Ένα κύριο πρόβλημα των βιομηχανιών αποτελεί η διάθεση των αποβλήτων τους είτε υγρών, είτε στερεών. Ιδιαίτερα τα υγρά απόβλητα, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν σημαντική ζημιά στα ύδατα, χρήζουν περαιτέρω επεξεργασίας. Τα απόβλητα από ένα λιθογραφειο περιέχουν χημικούς
διαλυτές, βαφές και άλλες χημικές ουσίες, ρυπογόνες και βλαβερές για το περιβάλλον. Για αυτόν τον λόγο κρίνεται αναγκαίο να βρεθεί μια λύση για την αντιμετώπιση της υδάτινης ρύπανσης, που θα έχει θετικό πρόσημο σε αυτό το περιβαλλοντολογικό ζήτημα.
Η εργασία αυτή καταπιάνεται με το υγρό απόβλητο από το λιθογραφείο της καπνοβιομηχανίας Παπαστράτος. Στο εργοστάσιο χρησιμοποιείται συνδυασμός δύο μεθόδων για την εκτυπωτική δια δικασία, η φλεξογραφία και η ψηφιακή εκτύπωση. Τα εν λόγω απόβλητα του λιθογραφείου χαρακτηρίζονται από υψηλό οργανικό φορτίου και έντονο χρώμα. Εκτός, από τα μελάνια μέσα στο απόβλητο υπάρχουν και καθαριστικές ουσίες οι οποίες διαφέρουν στον κάθε εξοπλισμό. Η συνύπαρξη αυτών των χαρακτηριστικών με την παρουσία τοξικών ουσιών, όπως βαρέα μέταλλα και πτητικές οργανικές ενώσεις, καθιστά αναγκαία την επεξεργασία τους πριν απορριφθούν στο περιβάλλον.
Στο εργοστάσιο δεν γίνεται καμία προ-επεξεργασία των αποβλήτων αυτών σήμερα. Ανά τακτά χρονικά διαστήματα τα απόβλητα συλλέγονται από εξωτερικό συνεργάτη και επεξεργάζονται εκτός εταιρίας με πολύ υψηλό τίμημα. Παρόλο που οι κλασικές μέθοδοι επεξεργασίας όπως η χημική κρο κίδωση, η διήθηση και η προσρόφηση θα μπορούσαν να είναι μία επιλογή αφού φαίνονται αποτελεσματικές, υπάρχουν προσπάθειες για την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών που θα βελτιστοποιήσουν την απόδοση και θα μειώσουν το κόστος. Μια τέτοια νέα μέθοδος είναι η ηλεκτροκροκίδωση (Electrocoagulation, 'EC'), η οποία βασίζεται στην ηλεκτροχημική διάλυση μετάλλων στο διάλυμα του αποβλήτου για την κροκίδωση και τον διαχωρισμό των ρύπων.
Στην παρούσα εργασία, η ηλεκτροχημική κροκίδωση χρησιμοποιείται για την προ-επεξεργασία των πρωτογενών αποβλήτων της βιομηχανίας. Αξιολογείται η αποτελεσματικότητα της μεθόδου στην αφαίρεση οργανικού φορτίου και αποχρωματισμού υπό διάφορες λειτουργικές συνθήκες, ό πως η πυκνότητα ρεύματος και η επίδραση του pH. Ακόμα, εκτιμάται η ταχύτητα καθίζησης των κροκίδων που έχουν δημιουργηθεί μέσω της μεθόδου, αλλά και το κόστος λειτουργίας για τον χρόνο που θα λειτουργήσει η διεργασία. Τέλος, αναλύεται το περιβαλλοντικό αποτύπωμα της διαδικασίας και προτείνονται βελτιώσεις για τη μέθοδο.
H μέθοδος αυτή, κρίθηκε αποτελεσματική όσον αφορά τον αποχρωματισμό του αποβλήτου φτά νοντας σε αφαίρεση χρώματος σχεδόν 100% για όλες τις εξεταζόμενες πυκνότητες ρεύματος, ενώ με ρύθμιση pH και συνδυασμό των δύο μεθόδων η αφαίρεση χρώματος κυμάνθηκε 75%. Για την αφαίρεση του οργανικού φορτίου στα πειράματα με απλή ηλεκτροκροκίδωση η απόδοση ήταν ανά μεσα στο 12-15%. Για τα πειράματα με ρύθμιση pH η αφαίρεση χρώματος έπεσε στο 8-10%.
H υψηλή απόδοση της μεθόδου, σε συνδυασμό με το χαμηλό οικονομικό κόστος και τις ελάχιστες περιβαλλοντικές συνέπειες, καθιστούν την ηλεκτροκροκίδωση μια εφικτή και πρακτική λύση για την προ-επεξεργασία των εν λόγω αποβλήτων σε επίπεδο βιομηχανικής κλίμακας. Το υποκείμενο υγρό στην συνέχεια επεξεργάζεται περαιτέρω στον βιολογικό καθαρισμό του εργοστασίου ενώ η εναπομένουσα ποσότητα λάσπης προτείνεται να λειτουργήσει ως κομπόστ ή να δοθεί σε εξωτερικό συνεργάτη.
A major problem for industries is the disposal of their waste, whether liquid or solid. Especially liquid waste, which can cause significant damage to water bodies, necessitates further processing. Waste from a lithography studio contains chemical solvents, dyes, and other chemical substances
that are polluting and harmful to the environment. For this reason, it is deemed necessary to find a solution with progressive technical methods to address water pollution, which will have a positive impact on this environmental issue.
This work deals with the liquid waste from the Papastratos tobacco industry lithography studio. In the factory, a combination of two methods is used for the printing process: flexography and digital printing. The lithography studio's waste is characterized by a high organic load and intense color.
Apart from the inks in the waste, there are also cleaning substances that differ in each equipment.
The coexistence of these characteristics with the presence of toxic substances, such as heavy metals and volatile organic compounds, makes their processing necessary before being discarded into the environment.
Currently, no processing of this waste is done at the factory. At regular intervals, the waste is collected by an external partner and processed outside the company. Although classic processing methods such as chemical coagulation, filtration, and adsorption could be an option since they seem
effective, efforts are being made to develop innovative techniques that will optimize performance and reduce costs. One such new method is electrocoagulation (EC), which is based on the electro chemical dissolution of metals in the waste solution for coagulation and separation of pollutants.
In the present work, electrochemical coagulation is used for the processing of the industry's pri mary waste. The effectiveness of the method in removing organic load and decolorization under var ious operational conditions, such as current density and the effect of pH, is evaluated. Additionally,
the settling speed of the coagulates created through the method is estimated, as well as the operat ing cost for the duration of the process. Finally, the environmental footprint of the process is ana lyzed, and improvements for the method are proposed.
This method was deemed effective regarding the decolorization of the waste, achieving almost 100% color removal for all examined current densities, while with pH adjustment and a combination of the two methods, color removal fluctuated at 75%. For the removal of the organic load in experiments with simple electrocoagulation, the performance was between 12-15%. For experiments with pH adjustment, color removal dropped to 8-10%.
The high performance of the method, combined with the low economic cost and minimal environmental consequences, make electrocoagulation a feasible and practical solution for the processing of such waste on an industrial scale. The underlying liquid is then further processed in the
plant's biological treatment, while the remaining amount of sludge is proposed to function as compost or be given.
Πανεπιστήμιο Πατρών
