Εργαστηριακή μελέτη επεξεργασίας νερού ρυπασμένου με Cr6: Λαγιόπουλος Ι.

1. Εργαστηριακή μελέτη επεξεργασίας νερού ρυπασμένου με Cr(VI)
Λαγιόπουλος Ιωάννης
Γεωλόγος, MSc «Περιβάλλον & Ανάπτυξη»
Ecocity
ΟΙΚΟΠΟΛΙΣ
ΔΠΜΣ - ΕΜΠ «Επιστήμη και Τεχνολογία
Υδατικών Πόρων»
«Έρευνα υδατικών πόρων - Συμβολή των νέων επιστημόνων»
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

2.  10/2014
 06/2015
 09/2015
 07/2016
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017
Πορεία Εργασίας
&
Potential biosorbents for treatment of chromium(VI)
contaminated water discharged into Asopos River
I. Lagiopoulos, A. Binteris, T. Mpouras, I. Panagiotakis, M.
Chrysochoou and D. Dermatas
 02/2017

3. Σκοπός
 Διερεύνηση της ικανότητας απομάκρυνσης του Cr(VI)
 Χρήση 3 οργανικών υλικών χαμηλού κόστους
 Επεξεργασία ρυπασμένου νερού που εκβάλει στον π. Ασωπό
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

4. Εισαγωγή
Χρώμιο
Cr(VI) Απομάκρυνση Cr(VI)
 1000 φορές πιο τοξικό από
το Cr(III)
 Ανθρωπογενές
Χημική βιομηχανία
 Γηγενές
 Υλικά χαμηλού κόστους
 Οργανικά υλικά
 Προσρόφηση
Αναγωγή
Cr(VI) Cr(III)
Πρόσληψη e-
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

5. Εισαγωγή
Πεδίο Έρευνας
 Αγωγός όμβριων υδάτων
 Cr(VI) έως 5 mg/L
 Απουσία δεδομένων σχετικά με
την πηγή της ρύπανσης
 Περιοχή π. Ασωπού Οινοφύτων
Βοιωτίας
 Άτυπη ΒΙ.ΠΕ.
 Ρυπασμένος υπόγειος υδροφόρος
ορίζοντας
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

6. Υλικά και Μέθοδοι

7. Υλικά
1. Καλαμιά
(Phragmites spp.)
2. Κομπόστ 3. Ιλύς
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

8.  Αερόβιες συνθήκες
 Θερμοκρασία δωματίου (23 °C)
 [Cr(VI)] με μέθοδο DPC
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017
Batch πειράματα
Πίνακας 1. Συνθήκες batch πειραμάτων
Κωδικός B1 B2
Υλικό Σύνολο υλικών Τεμαχισμένη καλαμιά
Cr(VI) (mg/L) 3 5
Χρόνος επαφής (h) 0,08-96 8-26 8 8, 20, 26
pH 8,5 8,5 8,5 5,5-8,5
L:S 10:1 4,5:1 2,5:1-8,5:1 4,5:1

9. Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017
 7 L Στήλη διήθησης (1)
 7 L Στήλη παροχής (2)
 Περισταλτική αντλία (3)
 Δοχείο εξόδου(4)
Πειράματα στήλης
Πίνακας 2. Συνθήκες πειραμάτων στήλης
(1)
(2)
(3)
(4)
 Παροχή 7 mL/min
 220 g καλαμιάς/L
 Συνεχής τροφοδότηση με
δ/μα Cr(VI) 5 mg/L
Κωδικός PC1 PC2
Υλικό Τεμαχισμένη καλαμιά
Cr(VI) (mg/L) 5
Χρόνος επαφής (h) 8 8-290
pH 8,5
L:S 4,5:1

10. Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017
 50 g καλαμιάς
 450 ml απιονισμένο νερό
 pH 11
 24 h
 Cr(VI) στην υγρή φάση
 XRF στη στερεή φάση
PC1
XRF
Cr(VI)Εκρόφηση
XRF
Πείραμα εκρόφησης

11. Αποτελέσματα και Συζήτηση

12. Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017
Batch πειράματα (Β1)
Απομάκρυνση Cr(VI)
 Πλήρης απομάκρυνση Cr(VI) σε διαφορετικό ρυθμό
 Μεγάλη μείωση [Cr(VI)] στα 5 min έως 41%
 Αποκλεισμός απορρόφησης με τη διαβροχή του δείγματος
Διάγραμμα 1. Ρυθμός απομάκρυνσης Cr(VI)
Αρχικές συνθήκες
Cr(VI) 3 mg/L
pH 8,5
L:S = 10:1

13. Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017
Batch πειράματα (Β1)
Κινητική απομάκρυνσης Cr(VI)
 1ης τάξης: ln[Cr(VI)] = f(t)
 2ης τάξης: 1/[Cr(VI)] = f(t)
 Η απομάκρυνση Cr(VI) περιγράφεται καλύτερα από το
κινητικό μοντέλο 1ης τάξης
 t1/2 = ln2/ k1
Πίνακας 3. Τιμές k και R2 για κινητικά μοντέλα 1ης και 2ης τάξης και t1/2 για κινητικό
μοντέλο 1ης τάξης.
Υλικά
1ης τάξης 2ης τάξης 1ης τάξης
k1 (h-1) R2 k2 (Lmg-1h-1) R2 t1/2 (h)
Καλαμιά (Λειοτρ.) 0.313 0.902 0.363 0.988 2.21
Καλαμιά (Τεμ.) 0.145 0.993 0.093 0.966 4.78
Κομπόστ 0.188 0.994 1.397 0.905 3.68
Ιλύς 0.029 0.990 0.032 0.967 24.24

14. Διάγραμμα 2. Απομακρυνθέν Cr(VI) ως προς L:S (a) και ως προς pH (b).
 Μειώνοντας το λόγο L:S, το Cr(VI) που απομακρύνεται αυξήθηκε κατά
14%
 Η απομάκρυνση του Cr(VI) αυξάνεται με τη μείωση του pH
Αρχικές συνθήκες
 L:S
Cr(VI) 5 mg/L
Χρόνος επαφής 8 h
pH 8,5
 pH
Cr(VI) 5 mg/L
Χρόνος επαφής 8,
20, 26 h
L:S = 4,5:1
Batch πειράματα (Β2)
L:S και pH
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

15. Πειράματα στήλης (PC1)
Αρχικές συνθήκες
 L:S = 4,5:1
 pH 8,5
 Χρόνος επαφής 8 h
 Cr(VI) 5 mg/L
 Cr(VI) απομακρύνθηκε ομοιόμορφα από όλο τον όγκο της στήλης
(είσοδος, μέση, έξοδος)
 Μέση [Cr(VI)] 3,75 mg/L
 75% της αρχικής συγκέντρωσης Cr(VI)
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

16. Πειράματα στήλης (PC2)
Διάγραμμα 3. Απομακρυνθέν Cr(VI) ως προς το χρόνο
λειτουργίας της αντλίας
Αρχικές συνθήκες
 L:S = 4,5:1
 pH 8,5
 Χρόνος επαφής 8 h
 Cr(VI) 5 mg/L
• Μελετήθηκε η επίδραση του χρόνου λειτουργίας
• 20% απομάκρυνση Cr(VI) μετά από 290 h λειτουργίας της στήλης
• Η μέγιστη απομάκρυνση Cr(VI) της καλαμιάς υπολογίσθηκε σε 380 mg Cr(VI)/
kg καλαμιάς
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

17. Στήλη PC1
XRF
Cr(VI)Εκρόφηση
XRF
3,68 mg/L Cr(VI)
(μέση)
129 mg/Kg
Ολικό Cr από 43,4
mg/Kg αρχικά
56 mg/Kg
Ολικό Cr
Κάτω από το
όριο ανίχνευσης
Πείραμα εκρόφησης
Ο επικρατών μηχανισμός απομάκρυνσης Cr(VI) είναι πιθανόν η αναγωγή
Cr(VI) σε Cr(III) από την καλαμιά
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

18. Συμπεράσματα

19.  Πλήρης απομάκρυνση Cr(VI) σε διαφορετικό ρυθμό από όλα
τα υλικά (B1)
 Ακολουθείται το κινητικό μοντέλο 1ης τάξης (B1)
 Καλαμιά και κομπόστ είναι τα πιο αποτελεσματικά υλικά
Προσρόφηση (B1)
 Μεγάλη μείωση στα 5 min
Αναγωγή (Πείραμα εκρόφησης)
Συμπεράσματα (1/2)
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

20.  L:S δεν επηρέασε σημαντικά την απομάκρυνση Cr(VI) (2,5:1-8,5:1)
(B2)
 pH σημαντική επίδραση στην απομάκρυνση Cr(VI) (5,5-8,5) (B2)
 600 tn καλαμιάς/ έτος απαιτούνται για την επεξεργασία της εκροής
Cr(VI) στα Οινόφυτα (PC2)
 Η καλαμιά μπορεί εν μέρει να επεξεργαστεί την εκροή Cr(VI) στα
Οινόφυτα
Συμπεράσματα (2/2)
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

21. Η έρευνα αυτή υποστηρίχθηκε από το πρόγραμμα
LIFE+ CHARM (LIFE10 ENV/GR/000601)
Ευχαριστίες
Ημερίδα Ecocity, 17/03/2017

22. Potential biosorbents for treatment of chromium(VI) contaminated
water discharged into Asopos River
Lagiopoulos, A. Binteris, T. Mpouras, I. Panagiotakis, M. Chrysochoou and D.
Dermatas
ilagiopoulos@gmail.com
Ευχαριστώ για την προσοχή σας!