Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/15750CDE-3E2E-498D-9677-90CD39CA40E5 | - |
| Αναγνωριστικό | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.104116 | - |
| Γλώσσα | el | - |
| Μέγεθος | 87 σελίδες | el |
| Τίτλος | Απολύμανση θαλάσσιου έρματος με τη χρήση του υπερθειικού άλατος και τεχνολογίας νανοφυσαλίδων | el |
| Τίτλος | Disinfection of marine ballast using persulfate and nanobubble technology | en |
| Δημιουργός | Pavlineris Nikolaos | en |
| Δημιουργός | Παυλινερης Νικολαος | el |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Venieri Danai | en |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Βενιερη Δαναη | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Kalogerakis Nikos | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Καλογερακης Νικος | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Diangelakis Nikolaos | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Διαγγελακης Νικολαος | el |
| Εκδότης | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Εκδότης | Technical University of Crete | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Technical University of Crete::School of Chemical and Environmental Engineering | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος | el |
| Περίληψη | Η ναυτιλία είναι υπεύθυνη για τη διακίνηση περίπου του 80 % των παγκόσμιων εξαγωγών του πλανήτη. Την τελευταία δεκαετία μόνο, ο παγκόσμιος στόλος εμπορικών πλοίων αυξήθηκε κατά 40%. Αυτό δημιουργεί ένα πλήθος περιβαλλοντικών προκλήσεων που απαιτούν άμεση αντιμετώπιση. Κεντρική εξ αυτών, αποτελεί η διαχείριση του θαλάσσιου έρματος των πλοίων καθώς η ανεπεξέργαστη απόρριψή του στο θαλάσσιο περιβάλλον επιφέρει σοβαρές οικολογικές, οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός (ΙΜΟ) καθιστά υποχρεωτική την επεξεργασία του θαλάσσιου έρματος επί των πλοίων, θέτοντας σαφή κριτήρια ποιότητας εκροών. Η ανάγκη συμμόρφωσης με τον κανονισμό D2, που ισχύει πλήρως για κάθε πλοίο από το 2024, έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη ολοένα πιο αποδοτικών μεθόδων απολύμανσης. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να εξετάσει την αποτελεσματικότητα της απολύμανσης του θαλάσσιου έρματος μέσω της ενεργοποίησης του υπερθειικού νατρίου (Na2S2O8), σε συνδυασμό με την εφαρμογή της τεχνολογίας των νανοφυσαλίδων (ΝΒs), καθώς η συγκεκριμένη ενεργοποίηση δεν έχει μελετηθεί ευρέως. Η χρήση υπερθειικού άλατος μετά από ενεργοποίηση, αποτελεί αποτελεσματική μέθοδο απολύμανσης, ωστόσο οι συμβατικές τεχνικές ενεργοποίησης του (όπως θερμική ή χημική ενεργοποίηση) εμφανίζουν περιορισμούς ως προς την απόδοση και την παραγωγή ελευθέρων ριζών. Οι νανοφυσαλίδες έχουν την ικανότητα να προσφέρουν μια καινοτόμο λύση, επιτυγχάνοντας ταχύτερη και αποδοτικότερη ενεργοποίηση χάρη στις μοναδικές φυσικοχημικές τους ιδιότητες. Οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιήθηκαν για την εν λόγω αδρανοποίηση ήταν οι Escherichia coli και Enterococcus faecalis, σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, οι οποίοι υπόκεινται στον κανονισμό D2 του ΙΜΟ. Επιπροσθέτως, μελετήθηκε η επίδραση της θερμικής ενεργοποίησης του υπερθειικού νατρίου, σε συνδυασμό με την τεχνολογία των νανοφυσαλίδων. Τα αποτελέσματα της μελέτης απέδειξαν ότι, οι υψηλές συγκεντρώσεις υπερθειικού νατρίου (20 mM) σε συνδυασμό με νανοφυσαλίδες, επιφέρουν σημαντική απολυμαντική δράση έναντι της χαμηλότερης μικροβιακής συγκέντρωσης (10^4 CFU/mL) της οποίας έγινε χρήση, εντός 180 λεπτών. Στα αντίστοιχα πειράματα, στα οποία δεν έγινε χρήση νανοφυσαλίδων, παρατηρήθηκε μειωμένη και βραδεία απολυμαντική δράση. Εν συνεχεία, παρατηρήθηκε άμεση και πλήρης απολύμανση των υψηλότερων συγκεντρώσεων μικροβιακού φορτίου (10^6 CFU/mL), όταν το δείγμα θαλασσινού νερού που περιείχε ακόμη και την χαμηλότερη συγκέντρωση υπερθειικού νατρίου (3 mM), προθερμάθηκε στους 60°C πριν από τη χρήση του για απολύμανση. Στα αντίστοιχα πειράματα, στα οποία δεν έγινε χρήση, δεν παρατηρήθηκε καμία απολύτως απολυμαντική δράση. Επομένως, συμπεραίνεται ότι η θερμική ενεργοποίηση του υπερθειικού νατρίου σε συνδυασμό με την τεχνολογία των νανοφυσαλίδων, αποτελούν καθοριστικής σημασίας για αποτελεσματική απολύμανση. Η θερμοκρασία των 60°C συνδυαστικά με νανοφυσαλίδες, φαίνεται να επαρκούν για τη διάσπαση του υπερθειικού ιόντος και τη δημιουργία των απαραίτητων ελεύθερων ριζών θειικού (SO₄•⁻), οι οποίες είναι υπεύθυνες για την απολυμαντική δράση. | el |
| Περίληψη | Shipping is responsible for the transportation of approximately 80% of the world’s exports. Over the past decade alone, the global commercial fleet has increased by 40%. This growth presents a range of environmental challenges that require immediate attention. A central issue among these is the management of ships’ ballast water, as its untreated discharge into the marine environment leads to serious ecological, economic, and social consequences. The International Maritime Organization (IMO) mandates the treatment of ballast water onboard ships, setting clear effluent quality criteria. The need to comply with Regulation D2, which has been fully enforced for all ships since 2024, has led to the development of increasingly efficient disinfection methods. The aim of this thesis is to examine the effectiveness of ballast water disinfection through the activation of sodium persulfate (Na₂S₂O₈), in combination with the application of nanobubble (NB) technology, as this specific type of activation has not been extensively studied. The use of persulfate salt following activation is considered an effective disinfection method. However, conventional activation techniques (such as thermal or chemical activation) have limitations in terms of efficiency and free radical generation. Nanobubbles have the potential to offer an innovative solution by achieving faster and more efficient activation due to their unique physicochemical properties. The microorganisms used for the inactivation process were Escherichia coli and Enterococcus faecalis, in varying concentrations, both of which are regulated under IMO Regulation D2. Additionally, the effect of thermally activated sodium persulfate in combination with nanobubble technology was investigated. The study’s results demonstrated that high concentrations of sodium persulfate (20 mM) combined with nanobubbles led to significant disinfection activity against the lower microbial concentration (10⁴ CFU/mL) used, within 180 minutes. In corresponding experiments where nanobubbles were not used, a slower and less effective disinfection action was observed. Furthermore, immediate and complete disinfection of higher microbial load concentrations (10⁶ CFU/mL) was observed when the seawater sample, even with the lowest concentration of sodium persulfate (3 mM), was preheated to 60°C before being used for disinfection. In corresponding experiments without the use of nanobubbles, no disinfection activity was observed. Therefore, it is concluded that the thermal activation of sodium persulfate in combination with nanobubble technology is of critical importance for effective disinfection. The temperature of 60°C, together with nanobubbles, appears to be sufficient for the decomposition of the persulfate ion and the generation of the necessary sulfate free radicals (SO₄•⁻), which are responsible for the disinfection action. | en |
| Τύπος | Διπλωματική Εργασία | el |
| Τύπος | Diploma Work | en |
| Άδεια Χρήσης | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Ημερομηνία | 2025-07-21 | - |
| Ημερομηνία Δημοσίευσης | 2025 | - |
| Θεματική Κατηγορία | Υπερθειικό νάτριο | el |
| Θεματική Κατηγορία | Νανοφυσαλίδες | el |
| Θεματική Κατηγορία | Nanobubbles | en |
| Θεματική Κατηγορία | Θαλάσσιο έρμα | el |
| Θεματική Κατηγορία | Sodium persulfate | en |
| Θεματική Κατηγορία | Βallast water | en |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Νικόλαος Παυλινέρης, "Απολύμανση θαλάσσιου έρματος με τη χρήση του υπερθειικού άλατος και τεχνολογίας νανοφυσαλίδων", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Nikolaos Pavlineris, "Disinfection of marine ballast using persulfate and nanobubble technology", Diploma Work, School of Chemical and Environmental Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
Copyright © DIAS 2013
