Synthesis and characterization of novel pre-polymerized inorganic coagulants and their application in water and wastewater treatment

The aim of the present thesis was to synthesize and characterize novel pre-polymerized inorganic coagulants and to evaluate their efficiency in water and wastewater treatment applications. More than 40 new types of composite pre-polymerized coagulants were prepared by combining iron, aluminum and polysilic acid (pSi) or polyelectrolyte (PE) salts. Initially, the new composite inorganic coagulants were characterized and examined in the treatment of simulated surface water. Subsequently, tests were conducted for the treatment of simulated groundwater, in order to remove various undesirable components present in it, such as fluoride. Selected coagulants were also studied for their efficacy in treating real wastewater samples. Based on the results, it is recommended that a coagulant of poly-aluminum-ferric-silicate-chloride type, with improved properties, should have a medium basicity, relatively low silicon and iron content, and should preferably be prepared by the co-polymerization technique.Σκοπός της διατριβής ήταν η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός νέων βελτιωμένων προ-πολυμερισμένων ανόργανων κροκιδωτικών υλικών και η αξιολόγηση της εφαρμογής αυτών στην επεξεργασία νερού και υγρών αποβλήτων. Παρασκευάστηκαν περισσότερα από 40 νέου τύπου σύνθετα προ-πολυμερισμένα αντιδραστήρια κροκίδωσης με συνδυασμό αλάτων σιδήρου, αργιλίου και πολυπυριτικού οξέως (pSi) ή πολυηλεκτρολύτη (PE). Αρχικά, χαρακτηρίστηκαν και δοκιμάστηκαν τα νέα σύνθετα ανόργανα κροκιδωτικά αντιδραστήρια, στην κατεργασία του προσομοιωμένου επιφανειακού νερού. Στη συνέχεια, έγιναν δοκιμές για την επεξεργασία προσομοιωμένων υπόγειων νερών, με σκοπό την απομάκρυνση διάφορων ανεπιθύμητων συστατικών που υπάρχουν σε αυτό, όπως είναι το φθόριο. Επιλεγμένα κροκιδωτικά υλικά μελετήθηκαν επίσης, ως προς την αποτελεσματικότητά τους στην κατεργασία πραγματικών δειγμάτων υγρών αποβλήτων. Βάσει των αποτελεσμάτων, συνιστάται ότι ένα κροκιδωτικό υλικό του τύπου poly-aluminum-ferric-silicate-chloride, με βελτιωμένες ιδιότητες θα πρέπει να έχει μέση βασικότητα, σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα πυριτίου και σιδήρου, και θα πρέπει να παρασκευάζεται κατά προτίμηση με την τεχνική του συμπολυμερισμού