Τροποποίηση ροφητικών υλικών με τεχνολογία ψυχρού πλάσματος και ακινητοποίηση βιομάζας και αξιολόγησή τους για την απομάκρυνση χρωστικών από υδατικά διαλύματα

• Κύριος συγγραφέας: Γιαννούλια, Στεφανία
• Άλλοι συγγραφείς: Giannoulia, Stefania
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Τεχνολογία ψυχρού πλάσματος; Ακινητοποίηση βιομάζας; Απομάκρυνση χρωστικών; Οργανικοί ρύποι; Προσρόφηση; Χαμηλού κόστους προσροφητικά; Cold plasma technologies; Biomass immobilization

Η υποβάθμιση της ποιότητας των υδάτινων πόρων μας επιδεινώνεται λόγω της συνεχούς προσθήκης ανεπιθύμητων χημικών ουσιών σε αυτούς. Έχει διαπιστωθεί ότι μερικές εκατοντάδες οργανικοί ρύποι ρυπαίνουν τους υδάτινους πόρους. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να παρέχεται μια αποτελεσματική απομάκρυνση των τοξικών οργανικών ρύπων από το νερό. Σήμερα, χρησιμοποιούνται αρκετές τεχνολογίες για την αφαίρεση οργανικών ρύπων από λύματα, όμως η διαδικασία ρόφησης παραμένει η καλύτερη λόγω του χαμηλού κόστους, της εύκολης λειτουργίας, της ευελιξίας, της συγγένειας με τους τοξικούς ρύπους καθώς και υψηλή απόδοση και αποτελεσματικότητα. Επιπλέον, η ρόφηση μπορεί να αφαιρέσει διαλυτούς και αδιάλυτους οργανικούς ρύπους χωρίς τη δημιουργία επικίνδυνων υποπροϊόντων. Υλικά με μεγάλη ικανότητα ρόφησης αλλά και φθηνά χρησιμοποιήθηκαν και στην παρούσα εργασία. Πραγματοποιήθηκε μελέτη της απομάκρυνσης χρωστικών από υδατικά διαλύματα μέσω ρόφησης σε υλικά προερχόμενα από την βιομάζα στερεών αγροτικών αποβλήτων. Χρησιμοποιήθηκαν δηλαδή υπολείμματα καφέ espresso, τα οποία είναι κατάλοιπα των καταστημάτων πώλησης καφέ, σε ακατέργαστη μορφή αλλά και επεξεργασμένα. Αυτά αποτελούν την ακατέργαστη βιομάζα και βιοεξανθράκωμα (biochar) από υπολείμματα καφέ espresso. Επίσης χρησιμοποιήθηκε ως ροφητικό υλικό για μέτρηση ρόφησης και βιομάζα από τα κελύφη βελανιδιών, τα οποία είναι επίσης αγροτικά απόβλητα που πετιούνται. Η ακατέργαστη βιομάζα και βιοεξανθράκωμα (biochar) από υπολείμματα καφέ espresso έλαβαν μέρος και στην ακινητοποίηση βιομάζας για τη ρόφηση των οργανικών ρύπων τύπου χρωστικών και στο πείραμα με την τεχνολογία ψυχρού πλάσματος, όπου ενεργοποιήθηκαν με την χρήση ψυχρού πλάσματος σε αντιδραστήρα υψηλής τάσης με εναλλασσόμενο ρεύμα. Στόχος είναι να παρατηρήσουμε αν η ικανότητα ρόφησης χρωστικών ουσιών από το δείγμα ακατέργαστης βιομάζας καφέ μπορεί να είναι συγκρίσιμη με εκείνη του βιοεξανθρακώματος και να ανακαλύψουμε τον καλύτερο τρόπο παρασκευής και ενεργοποίησης των ροφητικών υλικών που χρησιμοποιήθηκαν ώστε να πετύχουμε την μεγαλύτερη δυνατή ρόφηση. Στην παρούσα εργασία αναφερθήκαμε σε μια συγκεκριμένη κατηγορία ρύπων, τις χρωστικές. Οι χρωστικές που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η Μπλέ του μεθυλενίου και η κόκκινη (Ε122) χρωστική ζαχαροπλαστικής Αζωρουμπίνι. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν με ροφητή βιοεξανθράκωμα καφέ διέφεραν από εκείνα με βιομάζα καφέ. Σε αυτά η ρόφηση με την βιομάζα καφέ ήταν μικρότερη σε σύγκριση με τα δείγματα με biochar κάτι που επιβεβαίωσαν και οι σταθερές κινητικής. Μόνο για την χρωστική μπλε του μεθυλενίου τα αποτελέσματα ήταν πολύ κοντά. Για τη βιομάζα καφέ με μικροοργανισμούς τα αποτελέσματα έδειξαν αρκετά μεγάλη ρόφηση στη βιομηχανικής προέλευσης χρωστική Methylene Blue, ενώ στην κόκκινη χρωστική 16 ζαχαροπλαστικής δεν έγινε ρόφηση. Αντίστοιχα ήταν τα αποτελέσματα και για το βιοεξανθράκωμα καφέ με μικροοργανισμούς. Στη βιομάζα από κελύφη βελανιδιών στην χρωστική Methylene Blue παρατηρήθηκε μεγάλο ποσοστό ρόφησης σε αντίθεση με την κόκκινη της ζαχαροπλαστικής, όπου ήταν μηδενική. Συγκεκριμένα, παρατηρείται ότι το Methylene Blue ροφήθηκε από όλα τα είδη ροφητικών που χρησιμοποιήθηκαν (βιομάζα καφέ με και χωρίς μικροοργανισμούς, βιοεξανθράκωμα καφέ με και χωρίς μικροοργανισμούς, βιομάζα από κελύφη βελανιδιών και βιομάζα και βιοεξανθράκωμα καφέ με πλάσμα), σε αντίθεση με την χρωστική κόκκινη ζαχαροπλαστικής, η οποία δεν ροφήθηκε από κανένα από τα παραπάνω (στην 1η ημέρα ρόφησης όπου γίνεται η σύγκριση), εκτός από τη βιομάζα και βιοεξανθράκωμα καφέ ενεργοποιημένα με πλάσμα.