Προσρόφηση φωσφόρου σε επεξεργασμένα κελύφη αυγών και φύκη Posidonia oceanica

Abstract

Σκοπός της μελέτης αυτής αποτέλεσε η μείωση συγκέντρωσης φωσφόρου σε λύματα από σταθμό επεξεργασίας λυμάτων και η ανάκτησή του μέσω προσρόφησης σε απόβλητα, σε βέλτιστες συνθήκες, με έμμεσο στόχο την μείωση των αποβλήτων, μείωση εμφάνισης ευτροφισμού, άρα και μείωση της ρύπανσης. Τα απόβλητα αυτά, είναι κελύφη αυγών και θαλάσσια φύκη. Τα λύματα που χρησιμοποιούνται, προέρχονται από δευτεροβάθμια επεξεργασία και αποτελούν το απορριφθέν υγρό από αναερόβια χώνευση και την αφυδατωμένη αναερόβια λάσπη. Έγινε προεπεξεργασία των προσροφητικών υλικών με πυρόλυση στους 900 και 500 °C για κελύφη αυγών και φύκη, αντίστοιχα. Μέσω της διαδικασίας προσρόφησης, ο φώσφορος που υπάρχει στα λύματα δεσμεύεται στα προσροφητικά υλικά και αυτό προάγει τη δημιουργία ενός νέου προϊόντος με προστιθέμενη αξία, καθώς το προϊόν έχει ποσότητα φωσφόρου αρκετή για να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα ή ως εδαφοβελτιωτικό. Οι μετρήσεις απορρόφησης φωσφόρου στα λύματα, πραγματοποιήθηκαν φασματοφωτομετρικά. Για την εκχύλιση φωσφόρου από το στερεό απόβλητο έγινε χρήση οξέων H2SO4 και HNO3 και ακολούθως προσρόφηση στο προσροφητικό υλικό. Το μοντέλο που δείχνει πιο αντιπροσωπευτικό ως προς το προσροφητικό υλικό και τους μηχανισμούς προσρόφησης είναι το μοντέλο ισόθερμης Freundlich. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα απόβλητα επεξεργασμένα θαλάσσια φύκη Posidonia οceanica αποτελούν καλύτερο προσροφητικό υλικό φωσφόρου από λύματα σε σχέση με τα επεξεργασμένα κελύφη αυγών. Η απόδοση προσρόφησης από τα πειράματα διεξαγωγής ανήλθε το 80,2% για προσρόφηση φωσφόρου στο διάλυμα με απορριφθέν υγρό από αναερόβια χώνευση και στο 91,2% για προσρόφηση στο διάλυμα με αφυδατωμένη αναερόβια λάσπη. Επίσης, η ισόθερμη καμπύλη Freundlich για τα φύκη, έχει τον υψηλότερο συντελεστή συσχέτισης R2 με τιμή 0,9888. Επιπρόσθετα, έγινε η μελέτη παρουσίας ιόντων NO3- NO2- NH4+ καθώς και του χημικά απαιτούμενου οξυγόνου (COD) και διαπιστώθηκε η θετική επίδραση των αμμωνιακών και νιτρικών ιόντων στη προσρόφηση φωσφόρου ενώ η ανάλυση COD έδειξε τη μείωση οργανικού φορτίου στο διάλυμα μετά τη προσθήκη προσροφητή. Τα θαλάσσια φύκη Posidonia οceanica, τα οποία υπάρχουν σε αφθονία στη Μεσόγειο Θάλασσα και κάθε χρόνο μαζεύεται τεράστια ποσότητα νεκρής ύλης τους στις παραλίες της Κύπρου, αποτελούν υποσχόμενο πλέον προσροφητικό υλικό φωσφόρου. Μια περιβαλλοντικά φιλική μέθοδος ανάκτησης φωσφόρου από λύματα, έχει αποδειχθεί στη παρούσα μελέτη, για παραγωγή χρήσιμου προϊόντος από επεξεργασμένα κελύφη αυγών και θαλάσσια φύκη Posidonia οceanica. Συμπερασματικά, αξίζει να αναφερθεί ότι επέκταση της μελέτης αυτής μπορεί να αποτελέσει αφορμή για περαιτέρω έρευνα όσο αφορά τυχόν επιδράσεις στην προσρόφηση αλλά και το κόστος υλικών, έτσι ώστε να μπορεί να γίνει η εφαρμογή της.