|
|
|
Έρευνα |
|
Επικοινωνία |
|
Συντονιστής: |
|
Έρευνα |
||||||||||||||||||||
|
Η ποιοτική υποβάθμιση του περιβάλλοντος (αέρας, νερό, έδαφος) τα τελευταία 50 χρόνια, ως αποτέλεσμα της έντονης βιομηχανικής/αγροτικής δραστηριότητας, καθώς και της αλόγιστης καθημερινής χρήσης, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη, εκτός από την πιο σώφρονα διαχείριση των ήδη υπαρχόντων αποθεμάτων, της εύρεσης μεθόδων ικανών να επιλύουν τα εμφανιζόμενα προβλήματα ρύπανσης, χωρίς όμως την δημιουργία νέων. Οι κλασσικές φυσικοχημικές μέθοδοι αντιμετώπισης της ρύπανσης του νερού και του αέρα, όπως η καθίζηση, η διήθηση, η προσρόφηση π.χ. σε ενεργό άνθρακα, κ.τ.λ. από μόνες τους δεν κρίνονται ικανοποιητικές, διότι κατά μεγάλο μέρος κάνουν απλά μεταφορά του προβλήματος από την μία φάση στην άλλη. Ειδικά στην περίπτωση του πόσιμου νερού η χρήση αυτών μόνο των μεθόδων κρίνεται ως πλήρως ανεπαρκής. Αλλά και οι βιολογικές μέθοδοι επεξεργασίας, οι οποίες βρίσκουν μεγάλη εφαρμογή σήμερα, σε πολλές περιπτώσεις κρίνονται από μόνες τους ως αναποτελεσματικές και αντιοικονομικές, λόγω της παρουσίας πολύπλοκων μορίων που δεν βιοαποικοδομούνται ή αποικοδομούνται πολύ δύσκολα (π.χ. τασενεργές ουσίες, χρωστικές κ.α.). Επιπλέον αδυνατούν να επιλύσουν προβλήματα επεξεργασίας λυμάτων, τα οποία περιέχουν τοξικές ουσίες (π.χ. φυτοφάρμακα, χρωστικές, κ.τ.λ.). Η πλήρης καταστροφή (οξείδωση) των πιο επικίνδυνων οργανικών ενώσεων, οι οποίες αποτελούν ιδιαίτερο κίνδυνο για την ισορροπία των οικοσυστημάτων, μπορεί να επιτευχθεί με την χρήση χημικών μεθόδων οξείδωσης που μετατρέπουν τις ενώσεις αυτές σε πλέον ακίνδυνες μορφές (CO2, H2Ο, ανόργανες ουσίες) ή σε οργανικά μόρια μικρότερου μοριακού βάρους, τα οποία μπορούν κατόπιν να βιοαποικοδομηθούν ευκολώτερα. Ο ρόλος του χλωρίου και των παραγώγων του (ClO2, ClO-) ως απολυμαντικά και οξειδωτικά είναι ευρέως γνωστός. Αποτελούν φθηνά και αποτελεσματικά μέσα, που ατυχώς παρουσιάζουν σοβαρά μειονεκτήματα, αφενός λόγω της δημιουργίας χλωριωμένων οργανικών παραγώγων, τα οποία σε πολλές περιπτώσεις αποτελούν μεγάλο κίνδυνο (τοξικά,καρκινογόνα, μεταλλαξιογόνα), εφετέρου, διότι σε πολλές περιπτώσεις αδυνατούν να αδρανοποιήσουν πολλούς οργανικούς ρύπους, λόγω της χαμηλής σχετικά οξειδωτικής τους δράσης Επιπλέον η απελευθέρωση των χλωροϊόντων προκαλεί αύξηση της αλατότητας των υδάτων, με γνωστά σε όλους αποτελέσματα. Στο πλαίσιο αναζήτησης μεθόδων εναλλακτικών στις ήδη υπάρχουσες και φιλικών προς το περιβάλλον (καθαρές τεχνολογίες), μπορεί να ενταχθεί και το αυξανόμενο ενδιαφέρον τελευταία για την χρησιμοποίηση των λεγόμενων "Προχωρημένων Οξειδωτικών Μεθόδων Αντιρρύπανσης (Advanced Oxidation Processes)" (ΠΟΜΑ). Με τον όρο αυτό εννοούνται κυρίως εκείνες οι τεχνολογίες οι οποίες στηρίζονται στην χρήση μεθόδων όπως η φωτόλυση (UV-Β,C), η οζονόλυση (Ο3, Ο3/UV-Β, Ο3/Η2Ο2), Η2Ο2/UV-Β, η ετερογενής φωτοκατάλυση (ΤiΟ2/UV-Α), το αντιδραστήριο Fenton και Photo-Fenton, η ηλεκτροχημική οξείδωση,κ.α. Η ραγδαία ανάπτυξή τους την τελευταία δεκαετία οφείλεται, αφενός στην ικανότητά τους να αδρανοποιούν τις πλέον βλαβερές/τοξικές και μη βιοαποικοδομήσιμες οργανικές ουσίες που συναντώνται στην υγρή και αέρια φάση, αφετέρου δε στους ολοένα και πιό αυστηρούς περιβαλλοντικούς νόμους που θέτει σε εφαρμογή η πολιτεία. Μερικές από αυτές βρίσκονται ήδη στο στάδιο της εφαρμογής, άλλες δε στο στάδιο της ανάπτυξης ή της εφαρμογής σε πιλοτική κλίμακα. Η αποτελεσματικότητα τους, με εξαίρεση την φωτόλυση, στηρίζεται στην δημιουργία ριζών του υδροξυλίου (ΟΗ.), οι οποίες και αποτελούν το ισχυρότερο οξειδωτικό μέσο μετά το φθόριο και επιπλέον δεν ρυπαίνουν το περιβάλλον (βλέπε Πιν. 1). Πρόκειται για ιδιαίτερα ισχυρά οξειδωτικά σώματα τα οποία, αντιδρούν με οργανικές ενώσεις αποσπώντας Η και δημιουργώντας υπεροξειδικές ρίζες. Οι τελευταίες προκαλούν οξειδωτικές θερμικές αντιδράσεις, οι οποίες τελικά οδηγούν στην πλήρη μετατροπή των οργανικών ενώσεων σε CO2, H2O και ανόργανα άλατα.
Πίνακας 1: Δυναμικό αναγωγής,
σε Volt, οξειδωτικών μέσων με περιβαλλοντικό
Οι τεχνολογίες που περικλείει ο όρος ΠΟΜΑ αποτελούν ελπιδοφόρες λύσεις αντιμετώπισης του προβλήματος "ρύπανση" λόγω του ότι
Σχήμα 1: Μερικές από τις μεθόδους
επεξεργασίας υγρών αποβλήτων και αερίων ρύπων που εντάσσονται στις
Προχωρημένες Οξειδωτικές Μεθόδους Με την πάροδο του χρόνου οι ΠΟΜΑ γίνονται όλο και πιο ανταγωνιστικές σε σχέση με τις κλασσικές μεθόδους αντιρύπανσης, λόγω της ανάπτυξης της τεχνολογίας, της ολοένα και εντονότερης επιβάρυνσης του περιβάλλοντος, καθώς και λόγω της ανάγκης επίλυσης και όχι μεταφοράς των εμφανιζόμενων προβλημάτων ρύπανσης. Επιπλέον οι προαναφερθείσες μέθοδοι καταστροφής των τοξικών και βλαβερών ουσιών που συναντώνται στα υπόγεια νερά, στα υγρά απόβλητα, στο έδαφος και στον αέρα, καθώς και η απολυμαντική ικανότητά τους προσφέρουν λύσεις οι οποίες όχι απλώς επιβραδύνουν (π.χ. μη οξειδωτικές μέθοδοι), αλλά αναστρέφουν την τάση υποβάθμισης του περιβάλλοντος του παρελθόντος. Στόχος του παρόντος δικτύου Ε&Τ επιμόρφωσης είναι η έγκαιρη εκπαίδευση και κατάρτιση ερευνητών, νέων επιστημόνων, μεταπτυχιακών φοιτητών, πτυχιούχων ΑΕΙ, ΤΕΙ, καθώς και στελεχών επιχειρήσεων σε ορισμένες από αυτές τις πολλά υποσχόμενες περιβαλλοντικές τεχνικές με τη συμμετοχή εκπαιδευτών οι οποίοι όχι απλώς είναι γνώστες του θέματος, αλλά δραστηριοποιούνται τόσο εκπαιδευτικά, όσο και ερευνητικά στις τεχνικές αυτές. Λαμβάνωντας δε υπόψιν ότι οι συμμετέχοντες φορείς βρίσκονται σε τέσσερεις διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές, η δημιουργία του δικτύου θα έχει ως αποτέλεσμα τον περιορισμό της απομόνωσης και του κατακερματισμού των ελληνικών ερευνητικών ομάδων, καθώς και την αντιμετώπιση της πολυδιάσπασης και της αλληλοεπικάλυψης των ερευνητικών δραστηριοτήτων, ενώ η συμμετοχή των ιδιωτικών φορέων θα συμβάλλει αποφασιστικά στην διάχυση της τεχνογνωσίας στα στελέχη ομοειδών παραγωγικών φορέων. Επιπλέον στα πλαίσια του δικτύου θα υπάρξει ενημέρωση ως προς τις διεθνείς επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις σε θέματα σχετικά με την εφαρμογή καινοτόμων μεθόδων στην προστασία του περιβάλλοντος, ενώ οι εκδηλώσεις δημοσιότητας (ημερίδα, άρθρα σε περιοδικά, συνεντεύξεις τύπου, κτλ.) θα συμβάλλουν στη διάδοση της ερευνητικής και τεχνολογικής γνώσης στο ευρύ και ειδικό κοινό. Συγκεκριμένα στα πλαίσια του δικτύου Ε&Τ επιμόρφωσης θα μελετηθούν τόσο σε θεωρητικό, όσο και πρακτικό επίπεδο οι ακόλουθες Οξειδωτικές Μέθοδοι Αντιρρύπανσης: Ετερογενής φωτοκατάλυση (ΤiO2/UV-A, solar detoxification) [6-12] Η ανάμειξη του προς καθαρισμό αποβλήτου με έναν ημιαγώγιμο καταλύτη (π.χ. ΤiΟ2), ο οποίος είναι χημικά και βιολογικά αδρανής, και ο φωτισμός του συστήματος με τεχνητό ή ηλιακό φως δημιουργεί εντός του καταλύτη ιδιαίτερα ισχυρά οξειδωτικά και αναγωγικά σωματίδια, τις οπές (h+) και τα ηλεκτρόνια (e-) αντίστοιχα, εκ των οποίων οι φωτοδημιουργούμενες οπές αντιδρούν με τα ιόντα ΟΗ- ή με τα μόρια του Η2Ο που είναι προσροφημένα στην επιφάνεια του ημιαγωγού και τα οξειδώνουν προς τις αντίστοιχες ρίζες του υδροξυλίου (ΟΗ.). Οι ρίζες αυτές αποτελούν το κύριο οξειδωτικό μέσο, το οποίο προσβάλλει τα οργανικά μόρια που βρίσκονται στο διάλυμα και μέσω υπεροξειδικών ριζών τα αποικοδομεί προς CO2 και ανόργανα άλατα. Λόγω δε του υψηλού δυναμικού οξείδωσης των ριζών αυτών, είναι δυνατή η προσβολή πρακτικά όλων των οργανικών ρύπων που συναντώνται στην υγρή και στην αέρια φάση.
Σχήμα 2: Αρχή λειτουργίας της ετερογενούς φωτοκατάλυσης. Εκτός από τη δυνατότητα καταστροφής των τοξικών ουσιών οργανικής προελεύσεως, με τη συγκεκριμένη μέθοδο είναι δυνατή επίσης η οξείδωση ανόργανων ιόντων (π.χ. ΝΟ2-, CN-, S-2, S2O3-2 κ.α.) και η απολύμανση του νερού και του αέρα. Η εφαρμογή της ετερογενούς φωτοκατάλυσης στην αδρανοποίηση των αερίων ρύπων αποτελεί έναν τομέα ο οποίος αν και δεν έχει μελετηθεί τόσο έντονα ακόμη όσο αυτός των υγρών, έδωσε αποτελέσματα ιδιαίτερα ενθαρρυντικά. Παρουσιάζει το πλεονέκτημα, ότι ο καταλύτης λειτουργεί σε κανονικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας και κατ’ αντιστοιχία με τις περιπτώσεις των υγρών αποβλήτων, μπορεί να οξειδώσει όλους σχεδόν τους οργανικούς ρύπους, καθώς και ανόργανους όπως τα ΝΟx, SΟ2, κ.τ.λ.. Χρησιμοποιεί δε το οξυγόνο της ατμόσφαιρας το οποίο βρίσκεται σε περίσσεια. Ο τρόπος λειτουργίας είναι αντίστοιχος αυτού στα υγρά απόβλητα. Η μέθοδος εφαρμόζεται ήδη στην πράξη για τον καθαρισμό του αέρα εσωτερικών χώρων σε νοσοκομεία, γραφεία, κ.τ.λ., ενώ τελευταία γίνονται προσπάθειες εφαρμογής της μεθόδου και στην καταπολέμηση του φωτοχημικού νέφους των μεγάλων πόλεων. Επιπλέον εκμεταλλευόμενοι τη φωτοαναγωγική διεργασία που λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια του καταλύτη, ταυτόχρονα με τη φωτοοξείδωση, είναι δυνατή η απομάκρυνση από τα υγρά απόβλητα βαρέων ή ευγενών μετάλλων με πολύ απλό και αποτελεσματικό τρόπο. Η ταυτόχρονη δε ύπαρξη στα προς επεξεργασία απόβλητα ουσιών που μπορούν να οξειδωθούν (π.χ. οργανικά μόρια) και ουσιών που μπορούν να αναχθούν (π.χ. ευγενή ή βαρέα μέταλλα) επιτρέπει μια πιο αποτελεσματική εκμετάλλευση των δυνατοτήτων που παρέχει η ετερογενής φωτοκατάλυση. Η χρήση ενός φθηνού καταλύτη, ο οποίος είναι χημικά και βιολογικά αδρανής, σε συνδυασμό με τη δυνατότητα ενεργοποίησής του με τη βοήθεια της ηλιακής ακτινοβολίας μπορεί να προσφέρει, ειδικά σε περιοχές μεγάλης ηλιοφάνειας όπως η Ελλάδα, πολύ αποτελεσματικές και οικονομικές λύσεις καταστροφής ή απομάκρυνσης τοξικών και βλαβερών ρύπων. Η φωτοηλεκτροκαταλυτική οξείδωση, δηλαδή η υποβοηθούμενη με ηλεκτρικό ρεύμα φωτοκαταλυτική οξείδωση με στόχο τον καθαρισμό του νερού και των αποβλήτων, όπως και η απλή φωτοκαταλυτική οξείδωση, βασίζεται στο φωτοηλεκτροχημικό φαινόμενο, το οποίο στις δεκαετίες του 1970 και 80 γνώρισε μεγάλη ανάπτυξη, λόγω των δυνατοτήτων που παρείχε για τη φωτοχημική διάσπαση του νερού. Η εφαρμογή της ως μεθόδου καταστροφής οργανικών ρύπων είναι πολύ πρόσφατη, παρουσιάζει όμως σημαντικά πλεονεκτήματα [21-28]. Στην περίπτωση της φωτοκαταλυτικής οξείδωσης, σημαντικό μειονέκτημα της χρήσης του ΤiΟ2 υπό μορφή κόνεως, είναι η ανάγκη απομάκρυνσής του μετά το πέρας της επεξεργασίας. Για τον λόγο αυτό έντονη είναι παγκοσμίως η έρευνα και ανάπτυξη για την παρασκευή και μελέτη λεπτών νανοκρυσταλλικών υμενίων του ΤiΟ2 επάνω σε κατάλληλα υποστρώματα, με στόχο την αντικατάσταση της κόνεως του TiO2, ώστε να αποκοπεί το στάδιο της απομάκρυνσής του μετά το τέλος της επεξεργασίας. Η μείωση όμως της ενεργούς επιφάνειας του καταλύτη, που βρίσκεται σε μορφή λεπτού υμενίου σε σχέση με την αντίστοιχη σε μορφή κόνεως οδηγεί και σε μείωση της απόδοσης του συστήματος. Η μείωση αυτή μπορεί να αντισταθμισθεί με την εφαρμογή ενός μικρού θετικού δυναμικού στον καταλύτη μέσω μιάς ηλεκτροχημικής διάταξης. Ως αποτέλεσμα της υποβοηθούμενης με ηλεκτρικό ρεύμα φωτοκαταλυτικής οξείδωσης ή αλλιώς φωτοηλεκτροκαταλυτικής οξείδωσης αναμένεται η δραστική αύξηση της απόδοσης του συστήματος H2O2/UV-Β [13-15] Ο πιο απλός τρόπος παραγωγής των ελευθέρων ριζών του ΟΗ είναι η φωτοχημική διάσπαση του Η2Ο2 σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση Η2Ο2 + hv (< 300 nm) ? 2 ΟΗ. Πρόκειται για μία αντίδραση με πολύ υψηλή κβαντική απόδοση (~2), δηλαδή ένα φωτόνιο παράγει 2 ρίζες ΟΗ.. Στην πράξη όμως διάφοροι παράγοντες όπως ο ανασυνδυασμός ή η αντίδραση των ριζών με το Η2Ο2 μειώνουν σημαντικά την κβαντική απόδοση, με αποτέλεσμα αυτή να κειμένεται στα 0.5. Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει η συνεργετική δράση του συστήματος Η2Ο2/UV, ως μέθοδος επεξεργασίας, είναι η θερμική σταθερότητα του Η2Ο2, η αποθήκευση του χωρίς προβλήματα, η δημιουργία 2 mols ΟΗ. από 1 mol Η2Ο2, οι ελάχιστες επενδύσεις και η απλή διαδικασία. Το κύριο μειονέκτημα της μεθόδου μπορεί να επικεντρωθεί στο ρυθμό δημιουργίας των ριζών ΟΗ.. Λόγω του ότι το Η2Ο2 απορροφά πολύ χαμηλά στο υπεριώδες (214 nm), η δημιουργία των ριζών παρεμποδίζεται, όταν στο διάλυμα υπάρχουν οργανικές ουσίες (π.χ. αρωματικές ενώσεις) που απορροφούν στην περιοχή αυτή και δρουν ως φίλτρα. Επιπλέον η φωτοχημική ενεργοποίηση του Η2Ο2στα χαμηλά μήκη κύματος απαιτεί εξειδικευμένους και υψηλού κόστους λαμπτήρες. Αντιδραστήριο Fenton και Photo-Fenton [16-21]
Το αντιδραστήριο Fenton (μίγμα Fe+2 και
Η2Ο2) ειναι γνωστό για την ικανότητα του να οξειδώνει μία σειρά
οργανικών ρύπων στα υγρά απόβλητα. Η οξειδωτική του ικανότητα είναι
αποτέλεσμα της δημιουργίας των ελευθέρων ριζών του ΟΗ. και της προσβολής
από αυτές των οργανικών ουσιών στα προς επεξεργασία απόβλητα.
Μειονεκτήματα της μεθόδου είναι η κατανάλωση σημαντικών ποσοτήτων από τα
προαναφερθέντα αντιδραστήρια, η δημιουργία μεγάλων ποσοτήτων λάσπης,
καθώς και η μερική μόνο οξείδωση πολλών οργανικών ρύπων. Η
βελτιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος, που αποτελεί στόχο πολλών
ερευνητικών ομάδων διεθνώς, μπορεί να επιτευχθεί π.χ. με το συνδυασμό
του προαναφερθέντος συστήματος με μεθόδους ικανές να επαναανάγουν τον
τρισθενή σίδηρο σε δισθενή, με αποτέλεσμα την σημαντικά μικρότερη
κατανάλωση αντιδραστηρίων και την παραγωγή λάσπης, Η αποτελεσματικότητα
και η απόδοση της συγκεκριμένης μεθόδου μπορεί να αυξηθεί εντυπωσιακά
κατά τον φωτισμό του συστήματος με τεχνητό ή ηλιακό φως (αντιδραστήριο Photo-Fenton). Αποτέλεσμα του φωτισμού είναι η επιπλέον δημιουργία ριζών
του ΟΗ., η μικρότερη ποσότητα λάσπης, καθώς και η πλήρης οξείδωση των
περισσοτέρων οργανικών ενώσεων. Σημαντική είναι επίσης η έρευνα και ανάπτυξη τελευταία στην βελτιστοποίηση της απόδοσης και του αντιδραστηρίου Photo-Fenton με τη χρησιμοποίηση συμπλόκων του σιδήρου (π.χ. οξαλικός σίδηρος), τα οποία μπορούν και απορροφούν μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φάσματος. Ηλεκτροχημική οξείδωση ρύπων και αναγωγή τοξικών μετάλλων [22-26]
Η μέθοδος στηρίζεται στην άμεση ή έμμεση
οξείδωση ανόργανων ή οργανικών ρύπων και στην αναγωγική απόθεση μετάλλων,
διεργασίες οι οποίες επιτελούνται με τη βοήθεια κατάλληλης
ηλεκτροχημικής κυψέλης δύο ηλεκτροδίων εμβαπτισμένων μέσα στο απόβλητο.
Το σύστημα τροφοδοτείται με συνεχές ρεύμα από έναν ανορθωτή, το θετικό
άκρο του οποίου λειτουργεί ως άνοδος και το αρνητικό ως κάθοδος. Χημικές
αντιδράσεις συμβαίνουν και στα δύο ηλεκτρόδια (οξειδώσεις στην άνοδο και
αναγωγές στην κάθοδο) και έτσι εκτός από την απορρυπαντική δράση που μας
ενδιαφέρει (οξείδωση ρύπων ή αναγωγή μετάλλων) και λαμβάνει χώρα στο
ηλεκτρόδιο εργασίας, κατάλληλες δράσεις λαμβάνουν χώρα στο απέναντι
ηλεκτρόδιο (συνήθως έκλυση υδρογόνου από αναγωγή του νερού και αναγωγή
διαλυτού οξυγόνου ή έκλυση οξυγόνου από οξείδωση του νερού).
• Χαρακτηριστικές περιπτώσεις ανοδικής
οξείδωσης ρύπων αποτελούν οι παρακάτω διεργασίες: Έμμεση οξείδωση
οργανικών ρύπων μέσω ηλεκτροχημικής παραγωγής ριζών υδροξυλίου από
οξείδωση του νερού πάνω σε κατάλληλα ηλεκτρόδια (π.χ. SnO2, TiO2) που
ευνοούν τον σχηματισμό των ριζών αυτών σε βάρος της απλής ηλεκτρολυτικής
οξείδωσης του νερού προς οξυγόνο.
Οι καθοδικές αντιδράσεις που έχουν
περιβαλλοντικό ενδιαφέρον αφορούν κυρίως την αναγωγή και απομάκρυνση
διαφόρων τοξικών μετάλλων από τα υγρά απόβλητα με ηλεκτροαπόθεση τους σε
τρισδιάστατα ηλεκτρόδια μεγάλης επιφάνειας (όπως π.χ. ηλεκτρόδια αφρών ή
πλεγμάτων και κλίνες σωματιδίων άνθρακα). Χαρακτηριστικές περιπτώσεις
εφαρμογής της μεθόδου αποτελούν: Οζόνωση [27-31] H χρησιμοποίηση του όζοντος στην επεξεργασία του πόσιμου νερού χρονολογείται από το 1906 (Νίκαια, Γαλλία). Εξαιτίας της ισχυρής οξειδωτικής του ικανότητας, το όζον χρησιμοποιείται τόσο για την επεξεργασία του πόσιμου νερού, όσο και για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων. Ειδικότερα, βρίσκει εφαρμογή ως απολυμαντικό, στην απομάκρυνση ιόντων μαγνησίου και σιδήρου, στον αποχρωματισμό καθώς και στη βελτίωση της γεύσης και της οσμής του πόσιμου νερού. Τελευταία, διαπιστώθηκε ότι με την οζονόλυση αυξάνεται η κροκίδωση των σωματιδίων που βρίσκονται σε διασπορά στα επιφανειακά νερά και στα υγρά απόβλητα. Σημαντικός λόγος για τη χρήση του Ο3 υπήρξε η επιλογή της μείωσης του ελεύθερου χλωρίου στην επεξεργασία των υδάτων, λόγω της δημιουργίας κατά τη χλωρίωση των χλωριωμένων παραγώγων του μεθανίου, τα οποία βλάπτουν σοβαρά την υγεία. Παρόλο που το όζον είναι θερμοδυναμικά ένα από τα πιο ισχυρά οξειδωτικά, η οζονόλυση σε υδατική φάση είναι κινητικά ελεγχόμενη διεργασία, και σταθερές ενώσεις με κορεσμένα άτομα άνθρακα σχηματίζονται στο σύστημα. Η παραγωγή του όζοντος αποτελεί μια διεργασία ιδιαίτερα απαιτητική σε ενέργεια, σε σημείο που να αποτελεί το 50% και πλέον του συνολικού κόστους επεξεργασίας των λυμάτων ή του πόσιμου νερού. Το γεγονός αυτό οδήγησε, τα τελευταία χρόνια, στην υιοθέτηση νέων μεθόδων, που εκμεταλλεύονται τη συνεργετική δράση του όζοντος με την υπεριώδη (Ο3/UV) ακτινοβολία, το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Ο3/H2O2), και διάφορους καταλύτες (καταλυτική οζόνωση), καθώς και την οζώνοση παρουσία δέσμης ηλεκτρονίων. Στόχος όλων αυτών των βελτιώσεων είναι η αύξηση του ποσοστού των ριζών του υδροξυλίου (ΟΗ.), η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης της οζόνωσης και την ταυτόχρονη μείωση του κόστους επεξεργασίας. Καταλυτικές μέθοδοι αδρανοποίησης αερίων ρύπων [32-38] Οι τεχνολογίες επεξεργασίας αερίων ρύπων εμπίπτουν σε δύο γενικές κατηγορίες: (α) αυτές που βασίζονται σε φυσικές διεργασίες (π.χ. προσρόφηση σε στερεά, απορρόφηση σε υγρά, κ.λ.), στις οποίες ο ρύπος δεν αλλοιώνεται αλλά μεταφέρεται από την αέρια στην στερεά ή υγρή φάση και (β) σε εκείνες που οδηγούν στην χημική καταστροφή του ρύπου (π.χ. οξείδωση, αναγωγή κ.λ.). Πολλές από τις διεργασίες της δεύτερης κατηγορίας πραγματοποιούνται με χρήση καταλυτών και αποτελούν το αντικείμενο του παρόντος προγράμματος κατάρτισης. Οι διαλέξεις θα επικεντρωθούν σε τεχνολογίες που σχετίζονται με την οξείδωση πτητικών οργανικών ενώσεων σε αέρια ρεύματα βιομηχανιών και τον έλεγχο των απαερίων των κινητήρων εσωτερικής καύσης (τριοδικοί καταλύτες αυτοκινήτων). Καταλυτική οξείδωση πτητικών υδρογονανθράκων. Οι πτητικές οργανικές ενώσεις (Volatile Organic Compounds, VOC) αποτελούν μία σημαντική κατηγορία ατμοσφαιρικών ρύπων που εντοπίζονται κυρίως σε αστικά κέντρα και βιομηχανικές περιοχές. Πρόκειται για οργανικές ενώσεις με επαρκή πτητικότητα, ώστε να υπάρχουν ως ατμοί στην ατμόσφαιρα, και περιλαμβάνουν ένα ευρύ σύνολο ενώσεων, όπως υδρογονάνθρακες, αλογονάνθρακες, οξυγονούχες ενώσεις, κ.λ. Η καταλυτική οξείδωση των VOCs συντελείται στην επιφάνεια στερεών καταλυτών, κυρίως ευγενών μετάλλων, οι οποίοι είναι διασπαρμένοι σε κεραμικούς μονόλιθους. Η επιλογή βέλτιστων καταλυτών για διάφορους οργανικούς ρύπους έχει αποτελέσει αντικείμενο εκτεταμένης έρευνας με στόχο την ανάπτυξη υλικών με αυξημένη ενεργότητα, εκλεκτικότητα, αντοχή στη δηλητηρίαση και θερμική σταθερότητα. Τριοδικοί καταλύτες αυτοκινήτων. Τα αυτοκίνητα αποτελούν μία σημαντική πηγή ατμοσφαιρικής ρύπανσης, κυρίως στα μεγάλα αστικά κέντρα. Οι κυριότεροι ρύποι οι οποίοι παράγονται και εκπέμπονται από βενζινοκινητήρες είναι το CO, οι υδρογονάνθρακες και τα NOx. Η παραγωγή των ρύπων αυτών εξαρτάται σημαντικά από τις συνθήκες λειτουργίας των κινητήρων, κυρίως από το λόγο αέρα-προς-καύσιμο. Ο έλεγχος των εκπομπών των βενζινοκινητήρων γίνεται με καταλυτική επεξεργασία των καυσαερίων στους τριαδικούς καταλυτικούς μετατροπείς, στους οποίους το CO και οι υδρογονάνθρακες καίγονται, ενώ τα NOx ανάγονται σε άζωτο. Η ανάπτυξη μεθόδων για την βελτίωση των καταλυτικών ιδιοτήτων (ενίσχυση της καταλυτικής ενεργότητας, αύξηση της εκλεκτικότητας προς τα επιθυμητά προϊόντα) αποτελεί αντικείμενο μεγάλου ερευνητικού και τεχνολογικού ενδιαφέροντος. Στον τομέα αυτό, τα συμμετέχοντα εργαστήρια του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών έχουν να επιδείξουν σημαντική δραστηριότητα, χρησιμοποιώντας μεθόδους που βασίζονται στις αλληλεπιδράσεις μετάλλου – φορέα και την ηλεκτροχημική προώθηση. Οξείδωση με νερό σε υπερκρίσιμη κατάσταση [39-42] Η οξείδωση με νερό σε υπερκρίσιμη κατάσταση (Supercritical Water Oxidation, SCWO) είναι μια περιβαλλοντικά αποδεκτή τεχνολογία και έχει εφαρμοσθεί επιτυχώς μέχρι σήμερα για τη διάσπαση αρκετών οργανικών ενώσεων, οι οποίες δεν διασπώνται εύκολα με άλλες μεθόδους. Η οξείδωση με νερό σε υπερκρίσιμη κατάσταση είναι μια διεργασία όπου η αντίδραση οξείδωσης γίνεται με νερό κοντά στο κρίσιμο σημείο του (374 oC, 218 atm). Οι φυσικές ιδιότητες του νερού κοντά στο κρίσιμο σημείο του αλλάζουν δραματικά όσον αφορά στην πυκνότητα, στη διηλεκτρική σταθερά, στη σταθερά ιοντικής διάστασης, στο ιξώδες, στη διαχυτότητα και στη διαλυτική του ικανότητα. Για τους παραπάνω λόγους το υπερκρίσιμο νερό γίνεται ένα άριστο διαλυτικό μέσον για οργανικές ενώσεις, για τα αέρα ή το οξυγόνο. Γι’ αυτό το λόγο το υπερκρίσιμο νερό γίνεται ένα ιδανικό μέσο οξείδωσης οργανικών ενώσεων και η οξείδωση κάτω από τις συγκεκριμένες συνθήκες, μια πολύ αποτελεσματική διεργασία καταστροφής οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα. Υγρή οξείδωση [43-45] Η υγρή οξείδωση (ΥΟ) (wet air oxidation) ορίζεται ως η οξείδωση σε υδατική φάση οργανικών και οξειδούμενων ανόργανων ουσιών σε υψηλές θερμοκρασίες (συνήθως μεταξύ 125 και 300C) και πιέσεις (συνήθως μεταξύ 0.5 και 20 MPa) με χρήση οξυγόνου ή αέρα. Αν και ιστορικά η τεχνολογία αναπτύχθηκε και εφαρμόσθηκε για τη σταθεροποίηση και επεξεργασία της βιολογικής λάσπης, τα τελευταία 20 περίπου χρόνια χρησιμοποιείται για τη θερμική επεξεργασία βιομηχανικών υγρών αποβλήτων. Η ΥΟ είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τοξικά και μη βιοαποδομήσιμα απόβλητα μέτριας ή υψηλής συγκέντρωσης, τα οποία αφενός δεν δύνανται να υποστούν άμεση βιολογική επεξεργασία και αφετέρου η καύση τους είναι (λόγω συγκέντρωσης) ενεργειακά ασύμφορη. Βασικά πλεονεκτήματα της μεθόδου είναι (α) ότι τα παραπροϊόντα παραμένουν σε μεγάλο βαθμό στην υγρή φάση, ενώ η αέρια φάση αποτελείται κυρίως από την περίσσεια οξυγόνου ή αέρα και διοξείδιο του άνθρακα, (β) ότι η μέθοδος γίνεται ενεργειακά αυτοσυντηρούμενη για απόβλητα με οργανικό φορτίο μεγαλύτερο των 20 g/L COD και (γ) ότι οι συνθήκες λειτουργίας μπορούν εύκολα να ρυθμισθούν έτσι ώστε η μέθοδος να εφαρμοσθεί για πλήρη ή μερική επεξεργασία.. Βασικό μειονέκτημα της μεθόδου είναι το υψηλό κόστος επεξεργασίας που οφείλεται τόσο στις ενεργειακές απαιτήσεις της μεθόδου, όσο και στα υλικά κατασκευής που πρέπει να αντέχουν τους υψηλούς ρυθμούς διάβρωσης. Οξείδωση με τη βοήθεια υπερήχων (Sonolysis) [46-48] Μία σχετικά πρωτοποριακή μέθοδος για την απομάκρυνση οργανικών ρυπαντών από νερά είναι η εφαρμογή υπερήχων συχνότητας 20-1000 kHz. Η δράση των υπερήχων στη διάσπαση των οργανικών ουσιών στην υγρή φάση σχετίζεται με τη δημιουργία, ανάπτυξη και έκρηξη φυσαλίδων, στις οποίες αναπτύσσονται τοπικά εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (της τάξης των μερικών χιλιάδων βαθμών) και πιέσεις (της τάξης των μερικών εκατοντάδων ατμοσφαιρών). Υπό μία έννοια, οι φυσαλίδες λειτουργούν ως θερμικοί σημειακοί μικροαντιδραστήρες που περιβάλλονται από ψυχρό υγρό (Σχήμα 3)
Σχήμα 3. Πιθανοί μηχανισμοί αντιδράσεων για τη διάσπαση οργανικών με χρήση υπερήχων.
Η μέθοδος έχει εφαρμοσθεί με επιτυχία για την απομάκρυνση τοξικών μικρορυπαντών (σε συγκεντρώσεις της τάξης των μΜ-mM), όπως χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες και πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, από νερά. Τα τελευταία χρόνια γίνεται προσπάθεια για την εφαρμογή της τεχνολογίας για την εξυγίανση υγρών αποβλήτων σχετικά μέτριας συγκέντρωσης. Οι πολυοξομεταλλικές ενώσεις (ΠΟΜ) [49-52] είναι αρνητικά φορτισμένα ολιγομερή συγκροτήματα (ομάδες) ιόντων οξυγόνου και κατιόντων στοιχείων μετάπτωσης. Αποτελούνται από δύο μεγάλες κατηγορίες: - Ισοπολυενώσεις με γενικό τύπο [ ΜmOψ]p- π.χ. (W10O32)4- και - Ετεροπολυενώσεις με γενικό τύπο [ ΧχΜmOψ]q- (x<m<ψ) π.χ. (ΡW12O40)3- Οι ΠΟΜ με φωτισμό στο εγγύς ορατό και υπεριώδες ή ηλιακό φως, αποκτούν ισχυρότατες οξειδωτικές ιδιότητες, ικανές να οξειδώσουν πληθώρα οργανικών ουσιών. Στη πορεία οι ΠΟΜ υφίστανται σταδιακή αναγωγή, συσσωρεύοντας ηλεκτρόνια, τα οποία στη συνέχεια, μπορούν να μεταβιβάσουν σε πλήθος αντιδραστηρίων. Κατ’ αυτόν τον τρόπο μια μεγάλη ποικιλία οργανικών ουσιών οξειδώνεται, με την οξείδωση να προχωρεί μέχρι σχηματισμού CO2, H2O και ανόργανων ιόντων. Ταυτόχρονα πληθώρα ανόργανων ουσιών ανάγονται, δια μέσου του φωτοκαταλυτικού αυτού κύκλου στον οποίο οι ΠΟΜ παίζουν το ρόλο του μεταφορέα ηλεκτρονίων. Με τον τρόπο αυτό οι ΠΟΜ μπορεί να χρησιμεύσουν στην απορρύπανση υδατικών συστημάτων από οργανικούς ρύπους και μεταλλικά ιόντα. Υπό ορισμένες συνθήκες, ελεγχόμενες αντιδράσεις που αφορούν στη σύνθεση ουσιών έχουν ανακοινωθεί. Επί πλέον, η καταβύθιση μετάλλων, μέσω του φωτοκαταλυτικού κύκλου με ΠΟΜ μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό νανοσωματιδίων, στον οποίο οι ΠΟΜ συμμετέχουν ως αναγωγικά αντιδραστήρια και σταθεροποιητές. Στα πλαίσια του παρόντος δικτύου οι φορείς θα ήθελαν να καταθέσουν την άποψη που κυριαρχεί διεθνώς, ότι η εφαρμογή μιάς και μοναδικής μεθόδου στην επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση των λυμάτων ή του πόσιμου νερού δεν μπορεί να προσφέρει τα επιθυμητά αποτελέσματα, ενώ ο συνδυασμός δύο ή περισσοτέρων μεθόδων, όπου είναι δυνατή η αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων τους μπορεί να οδηγήσει σε λύσεις περιβαλλοντικά αποδεκτές. Οι προαναφερθείσες οξειδωτικές μέθοδοι μπορούν εφαρμοσθούν σε συνδυασμό με φυσικοχημικές μεθόδους (καθίζηση, κροκίδωση, διήθηση κτλ) ή με βιολογικές μεθόδους. Για τον λόγο αυτό οι συμμετέχοντες φορείς θεώρησαν επιβεβλημένη την επιμόρφωση των συμμετεχόντων, τόσο σε θεωρητικό όσο και πρακτικό επίπεδο, σε μία φυσικοχημική και μη οξειδωτική μέθοδο επεξεργασίας του πόσιμου νερού και των αποβλήτων, της οποίας η σημασία και εφαρμογή σε διεθνές επίπεδο αυξάνει συνεχώς. Πρόκειται για την διήθηση (αντίστροφη ώσμωση, νανοδιήθηση, κ.τ.λ.) με χρήση μεμβρανών, η οποία προσφέρει τη δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης των επεξεργασμένων λυμάτων ή του πόσιμου νερού. ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΜΕ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ ΣΤΟΝ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ [53-57] Η εξέλιξη στις τεχνολογίες κατασκευής μεμβρανών τα τελευταία χρόνια έχει μειώσει σημαντικά το κόστος προμήθειας τους, γεγονός που επιτρέπει την χρησιμοποίησή τους στην κατεργασία πόσιμου νερού και στην επεξεργασία υγρών βιομηχανικών ή αγροτικών αποβλήτων. Ο διαχωρισμός των στερεών σωματιδίων ή των διαλυτών ουσιών από το μέσο διασποράς στο οποίο βρίσκονται (διαλύτης), επιτυγχάνεται με την χρήση πίεσης και ειδικά κατασκευασμένων ημιδιαπερατών μεμβρανών, οι οποίες, ανάλογα με το μέγεθος των πόρων που διαθέτουν, επιτρέπουν επιλεκτικά σε ορισμένες κατηγορίες μορίων να διέλθουν μέσα από αυτές. Όσο μικραίνει το μέγεθος των πόρων των μεμβρανών τόσο αυξάνεται η απαιτούμενη πίεση για να διέλθουν τα μόρια. Υπάρχουν 4 κύριες διεργασίες διαχωρισμού με μεμβράνες, η μικροδιήθηση (microfiltration), η υπερδιήθηση (ultrafiltration), η νανοδιήθηση (nanofiltration) και η αντίστροφη όσμωση (reverse osmosis). Η μικροδιήθηση απαιτεί χαμηλή πίεση λειτουργίας (0.2 –3.5 bar) και οι μεμβράνες που χρησιμοποιούνται έχουν ανοίγματα πόρων 0.1 μm - 3 μm. Μερικές από τις συνηθέστερες εφαρμογές της μικροδιήθησης είναι: κατεργασία νερού με υψηλό οργανικό φορτίο καθώς και βακτηριδίων, λιπών κ.α., διύλιση χυμών, κρασιού, μπύρας, διεργασίες ζύμωσης, ανάκτηση καταβυθιζόμενων μετάλλων, εμπλουτισμός προϊόντων κλπ. Στην υπερδιήθηση χρησιμοποιούνται μεμβράνες με ανοίγματα πόρων 1-50 nm, υπάρχουν απαιτήσεις για πίεση λειτουργίας 1- 10 bar και μπορεί να κατακρατήσει υλικά με μέγεθος από 1000 μέχρι 1,000,000 ΜΒ ενώ ενώσεις με μικρότερο μοριακό βάρος περνάνε μέσα από τις μεμβράνες. Πέραν των εφαρμογών που αναφέρθηκαν στην μικροδιήθηση, η υπερδιήθηση βρίσκει εφαρμογές στην βιομηχανία τροφίμων, όπου πολύτιμες ουσίες μπορούν να διαχωριστούν από υγρά απόβλητα (π.χ. πρωτεΐνες από απόβλητα τυροκομείου). Στην νανοδιήθηση το μέγεθος των πόρων των μεμβρανών δεν ξεπερνάει τα 2 nm και η πίεση λειτουργίας φθάνει τα 15 bar. Μονοσθενή ιόντα και μικρού μοριακού βάρους οργανικά μπορούν να διέλθουν μέσα από τις μεμβράνες αυτές και τυπικές εφαρμογές της νανοδιήθησης συναντώνται στην φαρμακευτική βιομηχανία, αφαίρεση χρώματος και χουμικών οξέων από το πόσιμο νερό, αφαίρεση σκλήρότητας από μεταλλικά νερά, κλπ. Τέλος η αντίστροφη όσμωση απαιτεί πιέσεις που μπορεί να φθάσουν τα 100 bar, ενώ οι μεμβράνες που χρησιμοποιούνται έχουν ανοίγματα πόρων μικρότερα από 1 nm και ουσιαστικά επιτρέπουν μόνο την διέλευση των μορίων του νερού. Η αντίστροφη όσμωση σε διάφορες παραλλαγές και με διαφορετικούς τρόπους προεπεξεργασίας υφάλμυρου ή θαλασσινού νερού έχει τύχει ευρείας εφαρμογής στην αφαλάτωση του νερού σε χώρες που αντιμετωπίζουν προβλήματα με το πόσιμο νερού (Κύπρος, χώρες του Περσικού Κόλπου και της Μέσης Ανατολής, Αφρικανικές χώρες, κλπ). Είναι σαφές ότι η αντίστροφη όσμωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλες εκείνες τις διεργασίες που απαιτείται η χρήση υπερκαθαρού νερού (για εργαστηριακή χρήση, ηλεκτρονική βιομηχανία, κλπ) ή όπου το ζητούμενο είναι η συμπύκνωση κάποιου προϊόντος με την αφαίρεση μόνο νερού και όχι άλλων πολύτιμων συστατικών (συμπύκνωση χυμών, γάλακτος, διαλύματα σακχάρων, καφέ, τσαγιού, αμινοξέων και άλλων φαρμακευτικών προϊόντων). Η χρήση μεμβρανών σε μεθόδους διαχωρισμού αυξάνει καθημερινά αφού η εξέλιξη της τεχνολογίας επιτρέπει την κατασκευή μεμβρανών με μικρότερα μεγέθη και δίνει την δυνατότητα στην αξιοποίηση παραπροϊόντων (π.χ. πρωτεΐνες στο τυρόγαλο) που άλλοτε κατέληγαν μαζί με το υπόλοιπο υγρό απόβλητο στους υδάτινους αποδέκτες. Υπάρχει λοιπόν η ευκαιρία και το υψηλό οργανικό φορτίο των υγρών αποβλήτων να μειωθεί και χρήσιμα (πολλές φορές πανάκριβα) συστατικά να απομονωθούν. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] "Europe's Environment: the 3rd Assessment", Environmental Assessment Report No. 10, European Environment Agency, Copenhagen, (2003). [2] "Guide for Industrial Waste Management", US EPA Report 530-C-03-002, Wasington DC (Febr. 2003). [3] W. Eckenfelder, A. Bowers, J. Roth. "Chemical Oxidation, Technologies for the Nineties", Vol. 1-6, Technomic Publishing Co., Basel, 1994-1997. [4] Οxidation Technologies for Water and Wastewater Treatment, Water Science and Technology, 35(1997) Nr.4 [5] O. Legrini, E. Oliveros and A. Braun, Photochemical Processes for Water Treatment, Chem. Rev., 93 (1993) 671. [6] D.M. Blake, Bibliography of Work on the Photocatalytic Removal of hazardous Compounds from Water and Air, National Renewal Energy Laboratory, USA, 1999. [7] Alfano O, Bahnemann D, Cassano A, Dillert R, Goslich R. Photocatalysis in water environments using artificial and solar light. Catalysis Today 2000; 58 (2-3): 199. [8] Blanco J, Malato S. Solar Detoxification. UNESCO, Natural Sciences, WORLD SOLAR PROGRAMME 1996-2005 (http://www.unesco. org/ science/wsp), 2001. [9] Peral J, Domenech X, Ollis DF. Heterogeneous photocatalysis for purification, decontamination and deodorization of air. J. Chem. Technol. Biotechnol. 1997; 70: 117-40. [10] Fujishima A, Rao T, Tryk D. Titanium dioxide photocatalysis. J. of Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000; 1(1):1-21. [11] I. Butterfield, P. Christensen, et.al., Water Disinfection Using an Immobilised TiO2 Film in a Photochemical Reactor with Electric Field Enhancement, Wat. Res. 31 (1997) 675. [12] 3rd Conference on Oxidation Technologies for Water and Wastewater, 5/2003, Frankfurt,Germany. [13] C. Jones, Applications of H2O2 and Derivatives, RSC Clean Technology Monographs, 1999. [14] Bahnemann D, Cunningham J, Fox MA, Pelizzetti E, Pichat P and Serpone, N, Photocatalytic Treatment of Waters, in Aquatic and Surface Photochemistry, Ed by Helz G, Zepp R and Crosby D, Lewis Publs., CRC Press, pp. 261-316 (1994). [15] Y. Shen, C. Lin, The effect of pH on the decomposition of Hydrophenols in aqueous solutions by UV and UV/H2O2 Processes. [16] Bidga RJ. Consider Fenton chemistry for waste-water treatment. Chemical Engineering Progress 1995; 91(12): 62-66. [17] Lee BD, Hosomi M. Fenton oxidation of ethanol-washed distillation-concentrated benzo(a)pyrene: reaction product identification and biodegradability. Water Research 2001; 35 (9): 2314-19. [18] Oliveros E, Legrini O, Hohl M, Mueller T, Braun A. Industrial waste water treatment: Large scale development of a light-enhanced Fenton reaction. Chemical Engineering and Processing 1997; 36 (5): 397-405. [19] Arana J, Rendon ET, Rodriguez JMD, Melian JA, Diaz O, Pena J. Highly concentrated phenolic wastewater treatment by the Photo-Fenton reaction, mechanism study by FTIR-ATR. Chemosphere 2001; 44 (5): 1017-23. [20] Fallmann H, Krutzler T, Bauer R, Malato S, Blanco J. Applicability of the Photo-Fenton method for treating water containing pesticides.Catalysis Today 1999; 54: 309. [21] Safarzadeh-Amiri A, Bolton J, Catter S., Ferrioxalate-mediated photo-degradation of organic pollutants in contaminated water. Wat. Res. 1997; 31(4): 787-98. [22] "Industrial Electrochemistry", D.Pletcher and F.C.Walsh, Blackie Academic & Professional, Chapman & Hall, Second Edition, 1993. [23] K. Rajeshwar, J. Ibanez, Environmental Electrochemistry, Fundamentals and Applications in Pollution Abatement, Academic Pres, 1997. [24] C. Sequeira, Environmental Oriented Electrochemistry, Elsevier, 1994, Amsterdam. [25] "Electrochemical Process for Clean Technology", K.Scott, Royal Society of Chemistry, 1995. [26] "Electrochemistry for a Cleaner Environment", J.D.Genders and N. L. Weinberg (Eds.), The Electrosynthesis Co.Inc., 1991. [27] Hoigne, J., “The chemistry of ozone in water”, Process Technologies For Water Treatment, pp. 121-142, Plenum Publishing Corporation, 1988. [28] Andreozzi, R., Caprio, V., Insola, A., Marotta, R., “Advanced oxidation processes (AOP) for water purification and recovery”, Catalysis Today, Vol. 53, pp. 51-59, 1999. [29] Mokrini, A., Ousse, D. and Espulgas S., “Oxidation of aromatic compounds with UV radiation/Ozone/Hydrogen peroxide”, Wat. Sci. Tech., Vol. 35 (4), pp. 95-102, 1997 [30] Magara, Y., Itoh, M. and Morioka, T., “Application of ozone to water treatment and power consumption of ozone generating systems”, Progress in Nuclear Energy, Vol. 29, pp. 175-182, 1995. [31] Legube, B., Karpel Vel Leitner, N., “Catalytic ozonation: a promising advanced oxidation technology for water treatment”, Catalysis today, Vol. 53, pp. 61-72, 1999. [32] Heck, R.M. and Farranto, R.J., Catalytic Air Pollution Control, van Nostrand, New York 1995 [33] Hayes, R.E. and Kolaczkowski, S.T., Introduction to Catalytic Combustion, Gordon and Breach Science Publishers, Amsterdam 1997 [34] Silver, R.G., Sawyer, J.E. and Summers, J.C. (Editors), “Catalytic Control of Air Pollution”, American Chemical Society Symposium Series 495, Acs, Washington 1992 [35] "Performance of Doped Pt/TiO2 (W6+) Catalysts for Combustion of Volatile Organic Compounds", Papaefthimiou, P., T. Ioannides and X.E. Verykios, Appl. Catal. B: Environmental, 15, 75 (1998). [36] “Catalytic reduction of NO by C3H6 over Rh/TiO2 catalysts. Effect of W6+-cation doping of TiO2 on morphological characteristics and catalytic performance”, T.I. Halkides, D.I. Kondarides and X.E. Verykios, Applied Catalysis B: Environmental, Volume 41, 2003, Pages 415-426. [37] Vayenas C.G., Bebelis S., Pliangos C., Brosda S. and Tsiplakides D., in “The Electrochemical Activation of Catalysis”, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York (2001). [38] “Electrochemical Promotion of NO Reduction by C3H6 and CO on Rh/YSZ catalyst-electrode”, C. Pliangos, C. Raptis, Th. Badas and C.G. Vayenas, Ionics, 6, 119-126 (2000). [39] The 4th International Symposium οn Supercrit. Fluids, May, Sendai, Japan, 1997. [40] Svensson P., Chem. Technol. Europe, January/February 1995, p.16. [41] Shaw R. W., Brill T.B, Clifford A.A., Eckert C.A. and Frank E.U., Chem. Eng. News, 1991, December, 23-39. [42] Tester J. W, Holgate H.R., Armellini F.J., Wbley P.A., Killilea W.R., Hong G.T. and Barner H.E., Emerging Technologies in Hazardous Waste Management III, ACS Symp. Ser., 1993, 518, p. 35-76. [43] Imamura, S.: 1999, ‘Catalytic and noncatalytic wet oxidation’, Ind. Eng. Chem. Res., 38(5), 1743-1753. [44] Mantzavinos, D., Sahibzada, M., Livingston, A.G., Metcalfe, I.S and Hellgardt, K.: 1999, ‘Wastewater treatment: Wet air oxidation as a precursor to biological treatment, Cat. Today, 53(1), 93-106. [45] Mishra, V.S., Mahajani and Joshi, J.B.: 1995, ‘Wet air oxidation’, Ind. Eng. Chem. Res., 34(1), 2-48. [46] Adewuyi, Y.G.: 2001, ‘Sonochemistry: environmental science and engineering applications’, Ind. Eng. Chem. Res., 40(3), 4681-4715. [47] Ince, N.H., Tezcanli, G., Belen, R.K. and Apikyan, I.G.: 2001, ‘Ultrasound as a catalyzer of aqueous reaction systems: the state of the art and environmental applications’, Appl. Cat. B-Environ., 29(3), 167-176. [48] Thompson, L.H. and Doraiswamy, L.K.: 1999, ‘Sonochemistry: science and engineering’, Ind. Eng. Chem. Res., 38(4), 1215-1249. [49] [1] M.T. Pope, “Heteropoly and isopoly polyoxometalates” Inorganic Chemistry Concepts 8, Springer Verlag, Berlin-New York, 1983. [50] E. Papaconstantinou, Chem. Soc. Rev., 1989, 16, 1-31. [51] A. Mylonas and E. Papaconstantinou, J. Mol. Catal., 1994, 92, 261-267 [52] A. Hiskia, A. Mylonas and E. Papaconstantinou, Chem. Soc. Rev., 2001, 30, 62-69. [53] Karabelas, A.J., Yiantsios, S.G., Metaxiotou, Z., Andritsos, N., Akiskalos, A., Vlachopoulos, G. & Stavroulias, S., "Water and materials recovery from fertilizer Industry acidic effluents by membrane processes", Desalination,Vol.138, pp93-102, 2001. [54] Yiantsios, S. G. and Karabelas, A.J., “An Experimental Study of Humic Acid and Powdered Activated Carbon Deposition on UF Membranes, and their Removal by Backwashing”, Desalination, Vol.140, pp 195-209 (2001) [55] Yiantsios, S.G. and Karabelas, A.J., "An assessment of the Silt Density Index based on RO membrane colloidal fouling experiments with iron oxide particles", Desalination, Vol. 151/3, pp 229-238, 2003 [56] Tchobanoglous G., Darby J., Bourgeous K., McArdle J., Genest P., Tylla M., ‘Ultrafiltration as an advanced tertiary treatment process for municipal wastewater’, Desalination, Vol.119, pp 315-322, 1998 [57] Durham, B., Bourdigot, M. M., and Pankratz, T., “ Membranes as pretreatment to desalination in wastewater reuse: operating experience in the municipal and industrial sectors”, Desalination, Vol 138, 83-90, 2001
|
||||||||||||||||||||
|
Το έργο αύτό συγχρηματοδοτείται
κατά 75% από τo Eυρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο (ΕΚΤ) και κατά 25% από εθνικούς
πόρους, στο πλαίσιο του Μέτρου 8.3 «Ανθρώπινο Τεχνολογικό Δυναμικό», Δράση
8.3.6 «Ανθρώπινα Δίκτυα Ερευνητικής και Τεχνολογικής Επιμόρφωσης» του Επιχειρησιακού
Προγράμματος ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ - Κοινοτικό Πλαίσιο Στήριξης 2000 - 2006 |
