Ο φώσφορος είναι ένα από τα βασικά συστατικά σε σημαντικές συγκεντρώσεις που απαντώνται σε βιομηχανικά υγρά απόβλητα και αστικά λύματα. Η παρουσία του, όπως και του αζώτου, παρουσιάζει συχνά ιδιαίτερο πρόβλημα μιας και ευθύνεται για φαινόμενα ευτροφισμού στους φυσικούς αποδέκτες, με ιδιαίτερα καταστροφικά αποτελέσματα για το περιβάλλον. Η απομάκρυνση του φωσφόρου από υγρά απόβλητα πραγματοποιείται κυρίως με βιολογικές – βιοχημικές μεθόδους οι οποίες αφορούν τη χρήση μικροβιακών οργανισμών. Ωστόσο η απομάκρυνση δεν είναι πλήρης και η παρουσία του φωσφόρου εξακολουθεί να είναι ιδιαίτερα σημαντική (περίπου 7 mg/lt) ύστερα από τη δευτεροβάθμια επεξεργασία των υγρών αποβλήτων. Τα τελευταία χρόνια πολλές βιομηχανίες στην Ευρώπη και την Ιαπωνία έχουν επικεντρώσει τις προσπάθειές τους στην ανάπτυξη μονάδων ανάκτησης φωσφόρου σε ανακυκλώσιμη μορφή. Ο πιο οικολογικός τρόπος ανακύκλωσης του φωσφόρου είναι σε γεωργικές εφαρμογές ως λίπασμα. Μια από τις βασικές μεθόδους ανάκτησης φωσφορικών σε ανακυκλώσιμη μορφή είναι η καταβύθισή τους υπό μορφή κρυστάλλων στρουβίτη. Η δομή της εν λόγω εργασίας αποτελείται από τρία κύρια μέρη. Αρχικώς ορίζεται με σαφήνεια το πρόβλημα που καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε και παρατίθενται ορισμένες γενικές πτυχές αυτού. Στη συνέχεια γίνεται μια εκτενής παρουσίαση θεωρητικών αρχών που διέπουν τη φύση του θέματός μας. Τελευταίο μέρος είναι τα πειράματα που έχουν ως απώτερος στόχο την ανάκτηση του φωσφόρου από αστικά υδατικά λύματα. Η παρούσα εργασία αφορά τη μελέτη της κινητικής αυθόρμητης καταβύθισης κρυστάλλων στρουβίτη σε αντιδραστήρα διαλείποντος έργου (batch) σε σταθερή θερμοκρασία Τ = 250C και σε pH = 9. Επίσης στη συγκεκριμένη εργασία μελετάται η καταβύθιση των κρυστάλλων στρουβίτη σε στερεά υποστρώματα , όπως το ανθρακικό ασβέστιο σε αντιδραστήρα διαλείποντος έργου, σε συνθήκες σταθερού υπερκορεσμού και σε σταθερή θερμοκρασία Τ = 250C, και σε διαφορικές κλίνες που έχουν ως πληρωτικό υλικό στερεό υπόστρωμα, όπως το ανθρακικό ασβέστιο, η άμμος και η silica. / The phosphorus is one from the basic components in important concentrations that are answered in industrial humid outcast and urban sewages. Its presence, as the nitrogen, presents often particular problem of one and is accountable for phenomena of eutrophication in the natural recipients, with particularly devastating results for the environment. The removal of phosphorus from humid waste is realised mainly with biological –biochemical methods what concerns the use of microbial organisms. However the removal is not complete and the presence of phosphorus continues being particularly important (roughly 7 mg / lt) after the secondary treatment of humid waste. The last years a lot of industries in Europe and Japan have focused their efforts in the growth of units of recovery of phosphorus in a recycling form. The most ecological way of recycling of phosphorus is in agricultural applications as fertilizer. One of the basic methods of recovery of phosphorus in a recycling form is their sinking under form of crystals struvite. The structure of work in question is constituted by three main parts. Initially is fixed with clarity the problem that we were called to face and are mentioned certain general aspects of this. Then becomes an extensive presentation of theoretical beginnings that conditions the nature of our subject. The last part they constitute the experiments that aim at as final the recovery of phosphorus from urban liquid sewages and the export of corresponding conclusions. The present work concerns in the study of kinetic spontaneous sinking of crystals struvite in a batch reactor in constant temperature T = 250C and in pH = 9. Also in the particular work is studied the sinking of crystals struvite in solid sublayers, as carbonic calcium in a batch reactor, in conditions constant supersaturation and in constant temperature T = 250C, and in differential beds that have as material solid sublayer, as carbonic calcium, the sand and silica.

Κατά την αναζήτηση στον Παγκόσμιο Ιστό, είναι πιθανό να επιστρέφονται πολλά αποτελέσματα για ερωτήματα που είναι ασαφή και αμφιλεγόμενα. Τα snippets που εξάγονται από τις σελίδες που ανακτήθηκαν, είναι ένας δείκτης της χρησιμότητας της σελίδας ως προς την θεματική πρόθεση του ερωτήματος και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εστιάσουμε στο αντικείμενο της αναζήτησης. Στην παρούσα εργασία προτείνουμε μια καινοτόμο μέθοδο αυτόματης εξαγωγής snippets ιστοσελίδων που είναι πολύ σχετικά με την πρόθεση του ερωτήματος αλλά και αντιπροσωπευτικά του συνολικού περιεχομένου των σελίδων. Θα δείξουμε ότι η χρήση σημασιολογίας ως βάση της θεματικά προσανατολισμένης ανάκτησης πληροφορίας μας βοηθάει να προτείνουμε στον χρήστη snippets υψηλής ποιότητας. Τα snippets που παράγονται με την μέθοδο που προτείνουμε είναι σημαντικά καλύτερα όσον αφορά την απόδοση της ανάκτησης σε σχέση με αυτά που προκύπτουν από στατιστική επεξεργασία της σελίδας. Επιπλέον, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη σημασιολογική εξαγωγή snippets για να αυξήσουμε την απόδοση των παραδοσιακών αλγορίθμων, οι οποίοι βασίζονται στην επικάλυψη λέξεων ή σε στατιστικά βάρη, αφού αυτοί συνήθως παράγουν διαφορετικά αποτελέσματα. Η επιλογή από την πλευρά του χρήστη των πιο σχετικών με το ερώτημά του snippets, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο να βελτιώσουμε τα επιστρεφόμενα αποτελέσματα και να προωθήσουμε τις πιο χρήσιμες προς αυτόν σελίδες. / When searching the web, it is often possible that there are too many results available for ambiguous queries. Text snippets, extracted from the retrieved pages, are an indicator of the pages’ usefulness to the query intention and can be used to focus the scope of search results. In this paper, we propose a novel method for automatically extracting web page snippets that are highly relevant to the query intention and expressive of the pages’ entire content. We show that the usage of semantics, as a basis for focused retrieval, produces high quality text snippet suggestions. The snippets delivered by our method are significantly better in terms of retrieval performance compared to those derived using the pages’ statistical content. Furthermore, our study suggests that semantically-driven snippet generation can also be used to augment traditional passage retrieval algorithms based on word overlap or statistical weights, since they typically differ in coverage and produce different results. User clicks on the query relevant snippets can be used to refine the query results and promote the most comprehensive among the relevant documents.

Κατά τη διάρκεια τόσο των ιατρικών διεργασιών μέσα στο νοσοκομείο – όπως των απλών τεστ που διενεργούνται στους ασθενείς, αλλά και των πιο περίπλοκων διεργασιών των μεταμοσχεύσεων και των χειρουργείων, όσο και των in vitro τεστ, διάφορες παράμετροι πρέπει συνεχώς να μετρούνται και να απεικονίζονται, για παράδειγμα η πίεση, η ροή και η θερμοκρασία του αίματος και των ειδικών διαλυμάτων διατήρησης των οργάνων που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια των μεταμοσχεύσεων. Η πίεση και η ροή του αίματος καθώς και η θερμοκρασία του σώματος, ως πολύ σημαντικές φυσιολογικές παράμετροι που είναι, πρέπει να μετρούνται με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια έτσι ώστε να δίνεται συνεχώς μια σαφής εικόνα της λειτουργίας του ανθρωπίνου σώματος. Μέχρι τώρα, οι μετρήσεις αυτών των παραμέτρων διενεργούνταν από ξεχωριστές μονάδες μέτρησης και επιπλέον από ξεχωριστά συστήματα ανάκτησης δεδομένων (Data Acquisition Systems), με αποτέλεσμα το αυξημένο κόστος λειτουργίας και την αύξηση της περιπλοκότητας των μετρήσεων για τον χρήστη. Το DatAssist δημιουργήθηκε επάνω στην ιδέα ανάπτυξης ενός φορητού συστήματος μετρήσεων με ενσωματωμένη επεξεργασία των δεδομένων μέτρησης, το οποίο θα έχει τη δυνατότητα απεικόνισης όλων των φυσιολογικών παραμέτρων που αναλύθηκαν παραπάνω. Επιπλέον, θα έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης όλων των δεδομένων για περαιτέρω ανάλυση. Το DatAssist σκοπεύει να παρέχει ακριβείς μετρήσεις, ευκολία στη χρήση και καθαρή πληροφόρηση για τις μετρούμενες παραμέτρους στην οθόνη. Επιπρόσθετα ο σχεδιασμός του έγινε έτσι ώστε να έχει το λιγότερο δυνατό βάρος για να μπορεί να μετακινείται εύκολα κατά την διάρκεια ιατρικών εφαρμογών. Το DatAssist σχεδιάστηκε με βάση το πρότυπο IEC 60601-1:2005 και σκοπεύει να αποτελέσει ένα πολυκάναλο σύστημα με ευκολία εισαγωγής επιπρόσθετων στοιχείων στο εσωτερικό του, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί από την Organ Assist B.V. Netherlands, spin-off εταιρίας του University Medical Centre Groningen, για λογαριασμό της οποίας σχεδιάστηκε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Η επιδιωκόμενη χρήση της μονάδας είναι αρχικά η χρήση της για εργαστηριακά πειράματα σε ζώα, στα πλαίσια των τεστ λειτουργίας που διενεργεί η Organ Assist B.V. Netherlands στις δικές της συσκευές. Στο μέλλον, θα χρησιμοποιηθεί σε κλινικές έρευνες και κατά τη διάρκεια μεταμοσχεύσεων και χειρουργείων. Η πίεση και η ροή του αίματος, καθώς και η θερμοκρασία του σώματος και των οργάνων θα μετριέται με τη χρήση αναλώσιμων ή εύκολα αποστειρώσιμων αισθητήρων, ειδικών για ιατρικές μετρήσεις. Πιο αναλυτικά, το σύστημα παρέχει συνδέσεις με δύο αισθητήρες πίεσης, δύο αισθητήρες θερμοκρασίας (ένα Θερμοζεύγος και έναν τύπου NTC), έναν αισθητήρα ροής και επίσης έχει μια υποδοχή BNC για μέτρηση και απεικόνιση εξωτερικών σημάτων από άλλες ιατρικές συσκευές. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα σύνδεσης περισσότερων αισθητήρων ανάλογα με τις ανάγκες του εκάστοτε χρήστη. Το σύστημα τροφοδοτείται από μια χαμηλή DC τάση μέσω ενός AC/DC Adapter, και με αυτόν τον τρόπο παρέχει τόσο ασφάλεια στον χρήστη από ηλεκτροπληξία η οποία προκαλείται από την υψηλή AC τάση, όσο και αποφυγή καταστροφής των ηλεκτρικών εξαρτημάτων της συσκευής. Ο σχεδιασμός του DatAssist βασίστηκε στις απαιτήσεις της Organ Assist B.V. με βάση την κάλυψη των αναγκών των βασικών χρηστών της συσκευής, όπως των χειρούργων και των χειριστών ιατρικών μηχανημάτων. Οι απαιτήσεις των τελευταίων συνοψίστηκαν σε εφτά γενικές προϋποθέσεις (σε μια Λίστα Προϋποθέσεων η οποία αναλύεται εκτενώς στο 2ο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας) που αποτέλεσαν και τις προϋποθέσεις που το μηχάνημα καλούταν να καλύπτει: εγκυρότητα, ποιότητα, ασφάλεια, ευκολία χρήσης, ευκολία μετακίνησης, χαμηλό κόστος κατασκευής και χρήση εξαρτημάτων πιστοποιημένων κατά CE. Επιπλέον, τρεις ακόμη προϋποθέσεις λήφθηκαν υπόψη για τον σχεδιασμό των διαφόρων εξαρτημάτων της συσκευής: ευκολία αποστείρωσης, ευκολία εισαγωγής επιπρόσθετων εξαρτημάτων και δυνατότητα χρήσης των τελευταίων τόσο στο αίμα όσο και μέσα σε διαλύματα. Οι πιο σημαντικές λειτουργίες που καλείται να επιτελέσει το DatAssist είναι: η ανίχνευση των φυσικών παραμέτρων (πίεσης, θερμοκρασίας και ροής) από τους αισθητήρες, η ενίσχυση των αναλογικών σημάτων εισόδου των αισθητήρων, η επεξεργασία και η ψηφιοποίηση των ενισχυμένων σημάτων, η τελική επεξεργασία των ψηφιακών σημάτων από έναν υπολογιστή και τελικά η συνεχής απεικόνιση των σημάτων σε μια οθόνη monitor με την βοήθεια ενός προγράμματος Software (LabView 8.5). Για καθεμία από τις παραπάνω λειτουργίες ακολουθήθηκε μια συγκεκριμένη διαδικασία για να ορίσει τον σχεδιασμό της υλοποίησής της. Αυτή η διαδικασία είχε ως αποτέλεσμα την επιλογή των εξαρτημάτων που θα χρησιμοποιηθούν στην τελική συσκευή, έπειτα από μια αξιολόγηση των υποψήφιων εξαρτημάτων, για κάθε λειτουργία βασισμένη στην εκπλήρωση των προαναφερθέντων προϋποθέσεων, με τη χρήση της κλίμακας 1-10 (1-μη εκπλήρωση, 10-πλήρης εκπλήρωση). Επιπρόσθετα, για κάθε στάδιο του σχεδιασμού που ορίζεται από τις προαναφερ-θείσες λειτουργίες, αναπτύχθηκε ένα λειτουργικό μοντέλο (functional model) το οποίο περιείχε τον τελικό σχεδιασμό του κάθε σταδίου, καθώς και ένα τεστ που μετράει την λειτουργικότητα του κάθε σταδίου, την εγκυρότητα, το σφάλμα και μια εκτίμηση της ακρίβειας των μετρήσεων. Τελικά, η εργασία είχε ως αποτέλεσμα την κατασκευή ενός πρωτοτύπου του DatAssist βασισμένο στον σχεδιασμό που αποφασίστηκε και εγκρίθηκε από την Organ Assist B.V., το οποίο ικανοποιεί τις προϋποθέσεις που αναλύονται στην Λίστα των Προϋποθέσεων (List of Requirements). Το πρωτότυπο αυτό στη συνέχεια ελέγχεται όσον αφορά την ακρίβεια των μετρήσεων και την ικανοποίηση της Λίστας των Προϋποθέσεων . Έτσι, αυτή η εργασία είχε ως τελικό αποτέλεσμα την σχεδίαση ενός εγκύρου, εύκολα αποστειρώσιμου, φορητού, εύκολου στη χρήση, ασφαλούς για τον χρήστη πολυχρηστικού συστήματος μέτρησης ιατρικών δεδομένων με κόστος δημιουργίας και μετέπειτα πώλησης λιγότερο από 3000 €. / During both inside the hospital medical procedures-from simple patient tests to more sophisticated procedures such as transplantations and surgeries, and laboratory or animal testing, several parameters have to be measured and monitored i.e. pressure, flow and temperature of blood and of the perfusion solution during transplantations. Since blood pressure, blood flow and body temperature have shown to be important physiological parameters, they have to be measured and registered accurately in order to monitor the functioning of the human body. Up to now, these measurements had to be performed with separate measuring units and separate data acquisition systems and thus with increased cost and resulting to a complicated measuring procedure for the user. The idea of the DatAssist project is to develop a portable measuring system with integrated data acquisition that is able to monitor and display all these physiological parameters and save them for later analysis for Organ Assist -a spin-off company of the University Medical Centre Groningen. DatAssist will provide accurate measurements, it will be easy to use and give clear information about the measured parameters in the monitor. It will also be as much light-weighted as it can in order to be easy to move during medical applications. DatAssist intends to be a modular multi-channel system and is going to be designed according to IEC 60601-1:2005 regulations. The intended use of the unit is primary for animal and laboratory experiments. In the future the unit will be used for clinical studies in the hospital and while transplantations or surgeries. Blood flow and pressure and body temperature will be measured non-invasively or using disposable transducers. More analytically the system will provide connections with a pressure sensor, two temperature sensors (Thermocouple and NTC), a flow sensor and moreover it will have a BNC Connector for measuring external signals from other medical devices. These are the basic connections but there will be a possibility of having more connectors and sensors according to the needs of the several customers. It will be powered by a low DC voltage through an AC/DC Adapter, and in that way it will provide electrical safety to the user against the hazards that can be caused by the high AC Voltages, as long as safety against damage of the electrical components of the device. The design of DatAssist will be based on the stakeholders such as surgeons, perfusionists and Organ Assist. Their preferences have been summarized in seven general requirements: reliability, quality, safety, ease of use, portability, purchase costs and CE Certified components. Moreover three more requirements were taken into account for the design of the several components: sterility (easy to sterilize components), modularity and ability of components to be used both inside blood and inside solutions. A function analysis demonstrated the most important functions of the DatAssist: sensing of the physical parameters (Pressure, Temperature, Flow), amplification of the analog input signal of the sensors, signal conditioning of the amplified signal, integration and processing of the digital signals with the help of a computer and display of the signal values in a monitor with the use of a Software program and a User interface. For each function, a certain procedure have been developed for defining its planning of implementation. This has resulted in the decision for which components to use in the final device after a scoring evaluation of the candidate components for each function based in their fulfillment to the mentioned above requirements. Additionally for each stage of the design defined by the functions, a functional model has been developed containing the final design of each stage and a test measuring its functionality and the reliability of measurements, as well as error measurements and an accuracy of the measurements estimation. Finally, a prototype of the DatAssist was engineered based on a design decided by the stakeholders having in mind to comply with the List of Requirements. This prototype is going to be tested for its accuracy of the measurements and evaluated according to its fulfillment of the list of requirements. With this study a proven reliable, sterile, portable, easy to use, safe for the user multi purpose medical Data Acquisition System is designed which can be purchased for less than €3000.

Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη και τροποποίηση βασικών δομών δεδομένων με σκοπό τη δημιουργία νέων και την τροποποίηση υπαρχουσών λύσεων, με εφαρμογές στην Ανάκτηση Πληροφορίας, τη Βιοπληροφορική και το Διαδίκτυο. Αρχικά, δίνεται έμφαση στην ανάπτυξη και πειραματική επιβεβαίωση αλγοριθμικών τεχνικών για τη σχεδίαση αυτοοργανώμενων δομών δεδομένων (self-organizing data structures). Μέχρι σήμερα, ο μόνος πιθανός υποψήφιος αλγόριθμος αναζήτησης σε δένδρο που μπορεί να είναι Ο(1)-ανταγωνιστικός είναι το splay δένδρο (splay tree) που παρουσιάστηκε από τους Sleator και Tarjan [1]. Επιπρόσθετα, μελετώνται διάφορες εναλλακτικές τεχνικές αυτοοργάνωσης ([2],[3],[4],[5],[6]) και γίνεται επιβεβαίωση των πάνω ορίων που ισχύουν για την απόδοση των splay trees και για αυτές. Η ανάπτυξη των διάφορων αλγοριθμικών αυτών τεχνικών βρίσκει εφαρμογές πάνω στη συμπίεση δεδομένων. Οι αλγόριθμοι συμπίεσης δεδομένων μπορούν να βελτιώσουν την αποδοτικότητα με την οποία τα δεδομένα αποθηκεύονται ή μεταφέρονται, μέσω της μείωσης του ποσού της πλεονάζουσας πληροφορίας. Η χρήση αυτών των αλγορίθμων τόσο στην κρυπτογράφηση όσο και στην επεξεργασία εικόνας είναι αποδοτική και έχει μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον. Γενικότερα, οι αυτοοργανώμενες δομές δεδομένων χρίζουν ιδιαίτερης προσοχής στους on-line αλγόριθμους. Αναλυτικότερα, στην παρούσα διατριβή, εφαρμόζεται συμπίεση σε βιολογικά δεδομένα αλλά και σε κείμενα τόσο με χρήση του κλασσικού splay δέντρου [10] αλλά και της log log n ανταγωνιστικής παραλλαγής του. Επιπλέον, παρουσιάζονται τυχαιοποιημένες εκδόσεις των παραπάνω δομών και εφαρμόζονται και αυτές στη συμπίεση δεδομένων. Οι log log n ανταγωνιστικές δομές έχουν καλύτερη απόδοση όσον αφορά την πολυπλοκότητά τους σε σχέση με την κλασσική splay δομή. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνεται πειραματικά, όπου η επιτυγχανόμενη συμπίεση είναι στις περισσότερες των περιπτώσεων καλύτερη από την αντίστοιχη της κλασικής δομής . Επιπλέον, ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον βρίσκει η εφαρμογή βασικών δομών δεδομένων στο διαδίκτυο. Επιδιώκουμε την ανάπτυξη και θεωρητική επιβεβαίωση αλγορίθμων για προβλήματα όπως η ανάθεση «καυτών συνδέσμων» (hot links [7]), η αναδιοργάνωση ιστοσελίδων και η ανάκτηση πληροφορίας ([8],[9]). Σε πρώτο στάδιο, προτείνονται ευριστικοί αλγόριθμοι με σκοπό την ανάθεση «καυτών συνδέσμων» (hotlinks) και τη βελτίωση της τοπολογίας ενός ιστότοπου ([12],[13],[14]). Σκοπός του αλγορίθμου είναι η προώθηση των δημοφιλών ιστοσελίδων ενός ιστότοπου, μέσω της ανάθεσης συνδέσμων προς αυτές, από ιστοσελίδες οι οποίες είναι σχετικές με αυτές ως προς το περιεχόμενο αλλά και ταυτόχρονα συντελούν στη μείωση της απόστασής τους από την αρχική σελίδα. Παρουσιάζεται το μοντέλο του αλγορίθμου, καθώς και μετρικές οι οποίες χρησιμοποιούνται για την ποσοτική αξιολόγηση της αποδοτικότητας του αλγορίθμου σε σχέση με ειδικά χαρακτηριστικά ενός ιστότοπου, όπως η εντροπία του. Σε δεύτερο στάδιο, γίνεται μελέτη τεχνικών προσωποποίησης ιστοσελίδων [11]. Συγκεκριμένα, σκοπός είναι η υλοποίηση ενός αλγορίθμου, ο οποίος θα ανακαλύπτει την αυξημένη ζήτηση μίας κατηγορίας ιστοσελίδων Α από έναν χρήστη και αξιοποιώντας την καταγεγραμμένη συμπεριφορά άλλων χρηστών, θα προτείνει κατηγορίες σελίδων οι οποίες προτιμήθηκαν από χρήστες οι οποίοι ομοίως παρουσίασαν αυξημένο ενδιαφέρον προς την κατηγορία αυτή. Αναλύεται το φαινόμενο της έξαρσης επισκεψιμότητας (burst) και η αξιοποίηση του στο πεδίο της εξατομίκευσης ιστοσελίδων. Ο αλγόριθμος υλοποιείται με τη χρήση δύο δομών δεδομένων, των Binary heaps και των Splay δέντρων, και αναλύεται η χρονική και χωρική πολυπλοκότητά του. Επιπρόσθετα, γίνεται πειραματική επιβεβαίωση της ορθής και αποδοτικής εκτέλεσης του αλγορίθμου. Αξίζει να σημειωθεί πως ο προτεινόμενος αλγόριθμος λόγω της φύσης του, χρησιμοποιεί χώρο, ο οποίος επιτρέπει τη χρησιμοποίηση του στη RAM. Τέλος, ο προτεινόμενος αλγόριθμος δύναται να βρει εφαρμογή σε εξατομίκευση σελίδων με βάση το σημασιολογικό τους περιεχόμενο σε αντιστοιχία με το διαχωρισμό τους σε κατηγορίες. Σε τρίτο στάδιο, γίνεται παρουσίαση πρωτότυπης τεχνικής σύστασης ιστοσελίδων [15] με χρήση Splay δέντρων. Σε αυτή την περίπτωση, δίνεται ιδιαίτερο βάρος στην εύρεση των σελίδων που παρουσιάζουν έξαρση επισκεψιμότητας και στη σύστασή τους στους χρήστες ενός ιστότοπου. Αρχικά, τεκμηριώνεται η αξία της εύρεσης μιας σελίδας, η οποία δέχεται ένα burst επισκέψεων. H έξαρση επισκεψιμότητας (burst) ορίζεται σε σχέση τόσο με τον αριθμό των επισκέψεων, όσο και με το χρονικό διάστημα επιτέλεσής τους. Η εύρεση των σελίδων επιτυγχάνεται με τη μοντελοποίηση ενός ιστότοπου μέσω ενός splay δέντρου. Με την τροποποίηση του δέντρου μέσω της χρήσης χρονοσφραγίδων (timestamps), ο αλγόριθμος είναι σε θέση να επιστρέφει σε κάθε χρονική στιγμή την ιστοσελίδα που έχει δεχθεί το πιο πρόσφατο burst επισκέψεων. Ο αλγόριθμος αναλύεται όσον αφορά τη χωρική και χρονική του πολυπλοκότητα και συγκρίνεται με εναλλακτικές λύσεις. Μείζονος σημασίας είναι η δυνατότητα εφαρμογής του αλγορίθμου και σε άλλα φαινόμενα της καθημερινότητας μέσω της ανάλογης μοντελοποίησης. Παραδείγματος χάρη, στην περίπτωση της απεικόνισης ενός συγκοινωνιακού δικτύου μέσω ενός γράφου, ο αλγόριθμος σύστασης δύναται να επιστρέφει σε κάθε περίπτωση τον κυκλοφοριακό κόμβο ο οποίος παρουσιάζει την πιο πρόσφατη συμφόρηση. Τέλος, όσον αφορά το πεδίο της ανάκτησης πληροφορίας, η διατριβή επικεντρώνεται σε μία πρωτότυπη και ολοκληρωμένη μεθοδολογία με σκοπό την αξιολόγηση της ποιότητας ενός συστήματος λογισμικού βάσει του Προτύπου Ποιότητας ISO/IEC-9126. Το κύριο χαρακτηριστικό της είναι ότι ολοκληρώνει την αξιολόγηση ενός συστήματος λογισμικού ενσωματώνοντας την αποτίμηση όχι μόνο των χαρακτηριστικών που είναι προσανατολισμένα στο χρήστη, αλλά και εκείνων που είναι πιο τεχνικά και αφορούν τους μηχανικούς λογισμικού ενός συστήματος. Σε αυτή τη διατριβή δίνεται βάρος στην εφαρμογή μεθόδων εξόρυξης δεδομένων πάνω στα αποτελέσματα της μέτρησης μετρικών οι οποίες συνθέτουν τα χαρακτηριστικά του πηγαίου κώδικα, όπως αυτά ορίζονται από το Προτύπο Ποιότητας ISO/IEC-9126 [16][17]. Ειδικότερα εφαρμόζονται αλγόριθμοι συσταδοποίησης με σκοπό την εύρεση τμημάτων κώδικα με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, που χρήζουν προσοχής. / In this dissertation we take an in-depth look at the use of effective and efficient data structures and algorithms in the fields of data mining and web technologies. The main goal is to develop algorithms based on appropriate data structures, in order to improve the performance at all levels of web applications. In the first chapter the reader is introduced to the main issues studied dissertation. In the second chapter, we propose novel randomized versions of the splay trees. We have evaluated the practical performance of these structures in comparison with the original version of splay trees and with their log log n-competitive variations, in the application field of compression. Moreover, we show that the Chain Splay tree achieves O(logn) worst-case cost per query. In order to evaluate performance, we utilize plain splay trees, the log log n-competitive variations, the proposed randomized version with the Chain Splay technique to compress data. It is observed experimentally that the compression achieved in the case of the log log n-competitive technique is, as expected, more efficient than the one of the plain splay trees. The third chapter focuses on hotlinks assignment techniques. Enhancing web browsing experience is an open issue frequently dealt using hotlinks assignment between webpages, shortcuts from one node to another. Our aim is to provide a novel, more efficient approach to minimize the expected number of steps needed to reach expected pages when browsing a website. We present a randomized algorithm, which combines the popularity of the webpages, the website structure, and for the first time to the best authors’ knowledge, the similarity of context between pages in order to suggest the placement of suitable hotlinks. We verify experimentally that users need less page transitions to reach expected information pages when browsing a website, enhanced using the proposed algorithm. In the fourth chapter we investigate the problem of web personalization. The explosive growth in the size and use of the World Wide Web continuously creates new great challenges and needs. The need for predicting the users’ preferences in order to expedite and improve the browsing though a site can be achieved through personalizing of the Websites. Recommendation and personalization algorithms aim at suggesting WebPages to users based on their current visit and past users’ navigational patterns. The problem that we address is the case where few WebPages become very popular for short periods of time and are accessed very frequently in a limited temporal space. Our aim is to deal with these bursts of visits and suggest these highly accessed pages to the future users that have common interests. Hence, in this paper, we propose a new web personalization technique, based on advanced data structures. The data structures that are used are the Splay tree (1) and Binary heaps (2). We describe the architecture of the technique, analyze the time and space complexity and prove its performance. In addition, we compare both theoretically and experimentally the proposed technique to another approach to verify its efficiency. Our solution achieves O(P2) space complexity and runs in k log P time, where k is the number of pages and P the number of categories of WebPages. Extending this algorithm, we propose an algorithm which efficiently detects bursts of visits to webpages. As an increasing number of Web sites consist of multiple pages, it is more difficult for the visitors to rapidly reach their own target. This results in an urgent need for intelligent systems that effectively support the users’ navigation to high demand Web content. In many cases, due to specific conditions, web pages become very popular and receive excessively large number of hits. Therefore, there is a high probability that these web pages will be of interest to the majority of the visitors at a given time. The data structure that is used for the purposes of the recommendation algorithm is the Splay tree. We describe the architecture of the technique, analyze the time and space complexity and show its performance. The dissertation’s last chapter elaborates on how to use clustering for the evaluation of a software system’s maintainability according to the ISO/IEC-9126 quality standard. More specifically it proposes a methodology that combines clustering and multicriteria decision aid techniques for knowledge acquisition by integrating groups of data from source code with the expertise of a software system’s evaluators. A process for the extraction of elements from source code and Analytical Hierarchical Processing for assigning weights to these data are provided; k-Attractors clustering algorithm is then applied on these data, in order to produce system overviews and deductions. The methodology is evaluated on Apache Geronimo, a large Open Source Application Server, results are discussed and conclusions are presented together with directions for future work.

Ο Φώσφορος είναι από τα κυριότερα θρεπτικά συστατικά που συμβάλλουν στην ανάπτυξη των φυτών και άλλων βιολογικών οργανισμών. Η παρουσία του ωστόσο σε αυξημένα επίπεδα συγκεντρώσεων στα επιφανειακά ύδατα απορροής, συμβάλλει στην δημιουργία ανεπιθύμητου ευτροφισμού. Η επεξεργασία των αστικών υγρών αποβλήτων, πριν την τελική διάθεση τους στους υδάτινους αποδέκτες, για την απομάκρυνση του διαλελυμένου φωσφόρου, είναι απαραίτητη. Ουσιαστική ωστόσο συμβολή στην αειφόρο ανάπτυξη συνιστά η ανάκτηση του φωσφόρου με την μορφή προϊόντων τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως λιπάσματα. Αυτό αποτέλεσε και τον βασικό στόχο της παρούσας εργασίας. Συγκεκριμένα, στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυνατότητα ανάκτησης των ανόργανων φωσφορικών από προσομοιωμένο αστικό υδατικό απόβλητο, με την κρυστάλλωση MgNH4PO4∙6H2O (Στρουβίτη). Διερευνήθηκε η δυνατότητα ανάκτησης του φωσφόρου με την μορφή στρουβίτη σε ρευστοποιημένη κλίνη με πληρωτικό υλικό πυριτικά στερεά. Η κρυστάλλωση έγινε σε υπέρκορα αλλά σταθερά διαλύματα και μελετήθηκε η μόνιμη κατάσταση η οποία μπορεί να αναπτυχθεί με συνεχή τροφοδοσία ανακύκλωσης του διαλύματος. Έγινε παραμετρική μελέτη των συνθηκών λειτουργίας της κλίνης με στόχο την μεγιστοποίηση της ανάκτησης φωσφόρου σε pH═6.5 και θ═25C. Το στερεό που καταβύθισθηκε από τα υδατικά διαλύματα, χαρακτηρίσθηκε με περίθλαση ακτίνων -Χ(XRD) και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM). Διερευνήθηκε ο μηχανισμός της ετερογενούς πυρηνογενέσεως και αναπτύξεως κρυστάλλων στρουβίτη στην επιφάνεια του πληρωτικού υλικού της ρευστοποιημένης κλίνης με μετρήσεις του ρυθμού κρυστάλλωσης συναρτήσει του υπερκορεσμού. Οι μετρήσεις αυτές έδειξαν ότι το καθορίζον την ταχύτητα στάδιο ήταν η διάχυση των δομικών μονάδων στην επιφάνεια των κρυσταλλιτών του πληρωτικού υλικού, το οποίο ήταν καιτο υπόστρωμα για την κρυσταλλική ανάπτυξη. Η κρυσταλλική ανάπτυξη του στρουβίτη, έγινε επιλεκτικά στους κρυσταλλίτες του πληρωτικού υλικού. / Phosphorus is one of the most essential nutrients for the growth of plants and other organisms. However, the presence at high concentrations in surface waters, contributes to the development of eutrophication.The treatment of municipal wastewaters, before final disposal in aquatic systems, is necessary for the removal of dissolved phosphorus. Alternatively, phosphorus recovery in the form of solids which may be used as fertilizers is a significant contribution to the sustainable development.In the present work, it was attempted to recover P from simulated municipal wastewater in the form of struvite (MgNH4PO4∙6H2O) by crystallization in a fluidized bed reactor(FBR).Silicates (quartz and silica gel) were used as substrates in the FBR.The FBR was fed with kinetically stable solutions, supersaturated with respect to struvite. The solutions were introduced in the silicate bed by a peristaltic pump and were recirculated through a reservoir. Measurements of the solution pH and of the concentrations of Mg and P were used to monitor the process and for the measurement of induction times and rates of precipitation. A parametric study of the operating conditions, in the FBR was carried out in order to investigate the possibilities of P recovery at pH 6.50 and θ═25C. The mechanism of heterogeneous nucleation and crystal growth of struvite crystals on the surface of the filling particles(quartz)of the FBR, was investigated from measurements of the crystallization rate as a function of the solution supersaturation.In all cases the crystalline material forming out of the supersatured solutions was struvite and was identified by X-Ray Diffraction (XRD)and Scanning Electron Microscopy (SEM). The kinetics results suggested that the rate determining step was the diffusion of the structural units on the surface of the substrate particles. The induction times preceding the onset of the selective crystallization of struvite on the quartz particls in the FBR were inversely proportional with the solution supersaturation.From this dependence a value of ca. 22mJm^-2 was calculated for the surface energy of the overgrowth. Induction times were shorter and crystal growth rates were faster the higher the fluid velocity in the FBR, in agreement with literature reports.

Σκοπός αυτής της διπλωματικής είναι η έρευνα και ανάπτυξη ενός συστήματος ανάκτησης μολυσμένων συστημάτων. Αρχικά, γίνεται μια ανασκόπηση των σφαλμάτων των οποίων έγκειται στην χρήση ενός υπολογιστή και τα διάφορα σενάρια τα οποία αναπτύσσονται στην περίπτωση που υπάρχει κάποιο πρόβλημα. Στη συνέχεια, αναπτύσσονται μέθοδοι και διάφορες εφαρμογές στα πλαίσια ενός υπολογιστή διακομιστή, ο οποίος αναλαμβάνει την ιδιότητα της ανάκτησης όλων των υπολογιστών που έχουν μολυνθεί είτε υποστεί βλάβη στο υποδίκτυο του. Η βασική εφαρμογή στην οποία υλοποιείται το συγκεκριμένο σύστημα είναι η ιδιότητα που έχουν όλοι οι καινούργιοι υπολογιστές, να μπορούν να ξεκινήσουν το λειτουργικό τους σύστημα μέσω δικτύου. Η διαχείριση του συστήματος γίνεται μέσω ενός απλού φυλλομετρητή από την πλευρά του «χαλασμένου» υπολογιστή. Αφού δοθούν οι απαραίτητες ρυθμίσεις για την ανάκτηση του συστήματος, γίνεται επανεκκίνηση και ξεκινάει το σύστημα υπό το νέο λειτουργικό το οποίο παρέχεται από τον διακομιστή. Πλατφόρμα υλοποίησης του διακομιστή είναι το λειτουργικό σύστημα Windows 2008 Server R2 x64 και η ιστοσελίδα που παρέχει την λειτουργία για ανάκτηση δεδομένων έχει υλοποιηθεί στην γλώσσα PHP(Preprocessor Hypertext Language) και MySQL . Η υλοποίηση του διακομιστή γίνεται μέσω των υπηρεσιών της Microsoft και – συγκεκριμένα - για να υλοποιηθεί το κομμάτι της εκκίνησης από το δίκτυο χρησιμοποιούνται τα Windows Deployment Services μαζί με το πρωτόκολλο TFTP (Trivial File Transfer Protocol) για τη μεταφορά των δεδομένων των εικόνων λειτουργικών συστημάτων. H ιστοσελίδα που χρησιμοποιείται στον διακομιστή ρυθμίστηκε να τρέχει από τον διακομιστή Apache. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται συμπεράσματα και παρατηρήσεις από την όλη εφαρμογή του συστήματος, καθώς και προτείνονται λύσεις για την περεταίρω επέκταση του συστήματος σε ένα πιο ευρύ φάσμα, ξεφεύγοντας από το υποδίκτυο στο οποίο έγινε η παρακάτω υλοποίηση. / The purpose of this thesis is to research and develop a system for recovering compromised systems. Initially, there is a review of the errors and different scenarios which occur during the use of a computer. Then, there are developed different methods and applications in a computer server, which assumes that the status of a computer in the subnet is either infected or damaged. The basic application that implemented this system is the property all new computers have: the fact that they can start their operating system through a network. The management system is via a simple browser-side of the "compromised" computer. After providing the necessary parameters for recovering the computer, the system restarts and boots the system in the new OS that is supplied by the server. The platform implementation of the server operating system is Windows 2008 Server R2 x64 and the website that provides the service for data recovery has been implemented in ​​PHP (Preprocessor Hypertext Language) and MySQL. The implementation of the server is done via Microsoft Services and to implement the part of the boot from the network, Windows Deployment Services are used along with the Protocol TFTP (Trivial File Transfer Protocol) for the data transfer of the images of the operating systems. The site is running on an Apache server. The final chapter presents conclusions and observations from the system application view and there are proposed solutions to further extend the scheme to a wider range, escaping from the subnet.

Μία διαδεδομένη τεχνική που χρησιμοποιείται για την επίτευξη αποδοτικής αναζήτησης περιεχομένου είναι η κατηγοριοποίηση αυτού σε ταξονομίες ετικετών, δηλαδή σε δενδρικές <<ΕΙΝΑΙ-ΕΝΑ>> ιεραρχίες λέξεων-κλειδιών που παρέχουν οι χρήστες. Κάθε κόμβος της δενδρικής δομής αντιστοιχεί σε μία ετικέτα της ταξονομίας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα γίνει χρήση τέτοιων ταξονομιών ετικετών, όπου κάθε αντικείμενο επισημαίνεται από τους χρήστες με μία ή περισσότερες ετικέτες. Το περιβάλλον το οποίο θα ορίσουμε είναι ιδιαίτερα δυναμικό, με την έννοια ότι η προσθαφαίρεση και τροποποίηση των ετικετών από τους χρήστες είναι συνεχής καθώς και ότι αντικείμενα μπορούν να προσθαφαιρούνται συνεχώς. Στο περιβάλλον αυτό θα στοχεύσουμε στην αποδοτική ιεραρχημένη ανάκτηση περιεχομένου. Πρωταρχικό στόχο αποτελεί η δημιουργία μετρικών ομοιότητας μεταξύ ερωτημάτων, τα οποία υποβάλλονται από χρήστες, και του αποθηκευμένου και κατηγοριοποιημένου περιεχομένου. Οι μετρικές αυτές θα βασίζονται στη σημασιολογική απόσταση των κόμβων των ταξονομιών από τους όρους των υποβληθέντων ερωτημάτων (οι οποίοι όροι θα πρέπει επίσης να αποτελούν κόμβους της ταξονομίας). Βάσει των παραπάνω μετρικών θα σχεδιαστούν και θα υλοποιηθούν αλγόριθμοι για την ανάκτηση των k πιο σχετικών αντικειμένων, οι οποίοι θα αποτελούν επεκτάσεις των βασικών αλγορίθμων κατωφλίου του Fagin (Fagin's Threshold Algorithms - TA). Στην προτεινόμενη προσέγγιση θα καμφθεί η απαίτηση της προΰπαρξης ανεστραμμένων ευρετηρίων. Αντίθετα, τα απαιτούμενα (από τους αλγορίθμους του Fagin) ανεστραμμένα ευρετήρια να κατασκευάζονται δυναμικά κατά την απάντηση των ερωτημάτων. / The spark for this work stems from the recent explosion in social media production, the proven interest of users to tag this media, and on the proven capability of semantically rich taxonomies to appropriately classify content. The rich annotations/tags provided for social media offer a great basis for taxonomies. Noting that web search increasingly involves taxonomies, and that there exists already a rich set of taxonomies for many different fields, which can help classify tags, we target the problems associated with efficient taxonomy-based ranked retrieval in social web environments. In a social-tag taxonomies environment, each tag (taxonomy node) is associated with all documents tagged with this tag. Queries are formulated using tags. The environment is highly dynamic, as documents and tags-documents associations are being added and/or deleted constantly. This dynamism can render as highly inefficient the traditional approaches to ranked retrieval, which are based on text indices, due to the high index creation, maintenance, and use costs. We first adapt similarity measures between tag queries and documents, which are based on well-established principles of taxonomy-based search. We then develop algorithms for top-k queries exploiting taxonomic knowledge. We contribute a suit of top-k algorithms, coined TREATS (ThREshold Algorithms on TaxonomieS). Our first algorithm shows how to build per-tag inverted indices (required by the well-established Threshold Algorithms (TA) for top-k query processing). In this way, we port optimal ranked retrieval algorithms into the taxonomy realm. Our second algorithm, TREATS-sorted, shares the same principles as TA-sorted, but without the need to maintain any inverted text indices! This introduces significant savings: First, in terms of storage required to store the indices. Second, for the overhead for building and maintaining indices. And third, for the overhead incurred during query execution for accessing indices. Our third algorithm, TREATS-Labelled, further exploits the taxonomic structure in order to introduce large additional performance benefits. We also prove the correctness and (instance-)optimality of TREATS. Finally, we have implemented all algorithms and evaluated their efficiency against the baseline TA-random and TA-sorted algorithms, using real data sets with different characteristics.

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.

Οι εφαρμογές παγκόσμιου ιστού προσφέρουν ολοένα και περισσότερες, με υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας υπηρεσίες, σε σχέση με τους πρώτους ιστότοπους που χρησιμοποιούνταν απλά και μόνο για την προβολή πληροφοριών. Λόγω της ολοένα αυξανόμενης πολυπλοκότητας των εφαρμογών αυτών, ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η συντηρησιμότητα μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού προβάλλει ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει ο σχεδιαστής της. Η ερευνητική κοινότητα προκειμένου να αντιμετωπίσει την αυξανόμενη πολυπλοκότητα του σχεδιασμού εφαρμογών παγκόσμιου ιστού έχει προτείνει ένα πλήθος προσεγγίσεων και μεθόδων βασισμένων σε μοντέλα. Η δουλειά του σχεδιαστή εφαρμογών παγκόσμιου ιστού μπορεί να απλοποιηθεί ακόμα περισσότερο με την επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας άλλων σχεδιαστών εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας αυτής γίνεται με χρήση σχεδιαστικών προτύπων που ορίζονται από πεπειραμένους σχεδιαστές. Αν κατά το σχεδιασμό μιας εφαρμογής χρησιμοποιηθεί κάποια μέθοδος μοντελοποίησης σε συνδυασμό με ένα σύνολο σχεδιαστικών προτύπων, η τελική εφαρμογή θα είναι πιο αποδοτική και ποιοτική. Πολλές φορές όμως, κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού δε λαμβάνεται υπόψη κάποια συγκεκριμένη μεθοδολογία μοντελοποίησης και ανάπτυξης. Ένα πλήθος μεθόδων αντίστροφης μηχανίκευσης έχει αναπτυχθεί για την ανάλυση, κατανόηση και μοντελοποίηση των αρχιτεκτονικών τέτοιου είδους εφαρμογών. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετούνται οι μέθοδοι μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα, τα σχεδιαστικά πρότυπα που έχουν οριστεί καθώς και οι μέθοδοι και οι διαδικασίες αντίστροφης μηχανίκευσης που έχουν αναπτυχθεί. Επιπλέον προτείνεται μία μέθοδος αυτόματου εντοπισμού σχεδιαστικών λύσεων στο εννοιολογικό μοντέλο μιας εφαρμογής και μία μέθοδος αντίστροφης μηχανίκευσης με στόχο τη μοντελοποίηση της εφαρμογής. Αναλυτικά, η παρούσα διπλωματική εργασία είναι δομημένη ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο παραθέτονται τα οφέλη χρήσης μοντέλων κατά το σχεδιασμό εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, καθώς και οι βασικές απαιτήσεις που θα πρέπει να ικανοποιούν οι μέθοδοι μοντελοποίησης για την πληρέστερη μοντελοποίηση των χαρακτηριστικών των εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Επιπλέον, γίνεται επισκόπηση και παρουσίαση των κυριότερων μεθόδων μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην παρουσίαση της γλώσσας μοντελοποίησης WebML, γιατί αποτελεί την γλώσσα μοντελοποίησης με βάση την οποία αναπτύχθηκαν οι μέθοδοι που προτείνονται στα κεφάλαια 3 και 4. Τέλος, στο κεφάλαιο αυτό γίνεται σύγκριση των προτεινόμενων μεθόδων μοντελοποίησης. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα οφέλη χρήσης σχεδιαστικών προτύπων τόσο από άπειρους όσο και από έμπειρους σχεδιαστές και δίνεται ένας επίσημος ορισμός των σχεδιαστικών προτύπων για τον παγκόσμιο ιστό. Επιπλέον, στα πλαίσια του κεφαλαίου αυτού γίνεται παρουσίαση των προτύπων δημοσίευσης και διαχείρισης περιεχομένου που έχουν οριστεί στη WebML. Για το σχεδιασμό πολύπλοκων εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, ναι μεν το είδος επαναχρησιμοποίησης που προσφέρουν τα σχεδιαστικά πρότυπα παγκόσμιου ιστού είναι πολύτιμα, εν τούτοις απαιτείται η επαναχρησιμοποίηση όσο το δυνατόν μεγαλύτερων σχεδιαστικών δομών. Για το λόγο αυτό γίνεται αναφορά και παρουσίαση της επαναχρησιμοποίησης που υποστηρίζεται από τη χρήση σχεδιαστικών πλαισίων ανάπτυξης εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Στο τρίτο κεφάλαιο προτείνεται μία μέθοδος ανάκτησης αποδοτικών σχεδιαστικών λύσεων και σχεδιαστικών προτύπων μέσα στο εννοιολογικό σχήμα-μοντέλο μίας ή περισσότερων εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η συγκεκριμένη μεθοδολογική προσέγγιση, αν εφαρμοστεί σε εννοιολογικά σχήματα πολλών εφαρμογών μίας συγκεκριμένης κατηγορίας, μπορεί να οδηγήσει στον προσδιορισμό πλαισίων ανάπτυξης εφαρμογών για τον αποδοτικό σχεδιασμό εφαρμογών της συγκεκριμένης αυτής κατηγορίας, ή ακόμα και στον αυτόματο εντοπισμό σχεδιαστικών προτύπων. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται ο ερευνητικός χώρος της αντίστροφης μηχανίκευσης, τα συστατικά που αποτελούν μία εφαρμογή παγκόσμιου ιστού, καθώς και ο τύπος της πληροφορίας που απαιτείται να εξαχθεί από μία διαδικασία αντίστροφης μηχανίκευσης, έτσι ώστε να γίνει κατανοητή και αντιληπτή η αρχιτεκτονική μιας τέτοιας εφαρμογής. Προτείνεται επίσης μια μέθοδος αντίστροφης μηχανίκευσης εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, με στόχο τη μοντελοποίησή τους με χρήση της WebML και παρουσιάζεται το εργαλείο που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, για να υποστηρίξει την προτεινόμενη μέθοδο. Η εφαρμογή του σε μία εφαρμογή προβολής περιεχομένου έδωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα όσον αφορά τη λειτουργικότητα και την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. / Web Applications provide many services and they are not used just to display content, as it was the case for the first web sites. Due to the growing complexity, the design, development and maintenance of these aplications has become one of the major challenges that the developer has to face. In an attempt to face this growing complexity, the research community has proposed a number of model based approaches and methods. The task of the hypertext architect may be further facilitated by reusing the experience of other hypertext architects. This reuse is achieved by means of design patterns that have been defined by experts. If, we make use of a modelling method in combination with design patterns when designing a web application, the final result will be more efficient and qualitative. Usually, due to the pressing market demands, the modeling methods or techniques are not applied during the degin and development of the web applications. A number of reverse engineering methods and tools have been proposed in order to analyse, comprehend and model the architectures of such applications. In this thesis, we study the various modelling methods that have been proposed, as well as the design paterns that have been defined and the reverse engineering methods that have been developed. Furthermore, we propose a method to automatically detect design solutions at the conceptual schema of a web application and a reverse engineering method in order to model an existing web application. Analytically, this master thesis is being structured in the following chapters: The first chapter presents the benefits of using models when designing web applications, as well as the requirements that a web application must satisfy in order to be able to model the features of the web applications. The main modelling methods, that have been proposed by the research community, are also presented. The Web modelling language (WebML) is extensively presented as it constitutes the model language with which the methods that we suggest in chapters 3 and 4 have been developed. In the end of this chapter, we make a comparison of the proposed modelling methods. In the second chapter we present the benefits gained when using design patterns by non-experienced as well by experienced developers. Moreover, we present the patterns that have been defined in WebML. Though the kind of reuse provided by patterns is valuable when designing web applications, complex web applications need a way to maximize reuse of larger design structures. For this reason, we also present the kind of reuse that is provided by using web application frameworks. In the third chapter we propose a methodology for retrieving effective design solutions, or even more design patterns, within the conceptual schema of one or more web applications. This approach, if applied to a large number of applications of the same domain, may lead to the identification of templates for specific domain Web application frameworks and to the discovery of new design patterns. The fourth and last chapter of this thesis focuses on reverse engineering. We present the work that has been done in the domain of reverse engineering, the components of a web application, and the type of information that should be retrieved by a reverse engineering approach in order to comprehend the architecture of the web application. We also suggest a reverse engineering method in order to model an existing web application using WebML. The tool that was implemented in order to support this method is also presented. Applying this method in a content management application gave us good results as far as its functionality and its effectiveness are concerned.

Το ηλεκτροπαραγωγικό δυναμικό της ΔΕΗ περιλαμβάνει άνω των 40 πετρελαϊκών σταθμών συνολικής ισχύος 2100MW και οι μεγαλύτεροι είναι του διασυνδεδεμένου συστήματος και λειτουργούν στο Λαύριο και το Αλιβέρι. Οι υπόλοιποι λειτουργούν στο αυτόνομο σύστημα των νησιών του Αιγαίου και Κρήτης. Κατά τους καθαρισμούς των προθερμαντών αέρος και των δεξαμενών μαζούτ των μονάδων αυτών παράγονται σήμερα άνω των 500t στερεών καταλοίπων ετησίως με αυξητική τάση. Τα κατάλοιπα αυτά χαρακτηρίζονται σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή οδηγία ως επικίνδυνα. Σύμφωνα με τους κανονισμούς της Ε.Ε. είναι υποχρεωτική η αδρανοποίησή τους και η διασφάλιση της ασφαλούς τους απόθεσης. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής πραγματοποιήθηκε πλήρης χαρακτηρισμός προεπεξεργασμένων και μη στερεών καταλοίπων. Προσδιορίστηκε ότι τα κατάλοιπα αυτά περιέχουν 1.6-13.4%V και 0.8-5.5%Ni, δηλαδή αποτελούν πολύ πλουσιότερες πρώτες ύλες από τα αντίστοιχα κοιτάσματα μεταλλευμάτων βαναδίου και νικελίου. Για παράδειγμα τα Ελληνικά νικελιούχα σιδηρομεταλλεύματα που καμινεύονται στη Λάρυμνα έχουν περιεκτικότητα μόλις 0.93-1.02% σε νικέλιο. Δεν ανιχνεύθηκε οργανικό φορτίο στα κατάλοιπα και το βανάδιο εντοπίστηκε σ’ αυτά στη μορφή VO2. Βασικός στόχος της διατριβής ήταν η ανάπτυξη μεθόδου, που να συνδυάζει την αδρανοποίηση των καταλοίπων με την ανάκτηση των περιεχόμενων μετάλλων. Η μέθοδος περιλαμβάνει και στάδιο πυροσυσσωμάτωσης των ανεπεξέργαστων καταλοίπων, στοχεύοντας στη συσσωμάτωση και εμπλουτισμό τους στα πολύτιμα κραματικά μέταλλα. Εξασφαλίζεται παράλληλη αποθείωση, απανθράκωση και ξήρανσή τους. Τα συσσωματώματα περιέχουν μέχρι και 6.0% Ni και 14.7% V, δηλαδή επιτυγχάνεται ο εμπλουτισμός τους κατά 8% σε Ni και κατά 10% σε V, με ταυτόχρονη απομάκρυνση θείου και άνθρακα σε ποσοστά 73 και 85% αντίστοιχα. Η πυροσυσσωμάτωση λειτουργεί ως αυτογενής διεργασία με την πλήρη ενεργειακή εκμετάλλευση της χημικής ενέργειας του άνθρακα και του θείου. Αποτελεί δε ταυτόχρονα το πρώτο βήμα για την ανάκτηση των περιεχόμενων μετάλλων. Συνακόλουθα, η εξασφάλιση ασφαλούς απόθεσης των αδρανοποιημένων και iii εμπλουτισμένων στα πολύτιμα μέταλλα καταλοίπων δίνει τη δυνατότητα δημιουργίας σοβαρού αποθέματος σωρεύοντας υλικό από το εσωτερικό αλλά και εισάγοντας παρόμοιου τύπου κατάλοιπα από ομοειδή εργοστάσια του εξωτερικού. Έτσι μια μεταλλουργική μονάδα ανάκτησης των μετάλλων θα μπορεί να εξασφαλίζει τη λειτουργία της με οικονομικότητα. Η εκτίμηση των επιπτώσεων της υπαίθριας απόθεσης των μελετούμενων στερεών αποβλήτων και των πυροσυσσωματωμάτων αποτελεί αδήριτο ανάγκη. Προς τούτο πραγματοποιήθηκε προσομοίωση της διεργασίας της έκπλυσής τους από τα όμβρια ύδατα. Το μοντέλο με την υπόθεση του μη αντιδρώντος πυρήνα, φαίνεται να περιγράφει με επαρκή ακρίβεια τη διεργασία. Οι σταθερές και ο πλήρης μηχανισμός του μοντέλου προσδιορίσθηκαν και επιβεβαιώθηκαν πειραματικά. Κατά την έναρξη της διεργασίας φαίνεται ότι η χημική αντίδραση αποτελεί το ρυθμορυθμιστικό βήμα για τη μεταφορά των μετάλλων στην υγρή φάση. Με την πρόοδό της έκπλυσης ελέγχεται από φαινόμενα διάχυσης. Την πρακτική εφαρμογή των μοντέλων που καταστρώθηκαν αποτέλεσε η πρόβλεψη των μακροχρόνιων επιπτώσεων της υπαίθριας απόθεσης των ανεπεξέργαστων και πυροσυσσωματωμένων καταλοίπων. Φάνηκε ότι απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα, κατ’ ελάχιστο 10 έτη για την μείωση των συγκεντρώσεων των μετάλλων σε επιτρεπτά επίπεδα στον υδροφόρο ορίζοντα. Το τελευταίο στάδιο της προτεινόμενης μεθόδου περιλαμβάνει την αναγωγική τήξη των καταλοίπων. Πραγματοποιήθηκε σειρά πειραματικών χυτηρίων σε χωνευτήριο γραφίτη σε κάμινο Tammann. Μελετήθηκε η διεργασία αναγωγής των μεταλλοξειδίων καθώς και προσδιορίσθηκε η θερμοδυναμική ισορροπία των ετερογενών δράσεων μεταξύ ρευστής σκωρίας και μετάλλου σε θερμοκρασίες 1375-1600οC. Προσδιορίσθηκαν πειραματικά οι θερμοδυναμικές συναρτήσεις ισορροπίας για τα μεταλλοξείδια του βαναδίου, σιδήρου και νικελίου. Τα πειραματικά χυτήρια έδωσαν τελικούς βαθμούς ανάκτησης μετάλλων 85-98% για το Ni και 78-95% για το V, με παράλληλη παραγωγή αδρανοποιημένης σκωρίας κατάλληλης για απόθεση ή άλλες χρήσεις. Οι συνθήκες οι οποίες μεγιστοποιούν τις ανακτήσεις των Ni και V όπως έδειξαν οι πειραματικές δοκιμές είναι:  υψηλές θερμοκρασίες  χρήση χωνευτηρίου γραφίτη iv  προσθήκη σιδηροπυριτίου ως αναγωγικού μέσου Αντίθετα από την επικρατούσα άποψη, αποδείχθηκε, ότι επιτυγχάνονται υψηλοί βαθμοί ανάκτησης σε υψηλά επίπεδα βασικότητας CaO/SiO2>2, κάτι, που εξασφαλίζει την πυρίμαχη επένδυση της καμίνου και την περαιτέρω χρήση της παραγόμενης σκωρίας. Εναλλακτικά, μελετήθηκε και η απευθείας αναγωγική τήξη των φυσικοχημικά προεπεξεργασμένων καταλοίπων. Σημαντικό είναι το εύρημα, ότι η προσθήκη βωξίτη βοημιτικού τύπου σε μικρά ποσοστά προσθηκών μέχρι 10% δρα ενισχυτικά στις ανακτήσεις του νικελίου και του βαναδίου με βαθμούς ανάκτησης άνω του 98%. Διερευνήθηκαν επίσης η κινητική της αναγωγής των οξειδίων του σιδήρου και του βαναδίου από την σκωρία στο λουτρό σιδήρου και προσδιορίστηκαν οι αντίστοιχες σταθερές και τα ρυθμορυθμιστικά βήματα. Συνολικά, προτείνεται μια ολοκληρωμένη μέθοδος ανακύκλωσης των στερεών καταλοίπων πετρελαϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας σε συνδυασμό με υψηλότατους βαθμούς ανάκτησης των περιεχόμενων σε αυτά πολύτιμων κραματικών στοιχείων νικελίου και βαναδίου αποφεύγοντας την εξουδετέρωσή τους με ακριβές μεθόδους αδρανοποίησης. Με αυτόν τον τρόπο εξασφαλίζεται η εξουδετέρωση των επικίνδυνων αυτών υλικών με σημαντικά οικονομικά οφέλη από την ανάκτηση των μετάλλων. / The power generating installations of P.P.C. include m ore than 40 oil-fired power stations of about 2100MW total capacity. The mos t important stations are those of the interconnected system that ope rate in L avrio and Aliv e ri. The rest operate in the autonom ous system of the A eg e an islands and Cre te . M ore than 500t of solid w aste s are produce d annually during the w ashing proce sses of the air pre -he aters and the crude oil tanks of the aforementioned units w ith increasing te nden cy. These residue s are classifie d as hazardous according to the Europe an directive s. The ir neu tralizati on and safe de position is c om pulsory according to the E.U. re gulations. In the current the sis, complete characte rization of pretre ate d and untre ated re sidues was carried out. It w as found that the re sidues exa mined contained 1.6-13.4 %V and 0.8-5.5%Ni, being the refore a conside rably richer raw material than the vanadium and nickel ore deposits. For instance, the H elle nic nicke lferrous ore s, that are smelted in L arym na contain only 0.93-1.02% Ni. No organic compounds w ere de te cte d in the re sidues and the presence of vanadium was identified as VO 2. The fundam ental task of the thesis w as the de ve lopment of a method that com bine s the neutralization of the re sidue s with the recovery of the me tals containe d. The propose d me thod includes also a sinte ring stage of the untre ated residues, aiming at their agg lom e ration and e nrichm e nt in the pre cious alloying metals. The re sidues de sulphurization, de carburization and drying is achieved sim ultaneously. The sinter products contain up to 6.0% Ni and 14.7 % V, sugge sting that en richment of 8% in N i and 10 % in V w as achiev ed, with simultaneous loss of sulphur and carbon in the rates of 73 and 85% respe ctive ly. S inte ring, acts as an indigen ous process with total exploitati on of the che mical en e rgy of carbon and sulphur. It also rep re sents the first ste p for the re covery of the m etals containe d in the residues. Mo reov e r, provided the safe depo sition of the neutralize d and en riche d in valuable m e tals re sidue s, it is possible to ge ne rate a significant stock by piling m aterial from the indige nous sou rce s and imports of such residues. Thus a me tallurgical unit of m e tals re covery could operate at profit. The e valuation of the effects of the ground disposal of the investigate d solid re sidue s and sinte r produ cts is a mus t. The simulation of their le aching by rainfall wa s thus vii conducted. The hypothesis of the unreacted core mode l see ms to describe the proce ss ade que ntl y. The mode l constants and its complete m e chanism we re de te rmined and confirm ed expe rimentall y. Initially chem ical re action se ems to be the rate-de te rmining ste p for the transfe r of me tals in the liquid phase. W ith the e lution prog re ss the me chanism is controlled by diffusion phenomen a. The prediction of the long -te rm effects of the ground de position of the untre ate d and sinte red residue s w as att empted by applying the sugge sted models . It was shown that substantia l amount of time, 10 ye ars minim um, is ne e de d for the drop of the m e tals conce ntrations in the leachate to allowa ble lev e ls. The final stage of the proposed method contains the red uction smelting of the re sidues. A serie s of tests w as conducted in graphite crucibles in Tam mann furnace. The metal oxides re duction proce ss w as investi gated and the the rmod ynamic equilibrium of the hete rogen e ous actions betw e en liquid slag and me tal w as de te rmined in tempe ratures ranging from 1375 to 1600 oC. The therm od ynam ic equilibria functions conce rning the nickel, vanadium and iron oxides w ere exper ime ntally dete rmined. The e xpe rimental test heats yie lded final me tals recove ry rates of 85-98% for Ni and 78-95% for V , with simultaneous production of ne utralized slag suitable for deposition or othe r usage . The conditions that ma ximize the Ni and V re cove ries according to the expe rime ntal findi ngs we re:  the high tempe ratures  the use of graphite crucible  the Fe S i addi tions as re ductant In contrast to the dominating opinion, it w as shown that high rec ove ry rate s w e re achieved in high basicity rates of CaO/Si O 2>2, ensuring the re fractory lining of the furnace and the furthe r use of the produced slag. Alternatively, the direct re duction smelting of the physicochemic ally pretre ated re sidues was inve stigated. The finding that the small a dditions up to 10 % of boe hm itic type of bauxite improve the rec ove ries of nickel and in rate s highe r than 98% is ve ry important. The kinetics of the redu ction of iron and vanadium oxide s from the slag to the iron bath w ere also inve sti gate d and the corresponding constants and rate de te rmining ste ps we re de te rmined. viii A holisti c method of recycling the solid residue s of the oil-fire d stati ons is propose d The propose d me thod, in addition to high re cove ry rate s of the valuable alloying eleme nts containe d (nickel and vanadium) avoids the re sidue s treatment with expe nsive neutralization me thods. Mo reov e r, the ne utralization of these hazardous ma terials is achiev ed w ith substantial financial profit from the me tals re cove ry at the same time.