Χρήση κεραμικών μεμβρανών για διαχωρισμό υγρών αποβλήτων

Abstract

Η τεχνολογία διαχωρισμού υγρών, με χρήση κεραμικών μεμβρανών είναι μία μέθοδος που έρχεται να προστεθεί στις ήδη υπάρχουσες. Οι προσδοκίες για την χρήση τους είναι υψηλές καθώς τα μέχρι τώρα πειραματικά αποτελέσματα διαχωρισμών υδατικών διαλυμάτων κρίνονται ικανοποιητικά και σε αρκετές περιπτώσεις ελπιδοφόρα. Η μελλοντική ανάπτυξη της τεχνολογίας διαχωρισμού υγρών αποβλήτων με χρήση μεμβρανών αναμένεται να αξιοποιηθεί στις βιομηχανίες τροφίμων, στις φαρμακευτικές και χημικές βιομηχανίες κ.τ.λ.. Η απομάκρυνση βαρέων μετάλλων και άλλων επικίνδυνων και τοξικών ουσιών από το νερό, καθώς επίσης και ο διαχωρισμός σωματιδίων από τα υγρά, αποτελεί και θα αποτελέσει ένα σημαντικό πεδίο ανάπτυξης τις επόμενες δεκαετίες. Τα βαρέα μέταλλα, όπως και το αρσενικό είναι επικίνδυνα και τοξικά για τον άνθρωπο και το περιβάλλον, για αυτό και η απομάκρυνσή τους κρίνεται απαραίτητη. Βρίσκονται στα υπόγεια και επιφανειακά νερά (όξινη απορροή μεταλλείων), στην ιπτάμενη τέφρα από την καύση του άνθρακα και αλλού (απόβλητα βυρσοδεψείων κ.α.). Ακριβώς για αυτόν το λόγο υπάρχει έντονη ερευνητική δραστηριότητα για τη δημιουργία και επεξεργασία των κεραμικών μεμβρανών με σκοπό τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας και κατά συνέπεια της απόδοσής τους. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας δίνεται μία γενική εικόνα της μόλυνσης των υδάτων, των επιπτώσεων αυτής στον άνθρωπο και το περιβάλλον καθώς επίσης και στον τρόπο πρόληψης ή της αντιμετώπισης της μόλυνσης του νερού. Πιο ειδικά αναφέρονται η όξινη απορροή των μεταλλείων και η ιπτάμενη τέφρα όπου και βρίσκεται αρσενικό. Στη συνέχεια, (δεύτερο κεφάλαιο) αναφέρονται οι φυσικές διεργασίες που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων. Περισσότερη έμφαση δίνεται στην τεχνολογία των μεμβρανών (υπερδιήθηση ή μικροδιήθηση και νανοδιήθηση). Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή της πειραματικής διάταξης και της εκτέλεσης των πειραμάτων. Ακόμα παρουσιάζονται οι νόμοι και οι εξισώσεις λειτουργίας που ισχύουν για τις διεργασίες διαχωρισμού με μεμβράνες. Έπειτα ακολουθεί το τέταρτο κεφάλαιο, το οποίο αποτελεί το κύριο μέρος αυτής της εργασίας. Παρατίθενται σε αυτό όλα τα πειράματα που εκτελέσθηκαν καθώς επίσης και ο σχολιασμός των αποτελεσμάτων τους. Τα πειράματα αφορούν το διαχωρισμό σκόνης σιδήρου και αρσενικού από κεραμικές μεμβράνες. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο παρατίθενται παραδείγματα εφαρμογών της τεχνολογίας μεμβρανών σε βιομηχανικό επίπεδο και αναφέρονται τα σχετικά συμπεράσματα που προέκυψαν μετά το πέρας της διπλωματικής εργασίας.