- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

O Φώσφορος είναι βασικό συστατικό των αστικών αποβλήτων, ο οποίος συγκεντρώνεται στους υδάτινους αποδέκτες προκαλώντας κυρίως προβλήματα ευτροφισμού. Τα παγκόσμια αποθέματα ορυκτού φωσφόρου μειώνονται λόγω της αυξημένης ζήτησης, έτσι κρίνεται απαραίτητο η κατά κάποιον τρόπο ανακύκλωση του. Μια από τις εναλλακτικές και πολλά υποσχόμενες μεθόδους για την ανάκτηση του φωσφόρου από την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων είναι η δέσμευση του φωσφόρου, μέσω της κρυστάλλωσης, υπό την μορφή φωσφορικών αλάτων όπως ο στρουβίτης (ΜgNH4PO4.6H2O). O στρουβίτης χρησιμοποιείται απευθείας ως βραδέως αποδεσμευόμενο λίπασμα, το οποίο λόγω της χαμηλής του διαλυτότητας, εξασφαλίζει, την ελεγχόμενη παροχή θρεπτικών συστατικών φωσφόρου και αζώτου, απαραίτητων για την ανάπτυξη των φυτών. Στη παρούσα εργασία, δοκιμάστηκαν δύο τύποι αντιδραστήρων, ένας αντιδραστήρας ρευστοποιημένης κλίνης (FBR) και ένας αντιδραστήρας διαλείποντος έργου (Batch) με συνθετικό απόβλητο σε pH 6.50 στους 25οC. Η στοιχειομετρική αναλογία 1:1:1 των πλεγματικών ιόντων του στρουβίτη, Mg:N:P, διατηρήθηκε σε όλα τα πειράματα. Η καταβύθιση στρουβίτη σε υπέρκορα διαλύματα εξαρτάται κυρίως από τον υπερκορεσμό της καταβυθιζόμενης φάσης, τη θερμοκρασία και τη παρουσία ξένων ιόντων ή επιμολύνσεων. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα αυθόρμητης καταβύθισης του στρουβίτη σε συνθήκες σταθερού pH για τον καθορισμό του εύρους της μετασταθούς περιοχής. Η γνώση αυτή είναι απαραίτητη για τον καθορισμό των συνθηκών διεξαγωγής πειραμάτων. Τα αποτελέσματα από τους δύο τύπους αντιδραστήρων, δεν παρουσίασαν διαφορές στους χρόνους επαγωγής γεγονός το οποίο υποδεικνύει την αυξημένη σημασία της πυρηνογένεσης και την μικρότερη σημασία της ρευστοδυναμικής του συστήματος. Στους δύο τύπους αντιδραστήρων μελετήθηκε ο ετερογενής σχηματισμός του στρουβίτη σε συνθήκες σταθερού pH 6.50, σε σταθερά υπέρκορα διαλύματα συνθετικού αποβλήτου, χρησιμοποιώντας ως φύτρα για την εκκίνηση της κρυσταλλικής ανάπτυξης, quartz, άμμο και στρουβίτη. Με υπόστρωμα quartz, παρατηρήθηκε μείωση του ρυθμού καταβύθισης αυξανομένης της ποσότητας τόσο σε αντιδραστήρα batch όσο και σε FBR, λόγω της επιβραδυντικής δράσης των πυριτικών ιόντων. Με υπόστρωμα άμμου, παρατηρήθηκε υπερδιπλάσια αύξηση του ρυθμού καταβύθισης για τη διπλάσια ποσότητα φύτρων, το οποίο συνηγορεί στην υπόθεση της δευτερογενούς πυρηνογένεσης. Τα μεγαλύτερα ποσοστά ανάκτησης φωσφόρου της τάξεως ~40% και καταβύθισης στρουβίτη από 70-100% είχαμε σε αντιδραστήρα ρευστοποιημένης κλίνης με υπόστρωμα στρουβίτη. Η χρήση υποστρώματος άμμου είχε αποτελέσματα παραπλήσια με τα αντίστοιχα τα οποία ελήφθησαν με την χρησιμοποίηση φύτρων κρυσταλλικού στρουβίτη. Η εισαγωγή σωματιδίων quartz στα υπέρκορα διαλύματα για την δημιουργία πυρήνων κρυστάλλωσης στρουβίτη είχε ως αποτέλεσμα την συγκριτικά μικρότερη απομάκρυνση φωσφόρου και κρυστάλλωση στρουβίτη. Σε λιγότερα από 700min λειτουργίας των αντιδραστήρων, στα υπέρκορα διαλύματα στα οποία είχαν εισαχθεί φύτρα στρουβίτη, η καταβυθιζόμενη ποσότητα στρουβίτη ήταν η μέγιστη δυνατή. Συγκρίσιμα αποτελέσματα ελήφθησαν με την εισαγωγή άμμου στα υπέρκορα διαλύματα. Το καταβυθιζόμενο στερεό χαρακτηρίστηκε με μεθόδους περίθλασης ακτίνων-X και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Στα πειράματα batch, το καταβυθιζόμενο στερεό ήταν στρουβίτης, ενώ στα FBR σε υπόστρωμα 20g quartz σε χαμηλό υπερκορεσμό καταβυθίστηκε μικρή ποσότητα φωσφορικού μαγνησίου και σε υπόστρωμα 5g στρουβίτη σε υπερκορεσμό Ω=1.65 παρατηρήθηκε μικρή ποσότητα newberyite. / Phosphorus is one of the main components in the municipal wastewater, which can lead to problems such as eutrophication in the water reservoirs. The known reserves of phosphorus rocks are decreasing because of the high worldwide demands. Thus, it is necessary to recycle phosphorus from wastewater. Τhe crystallization of struvite is An attractive and new alternative method for phosphorus recovery. Struvite may be used as a slow-release fertilizer because of its relatively low solubility and the presence of both ammonia and phosphorus which through dissolution nutrients available to plants. In the present work, two types of reactors, a fluidized bed reactor (FBR) and a stirred tank reactor were used for the investigation of phosphorus recovery in synthetic wastewater at pΗ 6.50, 25οC. The stoichiometric molar ratio at the constituent ions was 1:1:1 through out the experiments of the present work. The extent of struvite precipitation depends on the solution supersaturation with respect to the precipitating solid, the temperature and the presence of foreign ions or substrates in the solution. The spontaneous precipitation of struvite was studied in both types of reactors at a constant pH 6.50 in order to determine the metastable zone width. This provided knowledge of the stable supersaturated solutions domain where heterogenous nucleation experiments can be done, in order to evaluate nucleation experiments can be done, in order to evaluate the relative ability of substrates to induce the crystallization of struvite. For the two type’s reactors, no significant differences were measured for the induction time, preceding precipitation. This suggested that hydrodynamics is not very important for the conditions of the present work. The heterogeneous formation of struvite was investigated at constant supersaturation and of pH in synthetic wastewater in both types of reactors. The seeds included quartz, sand and synthetic struvite. A decrease in the rate of struvite precipitation was found in both reactors with the use of quartz seeds due to the retardation effect of silicon ions. The use of sand seeds increased the rate of precipitation, while increasing the amount of substrate, resulted in a disproportionate increase at the respective rates of precipitation, suggesting a secondary nucleation process. Phosphorus recovery reached almost 40% and precipitation of struvite from 70 to 100% in the FBR filled with struvite. Sand gave similar results with struvite. The recovery of phosphorus and precipitation with quartz seeds were low, perhaps because of the inhibition effect of the silicon ions. Experiments, in which struvite seeds were used to seed supersaturated solutions, resulted in the precipitation the maximum amount of struvite in less than 700min. The experiments with sand seeds were quite close from the previous experiments especially in high supersaturation values. Finally, the precipitated solid characterized with XRD and SEM. In the batch series, the precipitated solid was struvite but for the FBR experiments a small amount of magnesium phosphate, for supersaturation Ω= 1.65 with 20g quartz seeds and a small amount of newberyite for 5g struvite seeds in supersaturation value 1.65, were obtained. These findings suggested that the problem is complex and kinetic stabilization of metastable mineral phases may be formed at very specific conditions.

Στην παρούσα μελέτη διερευνώνται οι πιθανές επιπτώσεις των αποβλήτων που προέρχονται από ελαιοτριβεία τριών φάσεων σε ιστούς του μυδιού Mytilus galloprovincialis. Άτομα που εκτέθηκαν για 5 ημέρες σε διαφορετικές αραιώσεις/συγκεντρώσεις του αποβλήτου παρουσίασαν μεγάλη θνησιμότητα σε αραιώσεις 1/1000 και 1/500, ενώ έκθεση των μυδιών σε μεγαλύτερες αραιώσεις του αποβλήτου (1/1000 και 1/10000), έδειξε μικρότερη θνησιμότητα. Οι υπο-θανατογόνες συγκεντρώσεις του αποβλήτου χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση α) της σταθερότητας των λυσοσωμικών μεμβρανών σε αιμοκύτταρα της αιμολέμφου (lysosomal membrane stability/LMS), β) της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων (micronuclei frequency/MN) και κυτταρικών ανωμαλιών σε αιμοκύτταρα, γ) της δραστικότητας της ακετυλ-χολινεστεράσης (AChE) στην αιμόλεμφο και τα βράγχια των εκτιθέμενων ατόμων, καθώς και ε) την εκτίμηση των επιπέδων των μεταλλοθειονινών (ΜΤ) στα βράγχια. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, άτομα που εκτέθηκαν σε αραιώσεις 1/1000 και 1/1000 του αποβλήτου, εμφάνισαν σημαντική μείωση του χρόνου αποσταθεροποίησης των λυσοσωμικών μεμβρανών των αιμοκυττάρων τους, με ταυτόχρονη αύξηση της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και κυτταρικών ανωμαλιών. Επιπλέον, σημαντική μείωση της δραστικότητας της AChE παρατηρήθηκε σε όλους τους ιστούς (αιμόλεμφος και βράγχια), σε σχέση με τα αντίστοιχα επίπεδα δραστικότητας που μετρήθηκαν στους ιστούς ατόμων που δεν εκτέθηκαν στο απόβλητο, ενώ σημαντική αύξηση των επιπέδων ΜΤ παρατηρήθηκαν στα βράγχια των εκτιθέμενων ατόμων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το υψηλό οργανικό φορτίο, η μεγάλη συγκέντρωση φαινολών, καθώς και η ύπαρξη μεταλλικών στοιχείων μπορεί να ευθύνονται για την πρόκληση των επιβλαβών επιπτώσεων του αποβλήτου σε υδρόβιους οργανισμούς, όπως τα Δίθυρα μαλάκια, προκαλώντας σημαντικές βλάβες τόσο σε κυτταρικό όσο και σε μοριακό επίπεδο. / The present study investigates the biological effects of olive oil mill wastewaters (OMW) on tissues of mussels Mytilus galloprovincialis. Mussels exposed to different quantities of OMW (dilution factors 1/100 and 1/500) for 5 days showed increased levels of mortality, while mussels’ mortality observed after exposure to lower quantities of the OMW (dilution factors 1/1000 and 1/1000) was negligible. According to the latter, prepathological alterations occurred in tissues of mussels exposed to sub-lethal concentrations of OMW were further investigated with the use of stress-indices, such as lysosomal membrane stability (via the neutral red retention time assay/NRRT), acetylcholinesterase (AChE) activity, metallothionein (MT) content and micronuclei frequency (MN). According to the results of the present study, decreased NRR time values and significantly elevated levels of MN and nuclear abnormalities were observed in haemocytes of exposed mussels in each case. Moreover, mussels exposed to either 1/1000 or 1/10000 diluted OMW showed significantly decreased levels of AChE activity in haemolymph and gills, as well as increased MT levels in gills, compared with levels measured in the respective tissues of control mussels. The results of the present study indicates that biological effects of OMW could be due to the high organic loading toxicity of OMW, its high levels of phenolic compounds, as well as the presence of metallic anions, thus giving rise to the hypothesis that short-time exposure of marine organism to OMW could resulted in the induction of severe cytotoxic and genotoxic damage.

Στις μέρες μας, η πρόοδος της τεχνολογίας έχει επιφέρει μια μεγάλη αύξηση στην ποσότητα των υγρών αποβλήτων. Ταυτόχρονα, υπάρχει η απαίτηση για βιολογική απομάκρυνση του αζώτου από υγρά απόβλητα με στόχο τη μείωση του συνολικού κόστους της διεργασίας. Προς αυτή την κατεύθυνση, τεχνολογίες για βιολογική απομάκρυνση αζώτου με παράκαμψη της παραγωγής νιτρικών, έχουν αναπτυχθεί. Ένας αριθμός παραγόντων όπως η αμμωνία, η θερμοκρασία, το PH, παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή νιτρικών. Τελευταία γίνεται και η χρήση ματηματικών μοντέλων με στόχο την μελέτη και τη βελτιστοποίηση αυτών των τεχνολογιών. Στην παρούσα εργασία μια τροποποίηση του μοντέλου ASM1 χρησιμοποιείται για την προσομοίωση μιας οξειδωτικής τάφρου, στην οποία πραγματοποιείται βιολογική απομάκρυνση αζώτου. Το σύστημα προσομοιάζεται με με 26 αντιδραστήρες CSTR, συνδεδεμένους σε σειρά. Αερόβιες και ανοξικές συνθήκες επικρατούν σε κάθε αντιδραστήρα. Παράγοντες όπως η κατανομή αερόβιων ανοξικών αντιδρστήρων, η ηλικία της λάσπης, ο λόγος ανακύκλωσης της λάσπης και του ανάμικτου υγρού και ο ογκομετρικός ρυθμός ροής μελετήθηκαν. Η συμπεριφορά του συστήματος ήταν παρόμοια.Σε όλες τις περιπτώσεις, πλην μιας, δεν παρατηρήθηκε παραγωγή νιτρικών. Τελικά οι επαναλαμβανόμενες αερόβιες-ανοξικές συνθήκες ευνοούν την παράκαμψη της παραγωγής νιτρικών. / Nowadays, the progress of technology has created a big increasement in the quantity of wastewater. Simultaneously, there is the demand of biological nitrogen removal from wastewater in order the cost of the process be reduced. In this direction, technologies of biological nitrogen removal, bypassing nitrate production, has developed. A number of factors such as ammonia, temperature, PH, play a significant role in nitrate production. Lately, mathematical models are used in great extend in order to study and optimize these technologies. In this study a modified ASM1 model is used to simulate an oxidation ditch, which performs biological nitrogen removal. The system is simulated with 26 CSTRS, connected in series. Aerobic or anoxic conditions prevail in each reactor. A number of factors such as the distribution of aerobic-anoxic reactors, sludge age, recycling rate of the sludge, recycling rate of mixed liquor and volumetric flow of wastewater was studied. The behavior of the system was the same. Nitrate production did not take place in all cases, except one. So repeated aerobic-anoxic conditions favor bypassing nitrate production.

- / -