Επεξεργασία υγρών αποβλήτων κατεργασίας ελιάς με εφαρμογή χημικών και βιολογικών διεργασιών

Abstract

Various advanced oxidation processes (AOP) and their application at treatment of wastewaters coming from the olive processing (oil and table olive production) was investigated. Specifically, the homogeneous and heterogeneous photocatalytic process under UV irradiation, wet air oxidation and electrolysis over Ti/IrO₂ and boron-doped diamond (BDD) anodes were studied. In all cases, the effect of various operating conditions on treatment efficiency regarding COD, total phenols (TPh), color and toxicity reduction as well as the increase in biodegradability was investigated. Afterwards, a comparison among the processes took place in terms of (a) the reduction of the pollutant indicators, (b) the specific energy consumption, and (c) their fixed and operational cost. It was observed that electrolysis on BDD anode is more efficient, when applied under the best operating conditions (i.e. COD₀=10000 mg/L, j=286 mA/cm² and effluents’ natural pH) than all the other AOPs that were studied. Moreover, this process was applied in integration with an aerobic biological treatment using non acclimated activated sludge. It was found that the aerobic pre-treatment biological step of the effluent (i.e. COD₀=40000 mg/L) followed by electrolysis on BDD, achieved 66 and 76% of COD and TPh reduction, respectively, towards the converse integration of these processes, where the respective values are 62 and 58%.

Στην εν λόγω διατριβή μελετήθηκαν διάφορες Προχωρημένες Οξειδωτικές Μέθοδοι Αντιρύπανσης (ΠΟΜΑ) και η εφαρμογή αυτών στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων που προέρχονται από την κατεργασία ελιάς (παραγωγή ελαιολάδου και βρώσιμης ελιάς). Αναλυτικότερα, διερευνήθηκαν οι τεχνικές της ετερογενούς και ομογενούς φωτοκατάλυσης με UV ακτινοβολία, η υγρή οξείδωση και η ηλεκτρόλυση με χρήση ανόδων Ti/IrO₂ και διαμαντιού εμπλουτισμένου με βόριο (boron-doped diamond, BDD). Σε όλες τις περιπτώσεις μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων συνθηκών λειτουργίας, που επηρεάζουν την απόδοση των διεργασιών, όσον αφορά στη μείωση των δεικτών ρύπανσης όπως το COD, οι ολικές φαινόλες (total phenols, TPh) και το χρώμα καθώς και στη μείωση της τοξικότητας και αύξηση της βιοαποδομησιμότητας των αποβλήτων. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε συγκριτική αξιολόγηση των τεχνολογιών αυτών με βάση (α) τη μείωση των δεικτών ρύπανσης του αποβλήτου, (β) την ειδική κατανάλωση ενέργειας και (γ) το πάγιο και λειτουργικό κόστος της κάθε διεργασίας. Παρατηρήθηκε ότι η ηλεκτρόλυση σε άνοδο BDD είναι αποδοτικότερη, στις βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας (δηλαδή COD₀=10000 mg/L, j=286 mA/cm² και φυσικό PH των αποβλήτων), από όλες τις ΠΟΜΑ που μελετήθηκαν. Τέλος, διερευνήθηκε η εφαρμογή αυτής της μεθόδου σε συνδυασμό με συμβατική μέθοδο αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας με χρήση ενεργού ιλύος, οπότε παρατηρήθηκε ότι η βιολογική προ-επεξεργασία αποβλήτου με COD₀=40000 mg/L με ακόλουθο το στάδιο ηλεκτρόλυσης σε BDD ευνοείται ελαφρώς επιτυγχάνοντας συνολική απομάκρυνση 66 και 76% των COD και TPh αντιστοίχως, έναντι της αντίστροφης σειράς διεργασιών, όπου οι αντίστοιχες τιμές απομάκρυνσης είναι 62 και 58%.