Παραγωγή βιοεξανθρακώματος από φύλλα αλόης και στέμφυλα για την προσρόφηση βαρέων μετάλλων

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας μελετήθηκε η παραγωγή βιοεξανθρακωμάτων δυο διαφορετικών βιομαζών, με σκοπό τη χρήση τους για τη δέσμευση βαρέων μετάλλων από ρυπασμένα νερά. Οι βιομάζες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τα φύλλα αλόης και τα στέμφυλα (μικρά κλαδάκια, κουκούτσια και φλοιός με ψίχα). Η μέθοδος παραγωγής των βιοεξανθρακωμάτων ήταν η πυρόλυση. Τα δείγματα διαφοροποιήθηκαν κατά την διάρκεια αυτής της διαδικασίας ως προς 2 παραμέτρους: α) την θερμοκρασία και β) την χρονική διάρκεια της πυρόλυσης. Η θερμοκρασία ήταν η μόνη παράμετρος που είχε σημαντική επίδραση στην απόδοση της πυρόλυσης, καθώς διαφορετικές θερμοκρασίες εμφάνισαν διαφορά έως και 33,1%. Η μέγιστη απόδοση που σημειώθηκε ήταν 66,5% και αφορούσε στο βιοεξανθράκωμα από στέμφυλα με πυρόλυση στους 350 °C για 120’. Επιπλέον, μελετήθηκε η ικανότητα απορρόφησης βαρέων μετάλλων σε υδατικά διαλύματα από το εκάστοτε βιοεξανθράκωμα. Η μελέτη περιλάμβανε, έκθεση των βιοεξανθρακωμάτων σε διαλύματα που περιείχαν ξεχωριστά το κάθε μέταλλο (Ni, Pb, Cr, Cd), καθώς και έκθεση σε διάλυμα στο οποίο συνυπήρχαν και τα 4 μέταλλα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα η απορροφητική ικανότητα των τελικών προϊόντων της πυρόλυσης, των βιοεξανθρακωμάτων και από τα δυο υλικά παρουσίασαν ικανοποιητικά ποσοστά δέσμευσης των μετάλλων, τα οποία κυμάνθηκαν από 22,60% εως 96,00%. Η μέγιστη απορροφητική ικανότητα παρατηρήθηκε για τα μονοστοιχειακά διαλύματα στο βιοεξανθράκωμα από την αλόη με θερμοκρασία πυρόλυσης 550 ° C για 20’ σε υδατικό διάλυμα με μέσο όρο προσρόφησης 55,60% και για τα πολυστοιχειακά διαλύματα στο βιοεξανθράκωμα από στέμφυλα με μέσο όρο προσρόφησης 96,00% . Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας αναδεικνύουν την χρήση του βιοεξανθρακώματος από αγροτικά παραπροϊόντα όπως τα στέμφυλα και τα φύλλα αλόης ως πολλά υποσχόμενη τεχνική για την αντιμετώπιση του σημαντικού περιβαλλοντικού προβλήματος του ρυπασμένου νερού. Η μελέτη και βελτιστοποίηση των παραμέτρων που σχετίζονται με την δημιουργία του βιοεξανθρακώματος (πυρόλυση), φαίνεται ότι μπορούν να οδηγήσουν στην παραγωγή ενός αποδοτικού και χρήσιμου προϊόντος.