Παρουσίαση Διπλωματικής Μεταπτυχιακού Φοιτητή - Άγγελος Κωτούλας

Τα τελευταία χρόνια η αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού συνοδεύεται από την ανάγκη για την κάλυψη των διατροφικών του απαιτήσεων. Το γεγονός αυτό συμβάλλει στην αύξηση της παραγωγικής διαδικασίας αγροτοβιομηχανικών μονάδων προκειμένου να επιτευχθεί επαρκής σίτιση του πληθυσμού της γης. Επακόλουθο αυτού όμως συνιστά η παραγωγή αυξημένου όγκου υγρών αποβλήτων, τα οποία απαιτείται να διαχειριστούν άμεσα λόγω της πληθώρας των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που δημιουργούνται από την αλόγιστη διάθεσή τους στους φυσικούς αποδέκτες.

Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται μια οικονομική μέθοδος επεξεργασίας αγροτοβιομηχανικών υγρών αποβλήτων και συγκεκριμένα του τυρόγαλου. Ειδικότερα, χρησιμοποιείται φυσικός ζεόλιθος, βουλγαρικής προέλευσης που είναι ένα φθηνό προσροφητικό υλικό προκειμένου να εξεταστεί όχι μόνο η ικανότητα προσρόφησης αζώτου σε μορφή αμμωνιακών (N-NH₄⁺) από ρεύματα υγρών αποβλήτων αλλά και η δυνατότητα ανάκτησης αυτών.

Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης διεξήχθησαν προκαταρκτικά πειράματα κινητικής προσρόφησης αμμωνιακών ιόντων σε φυσικό ζεόλιθο από τεχνητό απόβλητο σε φιάλες. Στη συνέχεια ακολούθησαν πειράματα προσρόφησης από απόβλητο τυρόγαλου σε πληρωμένες με ζεόλιθο στήλες εργαστηριακής κλίμακας σε λειτουργία διαλείποντος έργου. Στα φίλτρα εργαστηριακής κλίμακας εξετάστηκαν διάφοροι παράμετροι όπως είναι η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης του τυρόγαλου, η επίδραση της θερμοκρασίας, η διάρκεια ικανότητας προσρόφησης καθώς και η επίδρασης της κοκκομετρίας του ζεόλιθου στην προσρόφηση. Το τελευταίο στάδιο της έρευνας περιλάμβανε πείραμα θερμοκηπίου σε γλάστρες την περίοδο από τον Δεκέμβριο 2017 έως το Μάρτιο του 2018, χρησιμοποιώντας σίτο (Triticum spp) ως πειραματικό φυτό. Το συγκεκριμένο πείραμα διεξάχθηκε προκειμένου να εξεταστεί η δυνατότητα ανάκτησης του αμμωνιακού αζώτου από κορεσμένο σε αυτό τον ρύπο ζεόλιθο.

Από την διεξαγωγή των προκαταρκτικών πειραμάτων με τεχνητό απόβλητο προέκυψε ότι η διαφορά στην κοκκομετρία δεν επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ικανότητα προσρόφησης, σε αντίθεση με την αρχική συγκέντρωση του τεχνητού αποβλήτου που την επηρεάζει σημαντικά, καθώς αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης συνεπάγεται αύξηση της προσροφητικής ικανότητας. Στα πειράματα των στηλών με πραγματικό απόβλητο τυρόγαλου εξετάστηκε επίσης πέρα από την προσρόφηση των αμμωνιακών ιόντων, η απομάκρυνση του οργανικού φορτίου εκφρασμένου σε COD καθώς και η απομάκρυνση των ορθοφωσφορικών ιόντων (P-PO₄^3-). Τα αποτελέσματα φανέρωσαν ότι η ικανότητα προσρόφησης αμμωνιακών ιόντων είναι υψηλή καθώς επιτυγχάνεται μέχρι και πλήρης απομάκρυνση αυτών από το απόβλητο του τυρόγαλου και μάλιστα για περισσότερες από μία μέρες λειτουργίας των στηλών με τον ίδιο ζεόλιθο. Ως προς την προσρόφηση του οργανικού φορτίου παρατηρήθηκε γενικά περίπου 20-35% απομάκρυνση αυτού, ενώ για τα ορθοφωσφορικά παρατηρήθηκε έως και 76% απομάκρυνση για μια μέρα λειτουργίας.

Τέλος, όσον αφορά το πείραμα θερμοκηπίου προς ανάκτηση αζώτου, κορεσμένη ποσότητα ζεόλιθου σε αμμωνιακό άζωτο (N-NH₄⁺)  εφαρμόστηκε σε διάφορες επεμβάσεις σε γλάστρες που περιείχαν σπόρους σιταριού και αφέθηκαν να αναπτυχθούν χωρίς την παρουσία επιπλέον ποσότητας χημικού λιπάσματος.  Τα αποτελέσματα έδειξαν, σύμφωνα και με τη στατιστική ανάλυση που έλαβε χώρα ότι ο εμπλουτισμένος σε άζωτο ζεόλιθος συνεισφέρει σημαντικά στην ανάπτυξη των φυτών καθώς οι γλάστρες που περιείχαν ζεόλιθο παρουσίασαν σημαντικά στατιστική διαφορά ως προς το μέγεθος της ξηρής μάζας των σιταριών. Επομένως, η προσθήκη τέτοιου τύπου ζεόλιθου σε διάφορες καλλιέργειες μπορεί να είναι ελπιδοφόρα και να αντικαταστήσει εν μέρει τη χρήση των χημικών λιπασμάτων, στα οποία οφείλεται μεγάλο μέρος της ρύπανσης των υπόγειων και επιφανειακών υδάτων με ανόργανους ρύπους όπως είναι τα νιτρικά.