Χρήση φυσικών αργίλων στην απομάκρυνση βαρέων μετάλλων από υδατικά διαλύματα και αστικά και βιομηχανικά λύματα:
Creators: name: Bourliva, Anna
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Αργιλικά ορυκτά
Βαρέα μέταλλα
Προσρόφηση
Βιομηχανικά απόβλητα
Clay minerals
Heavy metals
Adsorption
Industrial wastewaters

description: Τα βαρέα μέταλλα θεωρούνται από τους πιο επικίνδυνους ρύπους του περιβάλλοντος, γιατί δεν αποικοδομούνται και συσσωρεύονται σε αυτό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι συνηθισμένες μέθοδοι απομάκρυνσης τοξικών μετάλλων από υγρά απόβλητα με σκοπό την προστασία του περιβάλλοντος, είναι αρκετά δαπανηρές και αναποτελεσματικές. Η προσρόφηση αποτελεί μια ευρέως χρησιμοποιούμενη σύγχρονη μέθοδο απομάκρυνσης τοξικών μετάλλων και ανήκει στις βέλτιστες διαθέσιμες διεργασίες. Το κυριότερο μειονέκτημα της συγκεκριμένης μεθόδου αποτελεί το υψηλό κόστος των προσροφητικών μέσων με αποτέλεσμα να θεωρείται μη-οικονομικά συμφέρουσα η εφαρμογή της από μικρές βιομηχανικές μονάδες, καθώς και από μη-αναπτυγμένες χώρες. Η χρήση χαμηλής αξίας ορυκτών πρώτων υλών όπως είναι τα αργιλικά ορυκτά ως εναλλακτική λύση για την απομάκρυνση τοξικών μετάλλων, αποτελεί μία μέθοδο που χαρακτηρίζεται συνήθως από μεγάλη αποτελεσματικότητα, εκλεκτικότητα, ευρύτητα εφαρμογών και χαμηλό κόστος. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης φυσικών αργιλικών υλικών που παρουσιάζουν σημαντικά εκμεταλλεύσιμα κοιτάσματα ή εμφανίσεις στον Ελλαδικό χώρο, στην απομάκρυνση βαρέων μετάλλων από υδατικά διαλύματα, ο προσδιορισμός των ιδανικών παραμέτρων για τη μέγιστη δυνατή απομάκρυνση των βαρέων μετάλλων, η διερεύνηση της δυνατότητας απόρριψης της παραγόμενης τοξικής λάσπης χωρίς να οδηγήσει σε νέα περιβαλλοντικά προβλήματα και ο προσδιορισμός του ρυθμού και του κόστους της διεργασίας για άμεση τεχνολογική εφαρμογή. Ειδικότερα, εξετάστηκε πειραματικά η δυνατότητα χρήσης των αργιλικών ορυκτών και πετρωμάτων μπεντονίτης (Μήλος), ατταπουλγίτης (Γρεβενά) και βερμικουλίτης (Ασκός), για την απομάκρυνση βαρέων μετάλλων, όπως τα κάδμιο, μόλυβδος, νικέλιο, χαλκός και ψευδάργυρος από υδατικά διαλύματα. Εξετάζεται η επίδραση παραμέτρων όπως ο χρόνος επαφής, η ποσότητα του προσροφητικού, το pH και η συγκέντρωση του μετάλλου, στην αποτελεσματικότητα της προσρόφησης. Η μαθηματική προσομοίωση των πειραματικών αποτελεσμάτων της προσρόφησης γίνεται με τη γραμμική προσαρμογή σε διάφορα μοντέλα. Τέλος, τα ίδια υλικά χρησιμοποιήθηκαν για τον καθαρισμό υγρών αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων.
description: Heavy metals are considered as the most toxic pollutants of the environment since they are not biodegradable and they tend to accumulate in it for a long period of time. The treatment methods commonly used for metal-bearing effluents are quite expensive and ineffective. Among all treatment methods, adsorption is widely used, highly effective and is included among the best available techniques. The main disadvantage of adsorption is the high price of the adsorbents, thus its application is considered non-economical for small industrial units as well as non-developed countries. Utilization of low cost raw materials such as clay minerals as an alternative for the removal of heavy metals has great potential since it is characterized by high efficiency, selectivity, amplitude of applications and low cost. The aim of the present study was to investigate the possibility of the usage of natural clays which either are exploited or present significant occurrences in Greece, for heavy metal removal from aqueous solutions, the determination of the ideal parameters for maximum removal efficiency, the investigation of the safe disposal of the produced sludge and the determination of the rate and the cost of the process for direct technological application. Specifically, natural clays such as bentonite (Milos), attapulgite (Grevena) and vermiculite (Askos) were experimentally utilized for the removal of the heavy metals cadmium, lead, nickel, copper and zinc from aqueous solutions. The effects of various adsorption conditions such as contact time, adsorbent dosage, solution pH and metal concentration were investigated. The experimental data were evaluated by the linear fitting in different isothermal and kinetic models. Finally, the same materials were utilized and evaluated for municipal and industrial wastewaters treatment.