Επεξεργασία στραγγισμάτων ΧΥΤΑ με προσρόφηση και ηλεκτροκροκίδωση

• Κύριος συγγραφέας: Γιαννάκης, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Giannakis, Dimitrios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Χώρος υγειονομικής ταφής απορριμμάτων; Στράγγισμα; Προσρόφηση; Ηλεκτροκροκίδωση; Ζεόλιθος; Sanitary landfill leachate; Adsorption; Zeolite

Η ραγδαία αύξηση του πληθυσμού, η αλματώδης βιομηχανική και τεχνολογική ανάπτυξη και οι αλλαγές στο βιοτικό επίπεδο των σύγχρονων ανθρώπων, οδήγησαν στην τεράστια αύξηση των αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ). Η διαχείριση τους αποτελεί ένα μείζων παγκόσμιο πρόβλημα. Δημοφιλής μέθοδος διάθεσης των ΑΣΑ είναι η Υγειονομική Ταφή, καθώς είναι ιδιαίτερα οικονομική και συμβατή με τα περιβαλλοντικά πρότυπα μέθοδος. Ωστόσο, στους Χώρους Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ), παράγονται μεγάλες ποσότητες στραγγισμάτων, μέσω βιολογικών και φυσικοχημικών διεργασιών στα ΑΣΑ, τα οποία είναι ιδιαίτερα ρυπογόνα. Συνεπώς, κρίνεται αναγκαία η επεξεργασία των στραγγισμάτων πριν την διάθεσή τους σε φυσικούς αποδέκτες. Στην παρούσα ερευνητική εργασία εφαρμόστηκαν οικονομικές μέθοδοι επεξεργασίας των στραγγισμάτων για την απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου (NH4+-N), του χρώματος, του Χημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (Chemical Oxygen Demand COD), και του νιτρικού αζώτου (NO3—Ν). Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν πειράματα προσρόφησης για την επεξεργασία ακατέργαστου στραγγίσματος όπου χρησιμοποιήθηκε φυσικός ζεόλιθος. Πραγματοποιήθηκε μελέτη διαφόρων λειτουργικών παραμέτρων για την εύρεση βέλτιστων συνθηκών της διεργασίας. Συγκεκριμένα εξετάστηκε η επίδραση της ταχύτητας ανάδευσης, της δόσης ζεόλιθου και του pH του στραγγίσματος. Ως βέλτιστη ταχύτητα ανάδευσης του μηχανήματος ανάδευσης επιλέχθηκε στα 250rpm. Χρησιμοποιώντας 30g ζεόλιθου σε 300ml ακατέργαστου στραγγίσματος, απομακρύνθηκε το 46.11±0.06 % του ΝΗ4+-Ν, 50.51±2.46 % του χρώματος και 23.68 ± 0.46% του COD μετά από μία ώρα επεξεργασίας. Στα πειράματα όπου μελετήθηκε η βέλτιστη δόση ζεόλιθου, επιλέχθηκε ως βέλτιστη δόση τα 40g καθώς είναι η ελάχιστη δοσολογία που αποδίδει ιδιαίτερα υψηλές αποδόσεις απομάκρυνσης NΗ4+ - N (51.63 ± 0.80% στα 2.5min και 73.97 ± 1.10% στα 180min) σε συνδυασμό με υψηλές αποδόσεις απομάκρυνσης χρώματος (25.71 ± 0.29% στα 2.5min και 50.61 ± 1.14% στα 180min). Επιπλέον, εξετάστηκε η επίδραση του pH και επιλέχθηκε να γίνεται χρήση του ακατέργαστου στραγγίσματος (pΗ 8.03 ± 0.02) καθώς είναι η πιο οικονομική και ασφαλής για το περιβάλλον λύση, επιτυγχάνοντας παράλληλα ικανοποιητικά ποσοστά αφαίρεσης ρύπων (NΗ4+ - N: 73.97 ± 1.10%, COD: 24.61 ± 1.03%, χρώμα: 50.61 ± 1.14%). Στην πορεία της ερευνητικής εργασίας, πραγματοποιήθηκαν πειράματα ηλεκτροκροκίδωσης και έλεγχος της βέλτιστης τιμής πυκνότητας ρεύματος για την επεξεργασία ακατέργαστου στραγγίσματος με ηλεκτρόδια σιδήρου. Η πυκνότητα ρεύματος που επιλέχθηκε ως βέλτιστη είναι τα 30 mA cm-2 , που αντιστοιχούν σε 0.36 Α εφαρμοζόμενης έντασης ρεύματος, δεδομένου ότι είναι η χαμηλότερη πυκνότητα ρεύματος που αποδίδει υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης των ρύπων(NΗ4+ - N: 5.89 ± 0.21% , COD: 32.58 ± 0.67% , NO3—Ν: 43.46 ± 0.06% , χρώμα:75.95 ± 2.83%) διατηρώντας παράλληλα το χαμηλό λειτουργικό κόστος της διεργασίας. Τέλος, η μελέτη ολοκληρώθηκε με την πραγματοποίηση ενός υβριδικού πειράματος προσρόφησης-ηλεκτροκροκίδωσης όπου εφαρμόστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες και των δύο πειραμάτων για την ταυτόχρονη απομάκρυνση των εξεταζόμενων ρύπων, οι οποίες ήταν 73.33 ± 0.01% για το NΗ4+ - N, 42.83 ± 0.28% για το COD, 91.35 ± 0.26% για το χρώμα και 49.68 ± 0.57% για το NO3—Ν. Με τον συνδυασμό των δύο προαναφερθέντων πειραμάτων, της προσρόφησης και της ηλεκτροκροκίδωσης, επιτεύχθηκαν ιδιαίτερα υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης των εξεταζόμενων ρύπων ταυτόχρονα, γεγονός που δεν είναι δυνατό να επιτευχθεί με την κάθε μία διεργασία ξεχωριστά.