Συνδυασμός ψυχρού πλάσματος και οζονισμού για την επεξεργασία ρυπασμένων υδάτων
| datacite.contributor.Supervisor | Αγγελόπουλος, Χρήστος | |
| dc.contributor.author | Κουμερτά, Κυριακή | |
| dc.contributor.other | Koumerta, Kyriaki | |
| dc.date.accessioned | 2026-03-11T10:52:52Z | |
| dc.date.available | 2026-03-11T10:52:52Z | |
| dc.date.issued | 2026-02-25 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Η ρύπανση των υδάτων αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματα σεπαγκόσμια κλίμακα, επηρεάζοντας τόσο τα οικοσυστήματα όσο και την ανθρώπινη υγεία. Σε υδατικά συστήματα του περιβάλλοντος εντοπίζονται ολοένα και συχνότερα οργανικοί ρύποι, όπως χρωστικέςαπό βιομηχανικά απόβλητα αλλά και κατάλοιπα φαρμακευτικών σκευασμάτων όπως τα αντιβιοτικά.Οι ενώσεις αυτές παρουσιάζουν υψηλή ανθεκτικότητα στην βιοαποδόμηση, γεγονός που καθιστάτις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας ανεπαρκείς για την πλήρη απομάκρυνση τους. Για τον λόγοαυτό τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται συνεχώς νέες τεχνολογίες για τον καθαρισμό των υδάτωνκαθώς η ανάγκη για αποτελεσματικές λύσεις καθίσταται πλέον επιτακτική. Η επεξεργασία με ψυχρόπλάσμα και ο οζονισμός έχουν ξεχωρίσει ως προηγμένες μεθόδους οξείδωσης με υψηλήαποτελεσματικότητα και όντας φιλικές προς το περιβάλλον. Ο συνδυασμός των δύο μεθόδωναποτελεί μια σχετικά νέα και λιγότερο εφαρμοσμένη προσέγγιση, η οποία παρουσιάζει ιδιαίτεροερευνητικό ενδιαφέρον.Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η απορρύπανση του νερού από οργανικούςρύπους μέσω επεξεργασίας με ψυχρό πλάσμα σε συνδυασμό με οζονισμό, αξιοποιώντας το όζονπου προέρχεται από τα απαέρια της αντίδρασης του πλάσματος . Η έρευνα επικεντρώθηκε στην αποδόμηση της χρωστικής μπλε του μεθυλενίου (MB) και του αντιβιοτικού σουλφαμεθοξαζόλη(SMX). Η επεξεργασία πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρα ψυχρού πλάσματος φυσαλίδων, σεσύστημα συνεχούς ροής με τροφοδοτικό μικροπαλμών.Αρχικά πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση των συνθηκών λειτουργίας σε σύστημα χωρίςοζονισμό. Οι παράμετροι που διερευνήθηκαν ήταν η ταχύτητα ροής του υγρού από το δοχείο τουαντιδραστήρα προς την δεξαμενή ανακυκλοφορίας, η εφαρμοζόμενη τάση από το τροφοδοτικό, η συχνότητα των παλμών, το αέριο μέσο, η μήτρα νερού καθώς και ο χρόνος παραμονής των δειγμάτων στον απαγωγό πριν την ανάλυση. Η βελτιστοποίηση αυτή έγινε αρχικά με MB και στηνσυνέχεια εφαρμόστηκε και στο SMX, ώστε να εκτιμηθεί η αποτελεσματικότητα των ίδιων συνθηκών σε διαφορετικό οργανικό ρύπο. Στην συνέχεια διερευνήθηκε η απόδοση του συνδυαστικού συστήματος ψυχρού πλάσματος και οζονισμού και για τους δύο ρύπους. Ο οζονισμός πραγματοποιήθηκε αξιοποιώντας το όζον που παράγεται στον αντιδραστήρα μεταφέροντας το μέσω ξεχωριστού σωλήνα αερίου, συνδεδεμένου στο καπάκι της δεξαμενής του αντιδραστήρα, προς τη δεξαμενή ανακυκλοφορίας. Παράλληλα σε όλα τα πειράματα πραγματοποιήθηκε κινητική ανάλυση με στόχο τον προσδιορισμό των κινητικών σταθερών και συνεπώς την ποσοτικοποίηση του ρυθμού αποδόμησης υπό διάφορες συνθήκες. Επιπλέον, προσδιορίστηκαν και τα κύρια δραστικά είδη που παράγονται από το πλάσμα και συγκρίθηκαν οι συγκεντρώσεις τους μεταξύ του συστήματος αποκλειστικής χρήσης πλάσματος και του συνδυαστικού συστήματος με οζονισμό. Η μελέτη ανέδειξε ότι ο συνδυασμός ψυχρού πλάσματος και οζονισμού μπορεί να αποτελέσει μια αποδοτική και φιλική προς το περιβάλλον λύση για την αντιμετώπιση οργανικών ρύπων στα ύδατα, θέτοντας μια βάση για μελλοντική αξιοποίηση της τεχνολογίας σε μεγαλύτερη κλίμακα. | |
| dc.description.translatedabstract | Water pollution constitutes one of the most significant environmental problems on a global scale, affecting both ecosystems and human health. In aquatic systems, organic pollutants are increasingly detected, such as dyes from industrial waste as well as residues of pharmaceutical formulations such as antibiotics. These compounds exhibit high resistance to biodegradation, which renders conventional treatment methods insufficient for their complete removal. For this reason, in recent years new technologies for water purification have been continuously developed, as the need for effective solutions has become imperative. Treatment with cold plasma and ozonation have emerged as advanced oxidation methods exhibiting high efficiency and being environmentally friendly. The combination of the two methods represents a relatively new and less applied approach, which presents particular research interest. In the present thesis, removal of organic pollutants from water was studied through treatment with cold plasma in combination with ozonation. The research focused on the degradation of the dye methylene blue (MB) and the antibiotic sulfamethoxazole (SMX). The treatment was carried out in a cold plasma bubble reactor, in a continuous flow system with a micro-pulse power supply. Initially, optimization of the operating conditions was carried out in a system without ozonation.The parameters investigated were the liquid flow rate from the reactor vessel to the recirculation tank, the applied voltage from the power supply, the pulse frequency, the gas medium, the water matrix, as well as the residence time of the samples in the effluent before analysis. This optimization was first performed with MB and then applied to SMX, in order to assess the effectiveness of the same conditions on a different organic pollutant. Subsequently, the performance of the combined cold plasma and ozonation system was investigated for both pollutants. In parallel, in all experiments kinetic analysis was carried out with the aim of determining the kinetic constants and consequently quantifying the degradation rate under various conditions. In addition, the main reactive species generated by plasma were identified and their concentrations were compared in the plasma-only system and the combined system with ozonation The study highlighted that the combination of cold plasma and ozonation can constitute an efficient and environmentally friendly solution for the treatment of organic pollutants in water, providing a basis for future exploitation of the technology on a larger scale. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/31695 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Ψυχρό πλάσμα | |
| dc.subject | Οζονισμός | |
| dc.subject | Ρυπασμένα ύδατα | |
| dc.subject | Οργανικοί ρύποι | |
| dc.subject | Σουλφαμεθοξαζόλη | |
| dc.subject | Μπλέ του μεθυλενίου | |
| dc.subject.alternative | Cold plasma | |
| dc.subject.alternative | Ozonation | |
| dc.subject.alternative | Pollutant water | |
| dc.subject.alternative | Organic pollutants | |
| dc.subject.alternative | Methylene blue | |
| dc.subject.alternative | Smx | |
| dc.title | Συνδυασμός ψυχρού πλάσματος και οζονισμού για την επεξεργασία ρυπασμένων υδάτων | |
| dc.title.alternative | Combination of cold plasma and ozonation for the treatment of polluted water |