξανθρακώματα έδειξαν μεγάλη προσροφητική ικανότητα απέναντι στο Νi2+, ενώ πολύ μικρότερη απέναντι στο Αs5+ . Και στις δύο περιπτώσεις, όμως, η τροποποίηση δεν επέφερε τα επιθυμητά αποτελέσματα, καθώς τα μη τροποποιημένα βιοεξανθρακώματα έδειξαν πολύ καλή συμπεριφορά απέναντι στα δύο μέταλλα πετυχαίνοντας απομακρύνσεις έως 98% στο Ni(II) και 35% στο Αs(V). Αντίστοιχα, οι απομακρύνσεις των τροποποιημένων με KMnΟ4  βιοεξανθρακωμάτων ήταν της ίδιας τάξης με τα μη τροποιημένα. Όσον αφορά το χρόνο προσρόφησης, η μέγιστη προσρόφηση του Ni(II) επιτεύχθηκε σε λιγότερο από μισή ώρα, ενώ του Αs(V) στη μια μιση ώρα. Συνεπώς, με βάση τα αποτελέσματα καταλήγουμε πως η τροποποίηση δεν επέφερε σημαντικές αλλαγές στην απομάκρυνση των δύο μετάλλων.
description: Τhe main aim of this study is the removal of Ni (II) and As (V) from aqueous solution on modified with KMnO4 biochar derived by pyrolysis of two different types of biomass: Sludge and rice husks. Pyrolysis of the above biomass samples (unmodified, as well as modified) took place at two temperatures, 400°C and 600°C, resulting in eight biochars. The biomass and the biochars obtained were characterized for their elemental composition, ash, volatile solids, pH and electric conductivity, while for the biochars the zero charge point was further determined. These analyses, along with the yield of pyrolysis, have shown that optimal biochars, on the basis of their physicochemical properties, were those obtained from sludge, whether modified or not, at pyrolysis temperature 400°C. 
Following the characterization of the materials, then adsorption experiments were conducted for all biochars. In the adsorption experiments, the removal efficiency of three parameters on the adsorption of Ni (II) and As (V) was investigated, namely the dose of each adsorbent, the pH of the solution and the contact time. Based on the results, all biochars showed high adsorption capacity towards Ni2+, while the corresponding adsorption capacity towards As5+ was much smaller. In both cases, however, the modification did not bring about the desired increase in the removal efficiency, as the unmodified biochars showed metal removal rates up to 98% for Ni2+ and 35% for As5+. On the other hand, the removal of KMnO4-modified biochars was at the same level as the unmodified biochar. Regarding the adsorption time, the maximum adsorption of Ni (II) was achieved in less than half an hour, while the equivalent one of As (V) in half an hour. Therefore, based on the results we conclude that the amendment did not result in significant changes in the removal of the two metals.