Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Εφαρμογή νανοφυσαλίδων στην απολύμανση πόσιμου νερού και στη λειτουργία βιοαντιδραστήρων

Seridou Petroula

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η βακτηριακή μόλυνση του νερού αποτελεί σοβαρή απειλή για τη δημόσια υγεία και είναι επιτακτική ανάγκη να αποφευχθεί, διασφαλίζοντας την ποιότητα του νερού ώστε να μην υπάρξει μετάδοση ασθενειών μέσω του νερού. Επίσης, η παρουσία των οργανικών ρύπων κρίνεται ως θέμα μείζονος σημασίας από την διεθνή επιστημονική κοινότητα, καθώς οι συμβατικές εγκαταστάσεις λυμάτων δεν έχουν σχεδιαστεί με την προοπτική της απομάκρυνσης των ενώσεων αυτών, με αποτέλεσμα να γίνεται μερική ή ολική απόρριψή τους στους τελικούς αποδέκτες. Στο πλαίσιο αναβάθμισης των μεθόδων επεξεργασίας του νερού και των λυμάτων, η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών που έχουν ως σκοπό να προσφέρουν υψηλής ποιότητας νερό στο χαμηλότερο δυνατό κόστος είναι στο επίκεντρο.Σε αυτό το πλαίσιο εντάσσεται η τεχνολογία των νανοφυσαλίδων (Nanobubbles, NBs), η οποία είναι μια τεχνολογία αιχμής που έχει τραβήξει το επιστημονικό ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια λόγω των πιθανών εφαρμογών τους σε πολλούς τομείς της επιστήμης και τεχνολογίας. Η σημασία τους είναι ευρέως γνωστή για τoν ρόλο που διαδραματίζουν σε σχέση με το μέγεθος του και την σταθερότητα τους. Πιο συγκεκριμένα, πρόκειται για μικροσκοπικές σφαιρικές φυσαλίδες κάτω από 1 μm με μοναδικές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των μακροφυσαλίδων. Μία από τις πιο αξιοσημείωτες ιδιοτήτες τους είναι η μεγάλη διάρκεια ζωής λόγω της σχεδόν αμελητέας άνωσης/πλευστότητας. Επιπρόσθετα, λόγω των μοναδικών τους ιδιοτήτων, οι νανοφυσαλίδες οδηγούν σε υψηλούς ρυθμούς μεταφοράς μάζας καθώς η εσωτερική πίεση της φυσαλίδας είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μέγεθος της. Επομένως, οι νανοφυσαλίδες έχουν μεγάλη ειδική επιφάνεια που εντείνει τον ρυθμό μεταφοράς μάζας λόγω της μεγαλύτερης επιφάνειας επαφής μεταξύ της αέριας και της υγρής φάσης. Επιπλέον, η μεγάλη ειδική επιφάνεια τους συμβάλλει στην προώθηση χημικών αντιδράσεων, φυσικής προσρόφησης, και μεταφοράς μάζας στη διεπιφάνεια αερίου-υγρού.Ο οζονισμός είναι μια μέθοδος απολύμανσης που χρησιμοποιείται ευρέως, καθώς είναι γνωστό ότι το όζον είναι ένα από τα ισχυρά οξειδωτικά και είναι αποτελεσματικό εναντίον των βακτηρίων και των ιών. Ωστόσο είναι μια ασταθής ένωση και η αποτελεσματικότητα της μεθόδου περιορίζεται από το γρήγορο ρυθμό μείωσης της οξειδωτικής ικανότητας του διαλυμένου όζοντος. Ο χρόνος ημιζωής του όζοντος στην αέρια φάση είναι πολύ μεγαλύτερος (3 μέρες έναντι 20 min στους 20 oC) και επομένως η σύζευξη του όζοντος με την τεχνολογία των νανοφυσαλίδων δύναται να ενισχύσει την απολυμαντική δράση (και υπολειπόμενη δραστικότητα). Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως στόχο την μελέτη των εφαρμογών των νανοφυσαλίδων με ιδιαίτερη αναφορά στην επεξεργασία πόσιμου νερού για καλύτερη απόδοση στην εξουδετέρωση παθογόνων βακτηρίων. Επιπλέον, διερευνήθηκε η υπολειπόμενη δράση των νανοφυσαλίδων όζοντος. Ο κύριος στόχος της μελέτης είναι η σύγκριση της τεχνολογίας των νανοφυσαλίδων όζοντος σε σύγκριση με τον συμβατικό οζονισμό ως προς την απολύμανση καθώς και την απολυμαντική δράση του όζοντος. Τέσσερα είδη βακτηρίων (Escherichia coli, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis) μελετήθηκαν, τα οποία είναι σημαντικά για την ποιότητα του νερού. Με βάση τα αποτελέσματα, η εφαρμογή της τεχνολογίας των νανοφυσαλίδων όζοντος παρουσίασε σημαντική επίδραση στην αδρανοποίηση των βακτηρίων και στον ρυθμό διάσπασης του όζοντος, καθιστώντας την μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την επεξεργασία του πόσιμου νερού. Επιπλέον όσον αφορά την επεξεργασία του θαλάσσιου έρματος, μελετήθηκε η απόδοση της απολύμανσης της αρχικής συγκέντρωσης του βακτηρίου Εschericia coli (Ε. coli) (107 , 106, and 105 CFU/mL) και της υπολειπόμενης συγκέντρωσης του όζοντος σε διάφορες αλατότητες (1.5, 4, 8 and 15 PSU) με την χρήση των νανοφυσαλίδων όζοντος σε σύγκριση με τον συμβατικό οζονισμό. Τα αποτελέσματα έδειξαν στατιστική διαφορά στην υπολειπόμενη συγκέντρωση οξειδωτικών που έχουν δημιουργηθεί από την αντίδραση του θαλασσινού νερού με το όζον με την χρήση των νανοφυσαλίδων όζοντος στην χαμηλότερη αλατότητα, 1.5 PSU για όλες τις βακτηριακές συγκεντρώσεις καθώς και στα 4 PSU αλατότητα μόνο στην χαμηλότερη συγκέντρωση. Στην χαμηλότερη αλατότητα, η υπολειπόμενη συγκέντρωση των οξειδωτικών με την εφαρμογή των νανοφυσαλίδων όζοντος είναι 6 φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με τον συμβατικό οζονισμό. Η αλατότητα παρουσιάζει ισχυρή επιρροή στην υπολειπόμενη δραστικότητα του όζοντος, καθώς όσο αυξάνεται η αλατότητα, αυξάνονται τα ιόντα χλωρίου και βρωμίου με τα οποία το όζον αντιδρά ταχέως. Η χρήση νανοφυσαλίδων ό

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες