Μεθοδολογια Υλοποιησης του εργου
Η μεθοδολογία υλοποίησης του έργου περιλαμβάνει 6 Πακέτα Εργασίας ως εξής:
Π.Ε.1:Επισκόπηση και μελέτη της διεθνούς βιβλιογραφίας
Αφορά σε επισκόπηση και μελέτη της διεθνούς βιβλιογραφίας στο θέμα της επεξεργασίας υγρών και στερεών αποβλήτων με τη χρήση φυσικών ορυκτών. Με αυτό το τρόπο θα συμπληρωθεί η βιβλιοθήκη του εργαστηρίου με όλο το απαραίτητο βιβλιογραφικό υλικό και θα καταστεί δυνατός ο λεπτομερής σχεδιασμός και η ανάπτυξη της έρευνας. Ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στα υλικά κλινοπτιλόλιθος και μπεντονίτης , τα οποία απαντώνται σε σημαντικά φυσικά αποθέματα στην Ελλάδα και είναι τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην παρούσα έρευνα.
Π.Ε.2: Μελέτη των ιδιοτήτων των προς χρήση υλικών – Ανάπτυξη τεχνικών προεπεξεργασίας τους
Πλήρης μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν ( κλινοπτιλόλιθος και μπεντονίτης ), με διενέργεια αναλύσεων όπως: κρυσταλλογραφική ανάλυση ( XRD ) – ταυτοποίηση των υλικών, υπολογισμός ειδικής επιφάνειας, μεγέθους, όγκου και κατανομής πόρων ( BET ), ανάλυση με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με ταυτόχρονη χημική ανάλυση ( SEM / EDS ) για προσδιορισμό της ακριβούς σύστασης των υλικών και θερμική ανάλυση ( TG / DTA ) για έλεγχο της αντοχής των υλικών σε διάφορες θερμοκρασίες, για προσδιορισμό της περιεχόμενης υγρασίας κ.λπ. Επίσης, διερεύνηση τεχνικών προεπεξεργασίας των φυσικών υλικών, όπου απαιτείται, με σκοπό τη βελτίωση των προσροφητικών και ιοντοεναλλακτικών τους ιδιοτήτων. Οι τεχνικές αφορούν σε προεπεξεργασία με χρήση διαφόρων χημικών μέσων όπως βασικών και όξινων διαλυμάτων, διαλυμάτων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών, για διαφορετικές θερμοκρασιακές περιοχές κ.λπ. Με την ολοκλήρωση του Π.Ε. επιτυγχάνεται πλήρης προσδιορισμός, καταγραφή και αξιολόγηση των ιδιοτήτων των προς χρήση υλικών. Επιπλέον, θα παραχθούν τροποποιημένα ορυκτά υλικά με βελτιωμένες ιδιότητες.
Π.Ε.3: Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση συστημάτων δέσμευσης βαρέων μετάλλων από υγρά απόβλητα
Ανάπτυξη συστημάτων διαλείποντος έργου και σταθερών κλινών και μελέτη τόσο των φυσικών ορυκτών ως έχουν, όσο και των βελτιωμένων υλικών (Π.Ε. 2). Στα συστήματα διαλείποντος έργου μελετάται η ισορροπία και η κινητική των συστημάτων ορυκτών/μετάλλων . Επίσης μελετάται η επίδραση της οξύτητας, της θερμοκρασίας και της παρουσίας ανταγωνιστικών συστατικών στην απομάκρυνση του κυρίως συστατικού. Στα συστήματα σταθερών κλινών διερευνάται η επίδραση των λειτουργικών παραμέτρων της διεργασίας στην απομάκρυνση των συστατικών από την υγρή φάση. Οι λειτουργικές παράμετροι που εξετάζονται είναι η ογκομετρική παροχή, ο χρόνος παραμονής, η αρχική συγκέντρωση του διαλύματος εισόδου και η κοκκομετρία των υλικών. Επίσης μελετώνται και ειδικά συστήματα κλινών, όπως κλίνες σε παράλληλη και σε σειρά σύνδεση και συστήματα κλειστού βρόχου. Τέλος, διερευνάται ο μηχανισμός εκχύλισης των ροφημένων μετάλλων από τη στερεά φάση υπό διαφορετικές συνθήκες, έτσι ώστε τα χρησιμοποιημένα ορυκτά να μπορούν είτε να αποτεθούν σε ειδικούς χώρους με ασφάλεια είτε να χρησιμοποιηθούν σε άλλες διεργασίες (εξέταση δυνατότητας εκχύλισης των μετάλλων, υπό συνθήκες οι οποίες μπορούν να απαντηθούν στη φύση, όπως όξινη βροχή και έκπλυση από φυσικά νερά). Τονίζεται ότι για την ανάπτυξη της έρευνας θα χρησιμοποιούνται τόσο διαλύματα των οποίων η σύσταση προσομοιάζει με αυτή των υγρών αποβλήτων που παράγονται από βιομηχανικές διαδικασίες όσο και πραγματικά υγρά βιομηχανικά απόβλητα από επιλεγμένους κλάδους.
Π.Ε.4: Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση συστημάτων δέσμευσης βαρέων μετάλλων από σταθεροποιημένα στερεά απόβλητα
Μελετάται η επίδραση των υλικών στην διαδικασία βιολογικής σταθεροποίησης - κομποστοποίησης του οργανικού υλικού στερεών αποβλήτων (π.χ. ιλύος). Η μελέτη θα πραγματοποιηθεί με το σχεδιασμό και την κατασκευή κατάλληλων βιοαντιδραστήρων , όπου θα αναπτυχθεί η τεχνική της κομποστοποίησης των στερεών αποβλήτων με ταυτόχρονη προσθήκη των προς εξέταση υλικών (διαφορετικές πειραματικές σειρές, με πρωτογενή και τροποποιημένα υλικά). Εξετάζεται για κάθε πειραματική σειρά, η απόδοση κάθε ορυκτού, η επίδραση της αναλογίας αποβλήτου/ορυκτού , της κοκκομετρίας των ορυκτών, της οξύτητας και υγρασίας του μίγματος και του χρόνου επεξεργασίας. Ακόμη, διερευνάται η εκχύλιση των ροφημένων μετάλλων από το κομποστοποιημένο προϊόν υπό διαφορετικές συνθήκες, έτσι ώστε το προϊόν να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες εφαρμογές (π.χ. αγροτικές καλλιέργειες).
Π.Ε.5: Αξιολόγηση αποτελεσμάτων – Εισηγήσεις
Μετά την ολοκλήρωση της πειραματικής έρευνας, θα πραγματοποιηθούν τα εξής:
O Αξιολόγηση και επεξεργασία των συνολικών αποτελεσμάτων - σύγκριση των εναλλακτικών συστημάτων (συστήματα προεπεξεργασίας , συστήματα δέσμευσης των μετάλλων από υγρά και στερεά απόβλητα)
O Επιλογή των βέλτιστων συνθηκών εφαρμογής του καθενός από τα συστήματα που θα αναπτυχθούν
O Εισηγήσεις για την επέκταση και χρήση των αποτελεσμάτων σε ευρεία κλίμακα (ανάπτυξη συστημάτων βιομηχανικής κλίμακας)
Π.Ε.6: Προβολή – Δημοσιοποίηση
Καθόλη τη διάρκεια του έργου διενεργούνται εργασίες προβολής, δημοσιοποίησης και διάχυσης των αποτελεσμάτων του, μέσω ετοιμασίας και διανομής ενημερωτικού υλικού, δημιουργίας και συνεχούς ενημέρωσης σελίδας στο διαδίκτυο , διοργάνωσης επιστημονικής ημερίδας με πρακτικά και διενέργειας επιστημονικών συναντήσεων. Η διοργάνωση της επιστημονικής ημερίδας θα πραγματοποιηθεί κατά τα τελευταία στάδια του έργου και σε αυτή θα προσκληθούν για να συμμετάσχουν Διδακτικό και ερευνητικό προσωπικό από ΑΕΙ και ΤΕΙ καθώς και προσωπικό από ερευνητικά Κέντρα, Ινστιτούτα και άλλους φορείς που δραστηριοποιούνται στην ανάπτυξη έρευνας σε περιβαλλοντικά θέματα.
