Στο παρακάτω σύνδεσμο βρίσκεται σε μορφή παρουσίασης η ερευνητική δραστηριότητα του Εργαστηρίου καθώς και οι εφαρμογές της στην βιομηχανία.


Ερευνητική Δραστηριότητα

Η αυτότροφη υδρογονοτροφική απονιτροποίηση είναι μια μέθοδος επεξεργασίας που πραγματοποιείται μέσω κατάλληλης καλλιέργειας μικροοργανισμών που χρησιμοποιούν το νιτρικό ανιόν ως τελικό δέκτη ηλεκτρονίων υπό ανοξικές συνθήκες. 

Αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη μέθοδο απομάκρυνσης νιτρικών ιόντων, όπου σαν δότης ηλεκτρονίων και πηγή άνθρακα χρησιμοποιούνται καθαρό υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα, αντίστοιχα. Η παραγωγή του υδρογόνου γίνεται in situ με τη χρήση κελιού ηλεκτρόλυσης που τροφοδοτείται από φωτοβολταϊκό στοιχείο. 

Στους πιο διαδεδομένους ρύπους της Ελληνικής επικράτειας συγκαταλέγονται η αμμωνία, ο σίδηρος και το μαγγάνιο. Η παρουσία αμμωνίας στους υδάτινους όγκους συνδέεται συνήθως με ταυτόχρονη παρουσία σημαντικών ποσοτήτων σιδήρου και μαγγανίου, σε συγκεντρώσεις άνω των ανώτατων αποδεκτών ορίων. Συνεπώς η απομάκρυνση των τριών αυτών στοιχείων από το πόσιμο νερό είναι επιβεβλημένη. Στο Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Συστημάτων μελετήθηκε η ταυτόχρονη απομάκρυνση αμμωνίας, σιδήρου και μαγγανίου με τη χρήση ενός διστοιβαδικού χαλικοδιυλιστηρίου πιλοτικής κλίμακας, όπου στο πληρωτικό του υλικό είναι προσκολλημένοι μικροοργανισμοί που οξειδώνουν και τους τρεις ρύπους.

Το χαλικοδιυλιστήριο είναι μια ετερογενής βιολογική διεργασία που έχει ως στόχο την απομάκρυνση των οργανικών ουσιών από τα λύματα, με τις διαδικασίες της οξείδωσης και σύνθεσης. Επίσης χρησιμοποιείται για τη νιτροποίηση, δηλαδή τη μετατροπή της αμμωνίας που περιέχεται στα υγρά απόβλητα και στο πόσιμο νερό, σε νιτρικά. Αντίθετα με τις ομογενείς διεργασίες, στις ετερογενείς, οι μικροοργανισμοί παραμένουν μέσα στα βιολογικά φίλτρα (χαλικοδιυλιστήρια) για μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς προσκολλώνται πάνω στο πληρωτικό υλικό δημιουργώντας εστίες μικροβιακής ανάπτυξης. Με τον τρόπο αυτό η βιολογική οξείδωση των ρύπων μπορεί να λάβει χώρα σε μικρότερους όγκους με πολύ καλύτερα αποτελέσματα και φυσικά με χαμηλότερο κόστος.

Η ηλεκτροχημική απονιτροποίηση είναι μια μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στην κίνηση και τον διαχωρισμό των ιόντων στο διάλυμα, υπό την επίδραση εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Η διάταξή της αποτελείται από τα ηλεκτρόδια καθόδου και ανόδου όπου γίνεται η ανταλλαγή ανιόντων και κατιόντων. Η διεργασία λαμβάνει χώρα σε μικρή επιφάνεια ηλεκτροδίων και δε γίνεται χρήση χημικών πριν και μετά την επεξεργασία του νερού.

Η απομάκρυνση οργανικού φορτίου και χρωστικών που εμπεριέχονται σε βιομηχανικά απόβλητα αποτελεί επίσης αντικείμενο μελέτης του Εργαστηρίου.

Εφαρμόζοντας τη μέθοδο της ηλεκτροκροκίδωσης, διερευνώνται οι βέλτιστες συνθήκες, όπως ο χρόνος επεξεργασίας, το αρχικό οργανικό φορτίο, το υλικό ηλεκτροδίου, και η πυκνότητα ρεύματος,τόσο για την απομάκρυνση του οργανικού φορτίου όσο και του χρώματος από υγρά απόβλητα τυροκομείου, βρώσιμης ελιάς και χαρτοβιομηχανίας με σκοπό την ασφαλή εναπόθεση τους στο περιβάλλον.

Η προσομοίωση της διεργασίας πραγματοποιείται με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων που αναπτύχθηκαν για το σκοπό αυτό. Τα αποτελέσματα αυτής της ερευνητικής προσπάθειας εφαρμόζονται και στην πράξη με την κατασκευή και επιτυχημένη λειτουργία πιλοτικής μονάδας ηλεκτροκροκίδωσης.

Η κομποστοποίηση είναι μια φυσική διαδικασία η οποία μετατρέπει τα οργανικά υλικά σε μια πλούσια ουσία που λέγεται κομπόστ και χρησιμοποιείται ως εδαφοβελτιωτικό. Η κομποστοποίηση είναι ένας πολύ άμεσος και σημαντικός τρόπος ανακύκλωσης. Έχει υπολογιστεί ότι το 35% των οικιακών απορριμμάτων μπορούν να κομποστοποιηθούν.

Βακτήρια, οι μύκητες και άλλοι ενδογενοίς μικροοργανισμοί είναι οι 'εργάτες' της κομποστοποίησης. Κατά τη διάρκεια της κομποστοποίησης, παράγουν διοξείδιο του άνθρακα (CO2), θερμότητα και νερό καθώς αποικοδομούν τα οργανικά υλικά του σωρού. Το τελικό αποτέλεσμα είναι το ΚΟΜΠΟΣΤ (πλούσιο, σκούρο, θριφτό και άοσμο) το οποίο αποτελεί εξαιρετικό εδαφοβελτιωτικό.

Η καλλιέργεια φωτοσυνθετικών μικροοργανισμών αποτελεί μια διεργασία βιομετατροπής θρεπτικών συστατικών σε προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας.

Ο στόχος των πειραμάτων στο Εργαστήριο είναι η ανάκτηση θρεπτικών συστατικών από ρεύματα αποβλήτων με τη χρήση μικτότροφης καλλιέργειας μικροφυκών σε φωτοβιοαντιδραστήρες εργαστηριακής κλίμακας.

Αντικείμενο της έρευνας αυτής αποτελεί επίσης ο πλήρης χαρακτηρισμός της παραγόμενης βιομάζας των μικροφυκών για την περαιτέρω αξιοποίησή της σε πληθώρα εφαρμογών.

Η ερευνητική προσπάθεια του Εργαστηρίου εστιάζεται στην ανάκτηση του αμμωνιακού αζώτου από απόβλητα τυροκομείου και στραγγισμάτων ΧΥΤΑ με την μέθοδο της προσρόφησης, ενώ ως προσροφητικό μέσο εξετάζεται ο ζεόλιθος (αργυλοπυριτικό ορυκτό) στη φυσική του μορφή.

Τα πειράματα αφορούν τόσο στη μελέτη της προσροφητικής ικανότητας του ζεολίθου ως προς την αρχική συγκέντρωση του αποβλήτου και τη θερμοκρασία σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου, όσο και στην εύρεση της ιδανικής κοκκομετρίας του ζεολίθου για τη μέγιστη ανάκτηση του αμμωνιακού αζώτου.

Εξετάζεται ακόμα η συνεισφορά του αζώτου από τη χρήση κορεσμένου, σε αμμωνιακό άζωτο, ζεόλιθο κατά την ανάπτυξη φυτών σίτου σε γλάστρες.

Οι Τεχνητοί Υγροβιότοποι είναι ένα φυσικό σύστημα για την επεξεργασία υγρών αστικών και αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων και της ιλύος. Βασίζονται στη χρησιμοποίηση φυτών και η παροχή των αποβλήτων σε τέτοια συστήματα διενεργείται πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του εδάφους.

Τα βασικά πλεονεκτήματα των Τεχνητών Υγροβιότοπων είναι το χαμηλό κόστος κατασκευής και λειτουργίας σε σύγκριση με μια συμβατική εγκατάσταση. Λειτουργούν χωρίς εξωτερική προσφορά ενέργειας αφού η απαιτούμενη ενέργεια προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές που χρησιμοποιούν τα φυτά (ήλιος, νερό και θρεπτικά στην ιλύ) και έχουν μεγάλη σταθερότητα στην απόδοση καθαρισμού χωρίς ανεπιθύμητες οσμές.

Επίσης υπάρχει δυνατότητα επέκτασης οποιαδήποτε χρονική στιγμή και οπτικά έχουν αρμονική προσαρμογή στο φυσικό τοπίο.