Eureka! Institutional Repository

Η ανθρώπινη δραστηριότητα στον σύγχρονο κόσμο, σε παραλληλισμό με την αύξηση του πληθυσμού του πλανήτη και την εκβιομηχάνιση, οδήγησαν σε περιβαλλοντικά προβλήματα που χρήζουν άμεσης αντιμετώπισης. Τα υγρά απόβλητα που παράγονται από τις αγροτικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες και κυρίως από τη βιομηχανική παραγωγική διαδικασία επιφορτίζουν το περιβάλλον και τους υδάτινους αποδέκτες με μεγάλες συγκεντρώσεις οργανικών και ανόργανων στοιχείων και αζωτούχων ενώσεων. Συνεπώς, η μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος και των επιπτώσεων στην ζωή των έμβιων όντων απαιτεί μέτρα τόσο για τον περιορισμό της διάθεσης υγρών αποβλήτων στα οικοσυστήματα, όσο και για την ανάπτυξη κατάλληλων τεχνικών για τη μείωση του οργανικού και ανόργανου φορτίου των αποβλήτων. Οι συμβατικές τεχνικές για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων επικεντρώνονται κυρίως στην απομάκρυνση του οργανικού φορτίου, ενώ τα τελευταία χρόνια γίνονται προσπάθειες για την απομάκρυνση των θρεπτικών συστατικών, δηλαδή ενώσεων αζώτου και φωσφόρου, από τις εκροές. Ωστόσο, οι διεργασίες που εφαρμόζονται για την επεξεργασία αποβλήτων με υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο συνήθως παρουσιάζουν υψηλό κόστος και απαιτούν τη συνεχή παρακολούθηση και έλεγχο της λειτουργίας από κατάλληλα εκπαιδευμένο προσωπικό. Επιπλέον, οι τεχνικές αυτές συνήθως αποσκοπούν στην απομάκρυνση των ενώσεων του αζώτου με μορφή αερίου, με αποτέλεσμα την απώλεια αυτού του θρεπτικού συστατικού που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές. Τις τελευταίες δεκαετίες, κερδίζει ολοένα και περισσότερο έδαφος η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων που έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο, με αξιοποίηση μικροφυκών, τα οποία είναι υδρόβιοι φωτοσυνθετικοί μικροοργανισμοί που, μέσω της μεταβολικής τους δραστηριότητας, απομακρύνουν θρεπτικά συστατικά των υγρών αποβλήτων που επιδρούν δυσμενώς στο περιβάλλον. Παράλληλα, η καλλιέργεια μικροφυκών δίνει τη δυνατότητα παραγωγής βιομάζας, η οποία θεωρείται ανανεώσιμη πηγή για την παραγωγή άλλων χρήσιμων προϊόντων. Στη παρούσα διπλωματική διατριβή μελετήθηκε η επεξεργασία ενός ρεύματος υγρών αποβλήτων με υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο: πρόκειται για το υπόλειμμα από την αναερόβια επεξεργασία αγροκτηνοτροφικών αποβλήτων, η διαχείριση του οποίου ακριβώς λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε άζωτο αποτελεί ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα. Ανάλογα με την τροφοδοσία του αναερόβιου αντιδραστήρα, η συγκέντρωση σε άζωτο μπορεί να ξεπερνά τα 5 g/L. Για την επεξεργασία αυτού του ρεύματος αξιοποιήθηκε η μεταβολική δράση φωτοσυνθετικών μικροφυκών του γένους Chlorella. Η διεξαγωγή της πειραματικής διαδικασίας πραγματοποιήθηκε σε εργαστηριακή κλίμακα, με εφαρμογή κατάλληλων συνθηκών φωτισμού και αερισμού των δειγμάτων, με στόχο των προσδιορισμό των βέλτιστων παραμέτρων λειτουργίας για την ανάπτυξη των μικροφυκών και την αξιοποίηση του περιεχόμενου στα απόβλητα αζώτου με παραγωγή βιομάζας.