Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος

Μόνιμο URI για αυτήν την κοινότηταhttps://dspace.library.tuc.gr/handle/123456789/132

Μέχρι και τον Ιούνιο του 2021 η σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών περιβάλλοντος ονομαζόταν Σχολή Μηχανικών Περιβάλλοντος.

Νέα

Περιηγούμαι

Τώρα δείχνει 1 - 5 από 5

Εκρόφηση φωσφόρου σε βιοεξανθράκωμα (biochar)
(Technical University of Crete, 2014) Maggolis Argyrios; Μαγγολης Αργυριος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος; Venieri Danai; Βενιερη Δαναη
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η εκρόφηση ή έκπλυση, καθώς και η προσρόφηση φωσφορικών ιόντων (PO4-3) από αγροτικά στερεά απόβλητα- παραπροϊόντα, τα οποία ήταν φλοιοί ρυζιού, στέμφυλα (παραπροϊόντα των οινοποιείων) και τέλος κλαδέματα ελαιόδεντρων. Τα υλικά αυτά μελετήθηκαν τόσο στην ανεπεξέργαστη μορφή τους, όσο και μετά την πυρόλυσή τους και τη μετατροπή τους σε βιοεξανθράκωμα σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες (300οC και 500οC) για χρονικό διάστημα 60 λεπτών. Τα υλικά που παρασκευάστηκαν και χρησιμοποιήθηκαν , χαρακτηρίστηκαν ως προς το pH τους και την στοιχειακή τους σύνθεση, ενώ τα ανεπεξέργαστα ως προς την υγρασία. Αρχικά υπολογίστηκε η απόδοση της πυρόλυσης στην παραγωγή βιοεξανθρακώματων και έγινε σύγκρισή τους ανάλογα με τη θερμοκρασία πυρόλυσης. Από τα αποτελέσματα παρατηρήθηκε ότι η αύξηση της θερμοκρασίας πυρόλυσης επιδρά σημαντικά στη μείωση της απόδοσης των υλικών σε ό,τι αφορά την παραγωγή βιοεξανθρακωμάτων. Το πιο αποδοτικό από αυτά ήταν το βιοεξανθράκωμα που παρήχθη από φλοιούς ρυζιού στους 300οC . Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα εκρόφησης φωσφορικών, όπως επίσης και εκπλύσεις σε όλα τα υλικά ενώ στο τέλος στα πιο εκπλυμένα υλικά, έλαβε χώρα προσρόφηση φωσφορικών υπό συνθήκες ισορροπίας και κινητικής. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν, παρατηρήθηκε μεγάλη εκρόφηση PO4-3 από τα διαθέσιμα παραπροϊόντα, όπως επίσης και σημαντικές ποσότητες έκπλυσης PO4-3 από το βιοεξανθράκωμα. Αυτό μας δείχνει πως το βιοεξανθράκωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εδαφοβελτιωτικό στο χώμα απελευθερώνοντας σημαντικές ποσότητες θρεπτικών. Τέλος, στα απαλλαγμένα από φώσφορο βιοεξανθρακώματα (βιοεξανθράκωμα φλοιών ρυζιού στους 300οC και το βιοεξανθράκωμα στέμφυλων στους 300οC) δεν παρατηρήθηκε σημαντική προσρόφηση.
Έρευνα απομάκρυνσης Cu(II) και Pb(II) από υδατικό διάλυμα με χρήση βιοεξανθρακώματος (biochar) σε πειράματα συνεχούς ροής
(Technical University of Crete, 2014) Mantonanaki Antonia; Μαντωνανακη Αντωνια; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Pentari Despoina; Πενταρη Δεσποινα
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή ερευνάται η απομάκρυνση ιόντων συγκεκριμένων μετάλλων, χαλκού (Cu2+) και μολύβδου (Pb2+), από υδατικά διαλύματα χρησιμοποιώντας βιοεξανθράκωμα (biochar) σε πειράματα συνεχούς ροής. Το biochar προήλθε από πυρόλυση αποβλήτου χρησιμοποιημένου καφέ σε θερμοκρασία 600ο C. Αρχικά, για το υλικό που χρησιμοποιήθηκε έγιναν πειράματα χαρακτηρισμού, με σκοπό να κατανοηθούν οι ιδιότητές του για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων των πειραμάτων συνεχούς ροής. Το υλικό αυτό αξιολογήθηκε ως προς το pH του, τη στοιχειακή του ανάλυση, τη θερμογόνο δύναμη και το σημείο μηδενικού φορτίου του. Ακόμα, έλαβαν χώρα μετρήσεις ορυκτολογικής ανάλυσης (XRD) και ειδικής επιφάνειας (ΒΕΤ). Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα συνεχούς ροής με διάρκεια 56 h υπό σταθερή θερμοκρασία με τη βοήθεια στηλών. Ως ροφητικό υλικό στις στήλες χρησιμοποιήθηκε το biochar, ενώ τα υδατικά διαλύματα που διέρχονταν από αυτές, περιείχαν χαλκό και μόλυβδο. Σκοπός αυτών των πειραμάτων ήταν να προσδιοριστεί το χρονικό διάστημα που το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει χωρίς να επέλθει κορεσμός κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Έτσι, μελετήθηκε η επίδραση διαφορετικών τιμών pH, διαφορετικών αρχικών συγκεντρώσεων και διαφορετικών ρυθμών ροής στη ρόφηση και απομάκρυνση των συγκεκριμένων μετάλλων. Η επίδραση του pH, η οποία μελετήθηκε σε τιμές pH=2 & 5, έδειξε ότι η ικανότητα ρόφησης των μετάλλων παρείχε ικανοποιητικά αποτελέσματα στη χαμηλή τιμή pH για το εξεταζόμενο χρονικό διάστημα. Έπειτα, με τη μελέτη του ρυθμού ροής, σε δύο διαφορετικές τιμές ίσες με 0.5 & 4 mL/min, διαπιστώθηκε ότι πλήρης ρόφηση πραγματοποιήθηκε σε αργούς ρυθμούς, καθώς το διάλυμα παρέμεινε περισσότερο χρόνο στη στήλη. Οι αρχικές συγκεντρώσεις των διαλυμάτων που χρησιμοποιήθηκαν είχαν τιμές 0.5 – 2 mmol/L. Η μοντελοποίηση των πειραματικών δεδομένων που ακολούθησε είχε στόχο να περιγράψει την απόδοση της στήλης και να προσδιορίσει το καλύτερο μοντέλο για την πρόβλεψη της δυναμικής συμπεριφοράς του συστήματος. Μελετήθηκαν τα μοντέλα του Thomas, του Adams-Bohart και του Yoon-Nelson, παρέχοντας διαφορετικά αποτελέσματα το καθένα. Διαπιστώθηκε ότι το μοντέλο του Thomas αντιπροσωπεύει καλύτερα τα πειραματικά δεδομένα, χωρίς όμως να τα ικανοποιεί πλήρως. Τα άλλα δύο μοντέλα δεν παρείχαν υψηλές τιμές συντελεστών συσχέτισης, χαρακτηρίζοντας τα ως μη ικανοποιητικά για την περιγραφή των πειραματικών δεδομένων. Τέλος, συνοψίζοντας η διερεύνηση της απομάκρυνσης ιόντων χαλκού και μολύβδου από biochar έδειξε ότι καλύτερα αποτελέσματα επιφέρουν οι χαμηλότερες τιμές pH καθώς και οι χαμηλότεροι ρυθμοί ροής των διαλυμάτων.
Μελέτη επίδρασης της προσθήκης βιοεξανθρακώματος (Biochar) σε έδαφος τεχνητά ρυπασμένο με ψευδάργυρο
(Technical University of Crete, 2015) Koutsoubi Maria-Eleni; Κουτσουμπη Μαρια-Ελενη; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Pentari Despoina; Πενταρη Δεσποινα
Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η επίδραση βιοεξανθρακώματος (biochar) στις ιδιότητες του εδάφους και στην διαθεσιμότητα ψευδαργύρου (Zn2+) σε αυτό. Η παραγωγή του biochar έγινε μέσω πυρόλυσης βιομάζας, και συγκεκριμένα πυρηνόξυλου, μέσα σε κλίβανο, σε θερμοκρασία 700 °C. Εξετάστηκαν τρεις αναλογίες προσθήκης biochar (0, 5 και 10 %) και δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις ψευδαργύρου (1,000 και 2,000 mg/(kg εδάφους)). Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές στις οποίες το έδαφος δεν αναμίχθηκε με διάλυμα μετάλλου. Στις συγκεκριμένες δοκιμές, χρησιμοποιήθηκε αντί διαλύματος μετάλλου απιονισμένο νερό ενώ παρέμειναν ίδιες οι αναλογίες biochar. Η επώαση των μιγμάτων διήρκησε συνολικά 30 ημέρες, εκ των οποίων την 1η, 10η, 20ή και 30ή λαμβάνονταν δείγματα προς ανάλυση. Όλα τα δείγματα εξετάστηκαν ως προς το pH, την ηλεκτρική αγωγιμότητα και το δυναμικό οξειδοαναγωγής, ενώ την 30ή ημέρα υπέστησαν δοκιμές φυτοτοξικότητας με τρία είδη φυτών. Επιπλέον, τα ρυπασμένα δείγματα μελετήθηκαν ως προς την κινητικότητα και διαθεσιμότητα ψευδαργύρου μέσω διαδικασίας εκχυλίσεων ενός σταδίου κατά τις προαναφερόμενες ημέρες δειγματοληψίας και διαδοχικών εκχυλίσεων κατά την 30ή ημέρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η προσθήκη biochar στο έδαφος, σε γενικές γραμμές οδήγησε στην αύξηση του pH, της κατιοντεναλλακτικής ικανότητας και της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του εδάφους, καθώς επίσης στη μείωση του δυναμικού οξειδοαναγωγής. Ακόμη, ο ψευδάργυρος εκχυλίστηκε σε πολύ μεγάλο βαθμό στην περίπτωση των εκχυλίσεων με διάλυμα EDTA. Αμέσως μετά ακολουθούν οι εκχυλίσεις με διάλυμα CaCl2, και τέλος εκείνες που έλαβαν χώρα με απιονισμένο νερό. Η προσθήκη biochar στο έδαφος προκαλεί τη μείωση της κινητικότητας και διαθεσιμότητας ψευδαργύρου σε αυτό, γεγονός που μπορεί να αποδοθεί κυρίως στην αύξηση του pH και της κατιοντεναλλακτικής ικανότητας που παρατηρείται. Μέσω της διαδικασίας των διαδοχικών εκχυλίσεων προέκυψε ότι η παρουσία biochar επιφέρει αλλαγές στην κατανομή του ψευδαργύρου στα κλάσματα του εδάφους. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε συνεχής αύξηση του ποσοστού του μετάλλου στο υπολειμματικό κλάσμα και διαρκής μείωσή του στο εναλλάξιμο. Συνεπώς, η προσθήκη biochar στο έδαφος συμβάλλει στη μείωση της εκχυλισιμότητας του ψευδαργύρου. Όσον αφορά στις δοκιμές φυτοτοξικότητας, η παρουσία μετάλλου στα δείγματα επέδρασε αρνητικά στη βλάστηση καθώς και στην ανάπτυξη των ριζών των σπόρων των τριών φυτών. Αντίθετα, η παρουσία biochar συνέβαλε στη βλάστηση μεγαλύτερου αριθμού σπόρων και στην αύξηση του μήκους των ριζών τους. Γενικά, σε όλα τα πειράματα που διεξήχθησαν, η μεγαλύτερη περιεκτικότητα του εδάφους σε biochar επέφερε καλύτερα αποτελέσματα, με εξαίρεση τα τεστ φυτοτοξικότητας, όπου συνέβη το αντίθετο.
Μελέτη κινητικότητας βαρέων μετάλλων σε εδάφη με προσθήκη βιοεξανθρακωμάτων (biochars) με πειράματα στηλών
(Technical University of Crete, 2014) Papadakis Michalis; Παπαδακης Μιχαλης; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκαν πειράματα στηλών με σκοπό τη μελέτη της κινητικότητας βαρέων μετάλλων σε εδάφη με προσθήκη βιοεξανθρακωμάτων (biochars).Οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των biochars προήλθαν από λυματολάσπη που συλλέχθηκε από τις ταινιοφιλτρόπρεσσες του βιολογικού καθαρισμού Χανίων, από το οργανικό κλάσμα απορριμμάτων που παρελήφθη από την ΔΕΔΙΣΑ, καθώς και από φλοιούς ρυζιού από ριζόμυλο της περιοχής Θεσσαλονίκης. Πιο συγκεκριμένα στον πρώτο κύκλο πραγματοποιήθηκαν πειράματα εκρόφησης με τέσσερα πληρωτικά μέσα (έδαφος χωρίς προσθήκες, έδαφος με biochar απο λυματολάσπη, έδαφος με biochar από το οργανικό κλάσμα των απορριμμάτων, έδαφος με biochar από φλοιούς ρυζιού). Τα μέταλλα που εξετάστηκαν σε αυτή την φάση ήταν το Cr(III), το Cr(VI)και το Аs(V). Η διαβροχή των στηλών επιλέχτηκε έτσι ώστε να ανταποκρίνεται σε μια ρεαλιστική βροχόπτωση για την περιοχή των Χανίων και εν συνεχεία ελήφθησαν δείγματα που μετρήθηκαν στην ατομική απορρόφηση για να προσδιοριστούν οι συγκεντρώσεις των προς μελέτη βαρέων μετάλλων. Από τα αποτελέσματα συμπεραίνουμε ότι το έδαφος έδειξε μια αρκετά καλή συμπεριφορά στη συγκράτηση των βαρέων μετάλλων και ότι η προσθήκη των biochars άλλοτε βελτίωσε και άλλοτε όχι την προσροφητική ικανότητα του εδάφους. Έτσι για παράδειγμα, στην περίπτωση του Cr(III),ενώ το έδαφος χωρίς προσθήκες εκρόφησε 1,5% της συνολικής ποσότητας του Cr (III), στη στήλη με χώμα και biochar από φλοιούς ρυζιού εκροφήθηκε συνολικά 2,7%. Για τις στήλες με biochar από το οργανικό κλάσμα των απορριμμάτων και τη λάσπη τα αντίστοιχα ποσοστά ήταν 1% και 0,5%. Στον δεύτερο κύκλο πειραμάτων επιλέχτηκαν τρία πληρωτικά μέσα: χώμα χωρίς προσθήκες, χώμα και biochar από φλοιούς ρυζιού, χώμα και biochar από λυματολάσπη. Ετοιμάστηκαν διαλύματα Cr(VI)με συγκεντρώσεις 1mg/L, 3mg/Lκαι 10mg/L, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για τη διαβροχή των στηλών σε κάθε σετ πειραμάτων. Το άλας που χρησιμοποιήθηκε ήταν το K2CrO4. Από τα διαγράμματα που προέκυψαν διαπιστώνουμε ότι η επίτευξη συνθηκών πλήρους διαρροής στο δεδομένο χρόνο διαβροχής συμβαίνει μόνο για την περίπτωση των υψηλών συγκεντρώσεων (10mg/l, 3mg/l).
Παραγωγή εξανθρακώματος από βιομάζα για περιβαλλοντικές εφαρμογές
(Technical University of Crete, 2014) Agrafioti Evanthia; Αγραφιωτη Ευανθια; Diamantopoulos Evaggelos; Διαμαντοπουλος Ευαγγελος; Gidarakos Evaggelos; Γιδαρακος Ευαγγελος; Komnitsas Konstantinos; Κομνιτσας Κωνσταντινος; Vamvouka Despoina; Βαμβουκα Δεσποινα; Xekoukoulotakis Nikos; Ξεκουκουλωτακης Νικος

Περιηγούμαι

Πλοήγηση Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος ανά Θέμα "Activated charcoal"