Αναχαίτιση Βιολογικής Επεξεργασίας Υπόγειων Υδάτων για την Απομάκρυνση Εξασθενούς χρωμίου σε Αναερόβιες συνθήκες. - Μαστραντώνη, Σεβαστή (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας, 2014)
Η ύπαρξη εξασθενούς χρωμίου σε υπόγεια και επιφανειακά νερά αποτελεί σοβαρό πρόβλημα στην Ελλάδα και προκαλεί προβλήματα στην ύδρευση και άρδευση εκτεταμένων περιοχών. Επίσης, εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους για την υγεία των περιοίκων μολυσμένων εκτάσεων. Για το λόγο αυτό ερευνώνται από διάφορους φορείς λύσεις για αποδοτική και οικονομική απομάκρυνσή του. Η βιολογική αναγωγή του εξασθενούς χρωμίου έχει μελετηθεί τα τελευταία χρόνια και στο Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Αν και τα αποτελέσματα που προέκυψαν αφορούν σε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις εξασθενούς χρωμίου στο νερό, τα συστήματα αποδείχθηκαν ιδιαιτέρως αποδοτικά. Στα πολλά πλεονεκτήματα που συγκεντρώνουν, συμπεριλαμβάνονται η οικονομικότητά τους σε σύγκριση με άλλες μεθόδους και η σχετικά απλή λειτουργία τους που τα καθιστούν ιδανικά για εφαρμογή σε μεγαλύτερη κλίμακα. Για τους λόγους αυτούς κρίθηκε σκόπιμο να διερευνηθεί η δυνατότητα λειτουργίας τους σε συνθήκες υψηλότερων συγκεντρώσεων εξασθενούς χρωμίου. Σε περίπτωση επίτευξης του στόχου αυτού θα μπορούσαν να έχουν ευρύτερη εφαρμογή σε περιπτώσεις πολύ ρυπασμένου νερού αλλά και στην, κατά περίπτωση, επεξεργασία βιομηχανικών αποβλήτων. Τα συστήματα μελετήθηκαν για τις εξής συγκεντρώσεις εξασθενούς χρωμίου στο προς επεξεργασία νερό: 0, 200, 400, 800, 1200, 3000 μg/l, διατηρώντας σταθερές τις υπόλοιπες παραμέτρους (όγκος τροφοδότησης, κύκλος λειτουργίας, συγκέντρωση εισερχόμενου νερού σε COD, αμμωνιακά και φωσφορικά, σύσταση COD). Εκτός από τις τακτικές μετρήσεις στα συστήματα των μητρικών καλλιεργειών μέσω των οποίων ελεγχόταν η σωστή λειτουργία τους και υπολογίστηκαν οι αποδόσεις ως προς την απομάκρυνση εξασθενούς, ολικού χρωμίου και διαλυτού COD, πραγματοποιήθηκαν και πειράματα ασυνεχούς τροφοδοσίας (batch), στα οποία μετρήθηκαν οι μέγιστοι ρυθμοί ανάπτυξης της βιομάζας (μmax) για κάθε φάση. Μέσω των μmax, προσδιορίστηκε και η αναχαίτιση που προκαλεί στους μικροοργανισμούς η λειτουργία κάτω από υψηλές συγκεντρώσεις εξασθενούς χρωμίου. Τα συστήματα προέκυψαν πολύ αποδοτικά για συγκεντρώσεις Cr(VI) έως 1200 μg/l, παρουσιάζοντας απόδοση τουλάχιστον 84% ως προς την απομάκρυνση του διαλυτού COD, ενώ αντίστοιχα οι αποδόσεις ως προς την απομάκρυνση του εξασθενούς χρωμίου, κυμάνθηκαν μεταξύ 80 και 100%. Ταυτόχρονα, για πλήρως εγκλιματισμένη βιομάζα, η αναχαίτιση της βιολογικής λειτουργίας δεν ξεπέρασε το 55%. Σημαντική διαπίστωση ήταν ότι ο χρόνος εγκλιματισμού της βιομάζας σε περιπτώσεις υψηλών συγκεντρώσεων εξασθενούς χρωμίου ήταν μεγαλύτερος από τον βιβλιογραφικά αναμενόμενο, 3•θc = 30d. Έτσι, το σύστημα με Cr(VI)= 400 μg/l, δεν πέτυχε καθ’ όλη τη διάρκεια της λειτουργίας του πλήρη εγκλιματισμό, ενώ το σύστημα των 800 μg/l χρειάστηκε 3 μήνες για να φτάσει σε αυτόν. Λόγω αυτού, το σύστημα των 400 μg/l δε λειτούργησε σωστά και δεν κατάφερε να ανάγει πλήρως το εξασθενές χρώμιο. Επίσης, μετρήθηκε υψηλό ποσοστό αναχαίτισης και χαμηλοί μέγιστοι ρυθμοί ανάπτυξης, χαμηλότεροι από όλα τα υπόλοιπα συστήματα. Το τελευταίο σύστημα που μελετήθηκε ήταν αυτό με Cr(VI)= 3000 μg/l, το οποίο δεν κατάφερε να λειτουργήσει σωστά, παρουσίασε φθίνουσα λειτουργία και θανάτωση της βιομάζας. Η απομάκρυνση εξασθενούς χρωμίου μετρήθηκε πολύ χαμηλή, με μέση απόδοση 25%, ενώ η αναχαίτιση ήταν 100%. Συνοψίζοντας, διαπιστώθηκε πως τα υπό μελέτη αναερόβια συστήματα μπορούν να λειτουργήσουν πολύ ικανοποιητικά και σε υψηλές συγκεντρώσεις εξασθενούς χρωμίου και δυνητικά να επεξεργαστούν βιομηχανικά απόβλητα. Προς διερεύνηση είναι η δυνατότητά τους αυτή συνυπολογίζοντας όλες τις υπόλοιπες παραμέτρους των βιομηχανικών αποβλήτων, αλλά και ο προσδιορισμός του ανώτατου ορίου λειτουργίας τους που βρίσκεται μεταξύ 1200 και 3000 μgCr(VI)/l.