Διφασική βιοτεχνολογική απομάκρυνση εξασθενούς χρωμιου απο συνθετικά απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI) - Γεωργίου, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων, 2014)
Το χρώμιο αποτελεί ένα στοιχείο με ευρεία χρήση στη βιομηχανία. Ως αποτέλεσμα αυτής της ευρείας χρήσης, το χρώμιο διαφεύγει σε μεγάλες συγκεντρώσεις στα βιομηχανικά απόβλητα αποτελώντας έναν από τους πλέον επικίνδυνους ρύπους των φυσικών οικοσυστημάτων. Σε αρκετές περιπτώσεις τα παραπάνω βιομηχανικά απόβλητα υφίστανται επεξεργασία μαζί με αστικά λύματα μέσω φυσικοχημικών μεθόδων και τελικά διοχετεύονται σε φυσικούς αποδέκτες. Το χρώμιο εμφανίζει αρκετές οξειδωτικές καταστάσεις αλλά στα υδατικά συστήματα οι μόνες σταθερές είναι αυτές του εξασθενούς [Cr(VI)] και του τρισθενούς [Cr(III)] χρωμίου. Το Cr(VI) αποτελεί κίνδυνο για το περιβάλλον και έχει αποδεδειγμένη καρκινογόνο δράση. Αντίθετα, το Cr(III) είναι λιγότερο τοξικό και σε κατάλληλες συγκεντρώσεις απαραίτητο για τον άνθρωπο. Η χρησιμοποίηση μικροοργανισμών σε μεθόδους βιοαπορρύπανσης των υγρών αποβλήτων από το Cr(VI) αντί της απομάκρυνσης του με χημικές μεθόδους, αποτελεί ολοένα και πιο ελκυστική προσέγγιση. Ωστόσο, υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI) καθιστούν αδύνατη τη βιολογική απομάκρυνση. Σκοπόs της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός και η μελέτη καινοτόμου διφασικού συστήματος υγρού:υγρού που επιτρέπει την βιολογική απομάκρυνση Cr(VI) από απόβλητα με υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI). Πιο αναλυτικά αρχικά κατασκευάστηκε και μελετήθηκε αναερόβιος βιοαντιδραστήρας διαλείποντος έργου πλήρους ανάμειξης που τροφοδοτήθηκε με συνθετικό λύμα με διαφορετικές συγκεντρώσεις χρωμίου Cr(VI) και ενοφθαλμίστηκε με πυκνή καλλιέργεια εγκλιματισμένης αναερόβιας λάσπης, προκειμένου να βρεθούν οι βέλτιστες συνθήκες βιολογικής απομάκρυνσης. Τα πειράματα διήρκησαν 6 μήνες και έλαβαν χώρα στο εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογιάς της σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Κατά την διάρκεια λειτουργίας του συστήματος προσδιορίζονταν βασικές λειτουργικές παράμετροι του συστήματος, όπως pH, T, DO, συγκέντρωση Cr(VI) κ.α. Τα αποτελέσματα από τις μετρήσεις αυτές έδειξαν αυξημένη ικανότητα αναγωγής του Cr(VI) προς Cr(III), με τον βέλτιστο ρυθμό να παρατηρείται κατά την 16η και 17η ημέρα λειτουργίας του συστήματος και να είναι ίσος με 37,3ppm/2 days. Σε δεύτερο στάδιο πραγματοποιήθηκαν πειράματα τοξικότητας οργανικών διαλυτών και συμπλοκοποιητικών μέσων, με σκοπό την εύρεση της κατάλληλης οργανικής φάσης που είναι απαραίτητη για την υλοποίηση του διφασικού βιοαντιδραστήρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η χρήση του σύμπλοκου Κηροζίνη/Aliquat 336 και 1-Εξανόλη οδηγεί σε αποτελεσματική απομάκρυνση των χρωμικών ιόντων από την υδατική φάση. Παρ’ ολά αυτά το συγκεκριμένο σύμπλοκο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο διφασικό βιοαντιδραστήρα λόγω της υψηλής τοξικότητας του συμλοκοποιητή Aliquat 336.