Φυσικοχημική απομάκρυνση φωσφορικών ιόντων από υδατικά διαλύματα και στραγγίδια αφυδάτωσης με την εφαρμογή ζεόλιθου τροποποιημένου με σίδηρο - Καππά, Σταυρούλα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2017)
Ο φώσφορος είναι απαραίτητος , μη ανανεώσιμος πόρος, ο οποίος δεν μπορεί να αντικατασταθεί από οποιοδήποτε άλλο στοιχείο της φύσης. Σύμφωνα με διάφορες μελέτες που έχουν διεξαχθεί, η ετήσια κατανάλωση φωσφόρου έως το 2050 θα φτάσει τα 70 εκατομμύρια τόνους. Βάσει αυτού του ρυθμού κατανάλωσης, τα μισά από τα σημερινά αποθέματα φωσφορικών πετρωμάτων θα έχουν καταναλωθεί εντός των επόμενων 60-70 ετών. Επιπροσθέτως, κατά τη διάρκεια των τελευταίων 50 ετών λόγω της ανθρώπινης παρέμβασης στον παγκόσμιο κύκλο του φωσφόρου, έχει μεταφερθεί σχεδόν μισό δισεκατομμύριο τόνοι του στοιχείου αυτού από την λιθόσφαιρα στην υδρόσφαιρα. Αποτέλεσμα αυτού είναι η ρύπανση των υδάτινων σωμάτων λόγω της παρουσίας υψηλών συγκεντρώσεων θρεπτικών κυρίως φωσφόρου αλλά και αζώτου. Λαμβάνοντας υπόψη την έλλειψη του πόρου αυτού καθώς και τις αρνητικές συνέπειες που έχουν προκληθεί από την εκτεταμένη χρήση του, οι προσπάθειες ανάπτυξης τεχνολογιών ανάκτησης του φωσφόρου που περιέχεται στα λύματα είναι ιδιαιτέρως σημαντικές. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία διεξήχθησαν πειράματα σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου, στα οποία εξετάστηκε η ικανότητα απομάκρυνσης των φωσφορικών ιόντων από υδατικά διαλύματα και από στραγγίδια αφυδάτωσης μέσω της προσρόφησης τους σε χημικά τροποποιημένο ζεόλιθο. Επίσης, εξετάστηκε η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης του ζεόλιθου αφού πρώτα έχει προηγηθεί η εκρόφηση των φωσφορικών ιόντων από το τροποποιημένο ορυκτό. Οι παράμετροι που διερευνήθηκαν ήταν: 1) η επίδραση του pH στη διεργασία της προσρόφησης, 2) η επίδραση της παρουσίας ανταγωνιστικών ιόντων (χλωριόντων, θειικών και νιτρικών) στη διεργασία της προσρόφησης, 3) η επίδραση της συγκέντρωσης του προσροφητή στην απομάκρυνση των φωσφορικών ιόντων 4) διερεύνηση της κινητικής και της ισορροπίας της διεργασίας 5) η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης σιδήρου (που χρησιμοποιείται για την τροποποίηση του ορυκτού) στη διεργασία της προσρόφησης, 6) η δυνατότητα αναγέννησης του τροποποιημένου ζεόλιθου μέσα από επαναλαμβανόμενους κύκλους προσρόφησης/εκρόφησης. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι ο χημικά τροποποιημένος με σίδηρο ζεόλιθος απομακρύνει επιτυχώς τα φωσφορικά ιόντα τόσο από τα υδατικά διαλύματα όσο και από τα στραγγίδια αφυδάτωσης ακόμα και κατά την επαναχρησιμοποίηση του. Επομένως, η διεργασία αυτή αποτελεί πολλά υποσχόμενη όσον αφορά την ανάκτηση του φωσφόρου από τα λύματα. Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι θα πρέπει να πραγματοποιηθεί περαιτέρω έρευνα ως προς την εύρεση χαμηλού κόστους διαλυμάτων αναγέννησης του ορυκτού, τις μεθόδους ανάκτησης του φωσφόρου αλλά και το κόστος εφαρμογής της παρούσας διεργασίας.