ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΧΡΥΣΟΥ» ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΣΤΟΥΓΙΑΝΝΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΟΓΙΑ ΦΩΤΕΙΝΗ ΚΑΒΑΛΑ 2013

2 Ευχαριστίες Στο σημείο αυτό Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την επιβλέπουσα Καθηγήτρια κα Κόγια Φωτεινή για την πολύτιμη βοήθεια και τη στήριξη που μου έδειξε για να ολοκληρωθεί η συγκεκριμένη εργασία. Την ευχαριστώ πολύ για όλα όσα μου δίδαξε, τις συμβουλές της, τη συμπαράσταση της και τις ώρες που μου αφιέρωσε. Επιπλέον θέλω να πω ένα μεγάλο ευχαριστώ στον κ. Σιγηνό Φώτη Ηλεκτρολόγο Μηχανικό Προϊστάμενος του τμήματος Η/Μ. Τον κ. Ζαγοράκη Νικόλαο Εργοδηγός τμήματος Εμπλουτισμού και την κ. Γαζέα 'Εμυ υπεύθυνη του τμήματος περιβάλλοντος. Για τις πληροφορίες και το υλικό που μου παρείχαν σχετικά με τη δομή και τη λειτουργιά της Μονάδας Επεξεργασίας Υδάτων. Επίσης, ένα μεγάλο ευχαριστώ στον κ. Μάλαμα Δημήτριο Ηλεκτρολόγο του τμήματος Η/Μ και την κ. Κατσιρμά Στυλιανή Ηλεκτρολόγος Μηχανικός του τμήματος Η/Μ για τις πληροφορίες και για τη βοήθεια τους που όποτε χρειάστηκα οποιαδήποτε διευκρίνεια σχετικά με τη λειτουργία της Μονάδας ήταν εκεί. Στη συνέχεια δεν θα μπορούσα να παραλείψω τους εργαζόμενους της εταιρείας της ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΧΡΥΣΟΣ Α.Ε, που ήμασταν μαζί στην Μονάδα Επεξεργασίας Υδάτων για την βοήθεια τους και για την πολύτιμη γνώση που μου μετέδωσαν. Τέλος ευχαριστώ όλους τους φίλους και την οικογένεια μου για τη στήριξη τους όλα αυτά τα χρόνια. ii

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα πτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε στο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Καβάλας, στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών στην Καβάλα. Η συγγραφή της ξεκίνησε το Ιούνιο του 2013 και ολοκληρώθηκε τον Νοέμβριο του 2013, υπό την επίβλεψη της Καθηγήτριας κας Κόγια Γρ. Φωτεινής, Καθηγήτριας Εφαρμογών του Τομέα Φυσικής, του Γενικού Τμήματος Θετικών Επιστημών της Σχολής Τεχνολογικών Εφαρμογών, του Τ.Ε.Ι. Καβάλας. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η παρουσίαση: «ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΧΡΥΣΟΥ» Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την επιβλέπουσα Καθηγήτρια κα Κόγια Φωτεινή για την πολύτιμη βοήθεια και τη στήριξη που μου έδειξε για να ολοκληρωθεί η συγκεκριμένη εργασία. Την ευχαριστώ πολύ για όλα όσα μου δίδαξε, τις συμβουλές της, τη συμπαράσταση της και τις ώρες που μου αφιέρωσε. Καβάλα, 2013 iii

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Αντικείμενο της εργασίας είναι η παρουσίαση μίας ΜΟΝΑΔΑΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΧΡΥΣΟΥ Αρχικά γίνεται μία αναφορά στην μεταλλευτική (1 ο Κεφάλαιο) και στην συνέχεια περιγράφουμε αναλυτικά, βήμα προς βήμα, μία μονάδα επεξεργασίας αποβλήτων νερών μίας μεταλλευτικής εγκατάστασης, ενώ στην συνέχεια παρουσιάζουμε ακόμα πιο διεξοδικά μία μονάδα επεξεργασίας υδάτων μιας μονάδας, μεταλλευτικής πάντα αλλά εξόρυξης χρυσού πιο ειδικά και τον τρόπο λειτουργίας αυτής. Η εργασία μας κλείνει με την φωτογραφική παρουσίαση της μονάδας αυτής. ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ: Μονάδα επεξεργασίας των γύρων αποβλήτων μεταλλευτικών εγκαταστάσεων χρυσού. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Μετάλλευμα, Χρυσός, Νερό, Απόβλητα, Μονάδα Επεξεργασίας. iv

5 ABSTRACT Objective of this work is to present a UNIT OF WASTEWATER TREATMENT PLANT MINERAL GOLD Originally made a reference to the mining and then describe in detail, step by step, a processing unit wastewater a mining facility, and then present more detailed one unit of a water treatment plant, mining everything but most especially gold mining and how this works. Our work ends with the presentation of the photographic unit. SUBJECT AREA : Processing unit of rounds mining waste facilities gold. KEYWORDS: Ore, Gold, Water, Waste Treatment Plant. v

6 Περιεχόμενα ΠΡΟΛΟΓΟΣ... iii ΠΕΡΙΛΗΨΗ... iv ABSTRACT... v Κατάλογος Σχημάτων... vii Κατάλογος Πινάκων... vii ΕΙΣΑΓΩΓΗ... viii ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΓΕΝΙΚΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΥΠΑΙΘΡΙΑ ΟΡΥΧΕΙΑ ΚΑΙ ΛΑΤΟΜΕΙΑ Η ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Υγρά βιομηχανικά απόβλητα Επιπτώσεις Αντιμετώπιση Κανονισμοί διάθεσης Τεχνολογίες επεξεργασίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ Περιγραφή της ροής υδάτων Κεντρικό Αντλιοστάσιο Δομή μονάδας επεξεργασίας υδάτων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ Είσοδος υδάτων στη μονάδα Εξουδετέρωση μίγματος και παραγωγή υγρής υδρασβέστου Είσοδος στον παχυντή (Thickener) Έξοδος Μονάδας vi

7 4.5. Μετρούμενα μεγέθη και αρχές λειτουργίας οργάνων μέτρησης Το ph Η Θολότητα Η Ροή Η Στάθμη Η Αγωγιμότητα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Κατάλογος Σχημάτων Σχήμα Τομή (αριστερά) μηκοτομή (δεξιά) αισθητήριας κεφαλής Σχήμα Αλλαγή μεταδιδόμενου και διαχεόμενου φωτός Σχήμα Κύκλωμα μέτρησης Σχήμα Τομή σωλήνα με προσαρμοσμένο αισθητήρα υπερήχων.. 47 Σχήμα Υπερηχητικός αισθητήρας ανίχνευσης στάθμης σε δεξαμενή Σχήμα Κατασκευή Αισθητήρα Αγωγιμότητας Σχήμα Αρχή λειτουργίας αισθητήρα αγωγιμότητας Σχήμα Σύστημα μέτρησης Κατάλογος Πινάκων Πίνακας Επιπτώσεις από τη Διάθεση υγρών Βιομηχανικών Αποβλήτων σε Υδάτινους Αποδέκτες Πίνακας Διαχείριση Υγρών Βιομηχανικών Αποβλήτων Πίνακας Όρια εκπομπών υγρών αποβλήτων στους υπονόμους και τα ρεύματα Πίνακας Χαρακτηριστική καμπύλη ph-τάσης στους 25 C Πίνακας Αντιστοιχία ph - Τάσης στους 25 C vii

8 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι περιβαλλοντικές επιδράσεις των Βιομηχανιών εξόρυξης μεταλλείων είναι ένα θέμα που έχει απασχολήσει τον τομέα του περιβάλλοντος Παγκοσμίως αλλά και σε επίπεδο τοπικών κοινωνιών ξεχωριστά όπου έχουν αναπτυχθεί Βιομηχανίες που είτε πραγματοποιούν εξόρυξη μεταλλευμάτων είτε πράττουν τη διαδικασία εμπλουτισμού αυτών. Από αρχαιοτάτων χρόνων όπου υπάρχει μεταλλευτική δραστηριότητα έχουν παρατηρηθεί περιβαλλοντικά προβλήματα, ωστόσο αυτό δεν οφείλεται όπως θα δούμε στην εκμετάλλευση και επεξεργασία του μεταλλεύματος αλλά στην κακή αποκατάσταση των περιοχών που έχει πραγματοποιηθεί εξόρυξη και στη μη ορθολογική εξουδετέρωση των αποβλήτων από τον εμπλουτισμό των μετάλλων. Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία επεξεργάζεται την παρουσίαση της νέας μονάδας επεξεργασίας των αποβλήτων νερών μεταλλευτικών εγκαταστάσεων. viii

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ 1.1. ΓΕΝΙΚΑ Μεταλλευτική είναι η ανθρώπινη δραστηριότητα της εξόρυξης ορυκτών και πετρωμάτων για χρήση στην οικοδομή, στην εξαγωγή μετάλλων και στην παραγωγή αντικειμένων γενικότερα. Ως επιστήμη, η μεταλλευτική αποτελεί τμήμα των επιστημών μηχανικού και συμπεριλαμβάνει τη μεταλλευτική έρευνα, την όρυξη και λειτουργία μεταλλείων, ορυχείων και λατομείων και τέλος, το κλείσιμο των μεταλλευτικών/λατομικών χώρων μετά την εξάντληση των εκμεταλλεύσιμων αποθεμάτων. Ως επιστήμη, η μεταλλευτική συχνά αποκαλείται και μεταλλειολογία, εφόσον οι μηχανικοί μεταλλείων αποκαλούνται συχνά «μεταλλειολόγοι μηχανικοί». Ο όρος μεταλλεία (θηλυκού γένους) χρησιμοποιείται επίσης ως συνώνυμο της μεταλλευτικής δραστηριότητας κυρίως στη νομική ορολογία. Πάντως, σύμφωνα με το Λατίνο φυσιοδίφη και ιστοριογράφο Πλίνιο τον Πρεσβύτερο, η λέξη μέταλλον επινοήθηκε από τους αρχαίους Έλληνες οι οποίοι παρατήρησαν ότι οι μεταλλοφόρες φλέβες που έβρισκαν ήταν κοντά η μία στην άλλη (μετ' ἄλλης). Με τη γενικότερη έννοια, η μεταλλευτική συμπεριλαμβάνει και την εξόρυξη υγρών και αερίων υδρογονανθράκων (πετρέλαιο, φυσικό αέριο κ.λπ.). Όμως, εξαιτίας της ιδιαιτερότητας που παρουσιάζει η εξόρυξη φυσικών υδρογονανθράκων, ο τομέας αυτός αποτελεί ιδιαίτερο γνωστικό κλάδο και οι μηχανικοί που ασχολούνται με αυτό το αντικείμενο αποκαλούνται «μηχανικοί πετρελαίων». Η μεταλλευτική είναι μία από τις αρχαιότερες ανθρώπινες οικονομικές δραστηριότητες και έχει παίξει πρωτεύοντα ρόλο στη μετάβαση του ανθρώπου από την πρωτόγονη κατάσταση στο σύγχρονο πολιτισμό. Ωστόσο, η μεταλλευτική έχει συνδεθεί επίσης και με πολλά μελανά σημεία 1

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ στην ανθρώπινη ιστορία όπως η δουλεία, οι κατακτητικοί πόλεμοι, η αποικιοκρατία και πιο πρόσφατα η μόλυνση του περιβάλλοντος ΙΣΤΟΡΙΑ Η ιστορία της μεταλλευτικής ξεκινά ταυτόχρονα ή σχεδόν ταυτόχρονα με την ιστορία της γεωργίας. Από τη στιγμή που ο άνθρωπος χρειάστηκε εργαλεία, στράφηκε προς τη γη για να βρει τις κατάλληλες πέτρες που θα χρησιμοποιούσε είτε για μύτες στα βέλη του είτε για να αλέσει το σιτάρι. Με την ανακάλυψη αυτοφυών μετάλλων, όπως ο χαλκός, ο χρυσός και ο άργυρος, ο άνθρωπος πέρασε από τη λίθινη εποχή στην εποχή των μετάλλων. Από το 5000 π.χ. περίπου αρχίζει η Εποχή του Χαλκού και ακολουθεί η Εποχή του Σιδήρου (1500 π.χ έως 1780 μ.χ. περίπου), η Βιομηχανική Επανάσταση (ή «Εποχή του Χάλυβα»: ) και η Πυρηνική Εποχή (1945 έως σήμερα). Πολλά σημαντικά σημεία στην ανθρώπινη ιστορία συνδέονται με την αναζήτηση ορυκτών ή την εύρεση νέων μεθόδων χρήσης αυτών των ορυκτών, από το ταξίδι του Μάρκο Πόλο στην Κίνα και την ανακάλυψη του Νέου Κόσμου το 16ο αι., έως την εποίκηση της Αυστραλίας και τον Πυρετό του Χρυσού που έφερε χιλιάδες χρυσοθήρες στο Γιούκον του Καναδά. Στα τέλη του 18ου και τις αρχές του 19ου αι., έκανε την εμφάνισή της η επιστήμη της Γεωλογίας. Σχεδόν ταυτόχρονα εμφανίστηκαν και οι πρώτες Σχολές Μηχανικών Μεταλλείων για να καλυφθούν οι ανάγκες της Βιομηχανικής επανάστασης σε ειδικευμένους επιστήμονες: το 1716 η Σχολή Μεταλλείων στο Joachimsthal της Βοημίας (Γιάχιμοφ της σημερινής Τσεχίας), το 1765 η Ακαδημία Μεταλλείων (Bergakademie) της Freiberg στη Σαξονία, το 1777 η Ακαδημία Μεταλλείων της Ισπανίας (Academia de Minas, Almadén), το 1783 η Σχολή Μεταλλείων του Παρισιού (École des mines), το 1792 το Βασιλικό Κολέγιο Μεταλλευτικής της Πόλης του Μεξικού (Real Seminario de Minería) κ.ά. 2

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ Κατά τον 20 ο αιώνα η εκμετάλλευση ορυκτών πρώτων υλών πήρε τεράστιες διαστάσεις, χάρη στην ανακάλυψη της δυναμίτιδας (1866) και στη μηχανοποίηση της εξόρυξης, αλλά και εξαιτίας της δραματικής αύξησης της κατανάλωσης από τον άνθρωπο. Πολλές μεταλλευτικές επιχειρήσεις κυρίως Αμερικανικών και Ευρωπαϊκών συμφερόντων απέκτησαν μεγάλη οικονομική ισχύ και απλώθηκαν σε όλον τον Κόσμο. Η στυγνή έως ληστρική εκμετάλλευση του ορυκτού πλούτου χωρών του Τρίτου Κόσμου από αυτές τις Εταιρείες οδήγησε σε εκρηκτικές καταστάσεις με δραματικές συνέπειες. Τέτοιες καταστάσεις ήταν, για παράδειγμα, το ρατσιστικό καθεστώς απαρτχάιντ στη Νότιο Αφρική, οι αδιάκοπες ταραχές στο Ζαΐρ (σημερινή Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό) για τα μεταλλεία της Κατάνγκα, η δικτατορία στη Χιλή το 1973 μετά την εθνικοποίηση των χαλκωρυχείων και οι μεγάλες πετρελαϊκές κρίσεις στη δεκαετία του 1970 μετά την απότομη αύξηση των τιμών του αργού πετρελαίου από το καρτέλ του ΟΠΕΚ. Η μεγάλη κατανάλωση πρώτων υλών οδήγησε επίσης σε εξάντληση πολλών αποθεμάτων. Τα μεταλλεύματα προς εκμετάλλευση άρχισαν να γίνονται ολοένα και πιο φτωχά. Ήδη ο ορίζοντας της πλήρους εξάντλησης των κοιτασμάτων πετρελαίου τοποθετείται γύρω στο Αναγκαστικά ο άνθρωπος στρέφεται προς την ανακύκλωση και τη χρήση λιγότερο ενεργοβόρων τεχνολογιών. Παρόλα αυτά, η μεταλλευτική θα εξακολουθήσει να παίζει πρωτεύοντα ρόλο στη ζωή του ανθρώπου, γιατί σχεδόν όλα τα ανθρώπινα δημιουργήματα προέρχονται από τη γη ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑ Όπως όλες οι επιστήμες, έτσι και η μεταλλευτική έχει την δική της ορολογία. Οι πιο κοινοί μεταλλευτικοί όροι είναι: - Μεταλλείο ή ορυχείο (αγγλ., mine) όρυγμα στην γη με σκοπό την ανάκτηση ορυκτών». 3

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ - Ορυκτό (αγγλ., mineral) φυσικό ανόργανο στοιχείο ή ένωση με συγκεκριμένη δομή (συνήθως κρυσταλλική), συγκεκριμένη χημική σύσταση και συγκεκριμένες φυσικές ιδιότητες. - Πέτρωμα (αγγλ., rock) γεωλογικός σχηματισμός που αποτελείται από ένα ή περισσότερα ορυκτά. - Κοίτασμα (αγγλ., deposit) γεωλογικός σχηματισμός που περιέχει ορισμένα ορυκτά με οικονομικό ενδιαφέρον. Τα όρια ενός κοιτάσματος καθορίζονται με βάση την οριακή περιεκτικότητα (αγγλ., cut-off grade), δηλ. την ελάχιστη απαιτούμενη περιεκτικότητα σε κάποιο ορυκτό ή στοιχείο για να είναι μία μονάδα όγκου του κοιτάσματος οικονομικώς εκμεταλλεύσιμη. - Μετάλλευμα (αγγλ., ore) το υλικό που εξορύσσεται από ένα κοίτασμα. - Στείρο (αγγλ., waste) το υλικό που εξορύσσεται μαζί με το μετάλλευμα, αλλά δεν περιέχει ορυκτά με οικονομικό ενδιαφέρον. - Συμπύκνωμα (αγγλ., concentrate) το υλικό με οικονομικό ενδιαφέρον που προκύπτει μετά από φυσική επεξεργασία του μεταλλεύματος (εμπλουτισμός). - Απόρριμμα (αγγλ., residue) το υλικό που διαχωρίζεται από το συμπύκνωμα και συχνά απορρίπτεται σε χώρους εναπόθεσης εφόσον δεν παρουσιάζει κανένα οικονομικό ενδιαφέρον. Τα κοιτάσματα που περιέχουν ορυκτά κατάλληλα για εξαγωγή μετάλλων (π.χ., σίδηρος, χαλκός, χρυσός, κ.ά.) αποκαλούνται μεταλλικά κοιτάσματα. Τα κοιτάσματα ορυκτών που δεν χρησιμεύουν για την παραγωγή μετάλλων (π.χ. καολίνης, ποζολάνη, μαγνησίτης, κ.ά.) αποκαλούνται μη-μεταλλικά κοιτάσματα ή απλώς βιομηχανικά ορυκτά. Ιδιαίτερη κατηγορία αποτελούν τα ορυκτά καύσιμα ή ενεργειακά ορυκτά, όπως το πετρέλαιο, οι γαιάνθρακες, το φυσικό αέριο, κ.λπ., που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας 4

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ 1.4. ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ Η μεταλλευτική έρευνα ξεκινά με την αναζήτηση ενδιαφερόντων γεωλογικών σχηματισμών (πετρωμάτων) που πιθανώς περιέχουν κάποιο οικονομικά εκμεταλλεύσιμο ορυκτό (αγγλ., prospecting). Για πολλούς αιώνες, η αναζήτηση γίνονταν με απλή παρατήρηση στο πεδίο ή στον γεωλογικό χάρτη πετρωμάτων που μοιάζουν να είναι κοιτάσματα ή που μοιάζουν να κρύβουν κάποιο κοίτασμα. Σήμερα, η αναζήτηση γίνεται με σύγχρονες γεωφυσικές μεθόδους, δηλ. με την εξέταση ανωμαλιών σε φυσικές ιδιότητες γεωλογικών σωμάτων, όπως π.χ. παράξενες μεταβολές στο βαρυτικό πεδίο της Γης, στο γεωμαγνητικό πεδίο της Γης, στην ηλεκτρική αντίσταση των πετρωμάτων, στην ταχύτητα διάδοσης σεισμικών κυμάτων, κ.λ.π. Η γεωφυσική έρευνα γίνεται με μέσα όπως αεροπλάνα, ελικόπτερα, ειδικά γεωτρύπανα, ελεγχόμενες εκρήξεις και σεισμογράφους. Η γεωφυσική έρευνα συμπληρώνεται από την γεωχημική έρευνα κατά την οποία αναζητούνται ανωμαλίες στην συγκέντρωση και κατανομή ιχνοστοιχείων στα εδάφη και τα νερά. Η μεταλλευτική έρευνα μεγαλώνει σε έκταση και ένταση όταν βρεθεί ένας ενδιαφέρον γεωλογικός σχηματισμός (αγγλ., exploration). Κατά την φάση αυτή, γίνονται γεωτρήσεις για την λήψη δειγμάτων και την αποτίμηση των αποθεμάτων. Οι γεωτρήσεις γίνονται με ειδικά γεωτρύπανα που είναι κατάλληλα για συγκεκριμένη κατηγορία κοιτασμάτων. Π.χ. άλλα γεωτρύπανα χρησιμοποιούνται για την έρευνα σε σκληρά πετρώματα και άλλα γεωτρύπανα χρησιμοποιούνται για την έρευνα σε προσχωματικά κοιτάσματα. Οι γεωτρήσεις γίνονται σε συγκεκριμένο χωρικό πλαίσιο έτσι ώστε η δειγματοληψία να είναι όσο το δυνατό πιο ομοιόμορφη. Δείγματα επίσης λαμβάνονται και με όρυξη αυλάκων, στοών, κ.λπ. 5

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ Τα δείγματα, που συχνά έχουν κυλινδρική μορφή και αποκαλούνται «καρότα», αναλύονται για να γίνει η εκτίμηση των αποθεμάτων του κοιτάσματος. Ειδικές μέθοδοι γεωστατικής επιτρέπουν την εκτίμηση της χωρικής κατανομής των αποθεμάτων. Ανάλογα με το στατιστικό σφάλμα της εκτίμησης, τα αποθέματα ταξινομούνται σε βέβαια, πιθανά, ενδεικτικά κ.λπ. Με βάση τα εκτιμηθέντα αποθέματα, γίνεται μελέτη σκοπιμότητας, που περιλαμβάνει προκαταρκτική τεχνική ανάλυση για τον τρόπο και το χρόνο της εξόρυξης, εκτίμηση της οικονομικής απόδοσης της εξόρυξης και μία πρώτη αποτίμηση του επιχειρηματικού κινδύνου 1.5. ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ Η εκμετάλλευση αρχίζει με τη φάση της προσπέλασης. Κατά τη φάση αυτή διανοίγονται δρόμοι, στοές, κεκλιμένα («ράμπες») και φρέατα («πηγάδια») για να πλησιάσει ο μηχανικός εξοπλισμός και το προσωπικό το κοίτασμα. Ακολουθεί η φάση της ανάπτυξης, κατά την οποία δημιουργούνται ορύγματα (δρόμοι, στοές, κ.λπ.) γύρω και μέσα στο κοίτασμα έτσι ώστε να αρχίσει η απόληψη του κοιτάσματος. Κατά τη φάση της παραγωγής αρχίζει η εξόρυξη του κοιτάσματος με μεθόδους κατάλληλους για την γεωμετρία του κοιτάσματος, για τη σταθερότητα του κοιτάσματος και των περιβαλλόντων πετρωμάτων και για τον απαιτούμενο ρυθμό παραγωγής. Με την εξάντληση των οικονομικά εκμεταλλεύσιμων αποθεμάτων, το μεταλλείο περνά στη φάση του κλεισίματος. Εφόσον η εξόρυξη είναι επικίνδυνη για τον άνθρωπο όταν δεν υπάρχουν εκεί ειδικευμένοι εργαζόμενοι, ο χώρος πρέπει να σφραγιστεί. Ταυτοχρόνως, λαμβάνεται μέριμνα για την αποκατάσταση του περιβάλλοντος και για την παρακολούθηση τυχόν εκπομπών (π.χ., σκόνη, ραδιενέργεια, απορροή όξινων υδάτων, κ.λπ.) μετά το κλείσιμο της εξόρυξης. 6

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ Από την περίοδο της προσπέλασης μέχρι το οριστικό κλείσιμο της εξόρυξης, ο μηχανικός μεταλλείων είναι υπεύθυνος για τον σχεδιασμό και την ευστάθεια των ορυγμάτων, τον προγραμματισμό της παραγωγής, τον φωτισμό, τον αερισμό, την άντληση νερών, καθώς και για την ασφάλεια και υγιεινή των εργαζομένων. Συνεπώς, η εργασία του μηχανικού μεταλλείων είναι πολυσύνθετη και απαιτεί γνώσεις εδαφομηχανικής, βραχομηχανικής, διοίκησης και προγραμματισμού, εργασιακής ασφάλειας και υγιεινής, κ.λπ ΥΠΑΙΘΡΙΑ ΟΡΥΧΕΙΑ ΚΑΙ ΛΑΤΟΜΕΙΑ Στα υπαίθρια ορυχεία και λατομεί δύο παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο: - η σχέση αποκάλυψης, δηλ. η αναλογία εξόρυξης του υπερκείμενου στείρου προς το υποκείμενο μετάλλευμα (ρ), και - η τελική γωνία των πρανών (φ). Σε ένα οριζόντιο κοίτασμα με επίπεδο τοπογραφικό ανάγλυφο, ο λόγος ρ είναι σταθερός και δεν αλλάζει. Σε κεκλιμένα κοιτάσματα όμως, ο λόγος ρ αυξάνει συνεχώς με την πρόοδο της εκμετάλλευσης και συνεπώς πέρα από μια κρίσιμη τιμή, η εκμετάλλευση γίνεται οικονομικά ασύμφορη. Τότε ο μηχανικός μεταλλείων πρέπει να αποφασίσει εάν είναι πιο συμφέρουσα μια υπόγεια εκμετάλλευση. Όταν η εκσκαφή φτάσει στα όρια της ιδιοκτησίας ή της άδειας εκμετάλλευσης, τότε το βάθος της εκσκαφής καθορίζεται από την τελική γωνία των πρανών φ. Η γωνία φ είναι η μέγιστη επιτρεπτή γωνία εκσκαφής με βάση την αντοχή των πετρωμάτων ή είναι η μέγιστη επιτρεπτή γωνία εκσκαφής σύμφωνα με τον νόμο. Οι επιφανειακές εκμεταλλεύσεις σε σκληρά πετρώματα γίνονται με τη βοήθεια εκρηκτικών. Σε βαθμίδες ανοίγονται μικρά διατρήματα στα οποία τοποθετείται εκρηκτική ύλη. Ακολουθεί ανατίναξη. Το θρυμματισμένο μετάλλευμα φορτώνεται σε φορτηγά που το μεταφέρουν για περαιτέρω 7

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ επεξεργασία (θραύση, λειοτρίβηση, εμπλουτισμό). Τα στείρα υπερκείμενα πετρώματα μεταφέρονται σε σωρούς απορριμμάτων. Σε σχετικά μαλακά πετρώματα (π.χ. λιγνίτης), η εκμετάλλευση γίνεται και με ηλεκτροκίνητους καδοφόρους εκσκαφείς και ταινιοδρόμους, ή με γιγαντιαίους εκσκαφείς τύπου dragline, μηχανικά πτύα και φορτηγά οχήματα off-road μεγάλου ωφέλιμου φορτίου. Σε προσχωματικά (αλουβιακά) κοιτάσματα χρυσού, ιλμενίτη, κ.λπ., η εξόρυξη γίνεται με την εκτόξευση νερού υπό πολύ υψηλή πίεση και το υλικό συγκεντρώνεται από ειδικές πλατφόρμες (αγγλ., dredges). Γενικά, η επιλογή του μηχανικού εξοπλισμού εξαρτάται κυρίως από την σκληρότητα των πετρωμάτων και του κοιτάσματος και από τον επιθυμητό ρυθμό παραγωγής. Όπως στην περίπτωση των επιφανειακών εκμεταλλεύσεων, έτσι και στα υπόγεια μεταλλεία, η επιλογή της μεθόδου εκμετάλλευσης εξαρτάται από τη γεωμετρία, την αντοχή και τα άλλα φυσικά χαρακτηριστικά του κοιτάσματος και των περιβαλλόντων πετρωμάτων, καθώς και από τον απαιτούμενο ρυθμό παραγωγής. Οι μέθοδοι υπογείων εκμεταλλεύσεων διακρίνονται σε μεθόδους με κενά, γομούμενα μέτωπα και κατακρημνιζόμενα μέτωπα. Οι μέθοδοι με κενά εφαρμόζονται εκεί που η απόληψη μεγάλου μέρους του κοιτάσματος δεν δημιουργεί πρόβλημα ευστάθειας στα περιβάλλοντα πετρώματα. Στις μεθόδους με κενά συγκαταλέγεται και η μέθοδος των θαλάμων και στύλων (αγγλ., room and pillar) που εφαρμόζεται στα υπόγεια αμερικανικά ανθρακωρυχεία καθώς και στις υπόγειες εκμεταλλεύσεις βωξίτη στην Ελλάδα, όπου τα κοιτάσματα είναι σχεδόν οριζόντια και μέτριου πάχους. Οι μέθοδοι των γομουμένων μετώπων εφαρμόζονται εκεί που απαιτείται το κενό της εξόρυξης να γεμίζει με νέο υλικό για να σταθεροποιούνται τα περιβάλλοντα πετρώματα. Το υλικό που γεμίζει το κενό μπορεί να είναι 8

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ υλικό από το ίδιο το μετάλλευμα και τα περιβάλλοντα πετρώματα που ρέει μόνο του στον κενό χώρο, όπως συμβαίνει στα συμπτυσσόμενα μέτωπα (αγγλ., shrinkage stoping), ή φερτό υλικό (π.χ. απορρίμματα του εμπλουτισμού αναμεμειγμένα με τσιμέντο), όπως συμβαίνει στις εναλλακτικές κοπές και λιθογομώσεις (αγγλ., cut and fill stoping). Συνήθως οι μέθοδοι αυτές εφαρμόζονται σε κοιτάσματα μικρού έως μετρίου πάχους και μεγάλης κλίσης. Οι μέθοδοι με κατακρημνιζόμενα μέτωπα εφαρμόζονται σε κοιτάσματα μεγάλου πάχους, μεγάλης κλίσης και σχετικά υψηλής αντοχής. Μία τέτοια μέθοδος είναι η μέθοδος των υποορόφων με κατακρήμνιση οροφής (αγγλ., sub-level caving), η οποία εφαρμόζεται κυρίως σε μεταλλικά μεταλλεία όπως στα σιδηρομεταλλεύματα της Σουηδίας και στα μικτά θειούχα του Στρατωνίου. Παραλλαγή αυτής της μεθόδου είναι η μέθοδος της κατακρήμνισης σε διαδοχικές οριζόντιες πλάκες (αγγλ., block caving), που εφαρμόζεται σε πολύ παχιά κεκλιμένα ή κατακόρυφα κοιτάσματα χαμηλής περιεκτικότητας και όπου η υποχώρηση της επιφανείας του εδάφους δεν αποτελεί πρόβλημα, όπως π.χ. στην εξόρυξη κιμπερλίτη που περιέχει διαμάντια. Μία ειδική μέθοδος κατακρήμνισης οροφής είναι και η μηχανική εξόρυξη σε ευθύγραμμα επιμήκη μέτωπα με κινητή υδραυλική υποστήριξη (αγγλ., longwall mining). Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στην εκμετάλλευση οριζοντίων έως ελαφρώς κεκλιμένων κοιτασμάτων γαιανθράκων μικρού ή μέτριου πάχους. Το κοίτασμα αποξέεται με κατάλληλο δίσκο που μετακινείται παράλληλα προς το μέτωπο της όρυξης, ο άνθρακας που πέφτει απομακρύνεται με ταινιόδρομο, ενώ η υδραυλική υποστήριξη μετακινείται αυτομάτως προς τα μπρος καθώς προχωρά το μέτωπο. Με την μετακίνηση της υποστήριξης προς τα εμπρός, η οροφή στον εξοφλημένο χώρο κατακρημνίζεται. 9

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ 1.7. Η ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Η μεταλλευτική και λατομική δραστηριότητα τα μεταλλεία (ορυχεία) και τα λατομεία είχαν πάντα σημαντική θέση στην οικονομική ζωή της Ελλάδας. Η αρχαία Αθήνα χρησιμοποίησε τον άργυρο από τα μεταλλεία του Λαυρίου και τα μάρμαρα της Πεντέλης για να χτίσει τον Παρθενώνα. Παρομοίως και ο Μέγας Αλέξανδρος στηρίχθηκε στον χρυσό του Παγγαίου για να χρηματοδοτήσει την εκστρατεία του κατά των Περσών. Στα νεότερα χρόνια, τα μεταλλεία του Λαυρίου αποτέλεσαν τον πρώτο βιομηχανικό χώρο της Ελλάδας. Η σμύριδα στην Νάξο, τα σιδηρομεταλλεύματα στην Σέριφο και στην Θάσο, τα αργυρομεταλλεύματα και η βαρυτίνη στην Μύκονο, ο λευκόλιθος στο Μαντούδι, και ο χρωμίτης και ο αμίαντος στην Κοζάνη αποτέλεσαν σημαντική πηγή εισοδημάτων για την χώρα για πολλές δεκαετίες, αλλά και αφορμή σημαντικών κοινωνικών αλλαγών. Το 1946 ιδρύθηκε η Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και το 1989 λειτούργησε και το Τμήμα Μηχανικών Ορυκτών Πόρων στο Πολυτεχνείο Κρήτης. Σήμερα η Ελλάδα συγκαταλέγεται στους σημαντικούς ευρωπαίους παραγωγούς βωξίτη, σιδηρονικελιούχων μεταλλευμάτων, μικτών θειούχων μεταλλευμάτων, λευκόλιθου, μπεντονίτη, ελαφρόπετρας (θηραϊκή γη), μαρμάρων και άλλων μεταλλικών και μη μεταλλικών (βιομηχανικών) ορυκτών. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι το 56% της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στην Ελλάδα προέρχεται από την καύση λιγνίτη, ο οποίος εξορύσσεται σε λιγνιτωρυχεία της Βορείου Ελλάδας και της Πελοποννήσου. 10

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ 2.1. Υγρά βιομηχανικά απόβλητα Βασικός στόχος της βιομηχανίας είναι η παραγωγή του καλύτερου δυνατού προϊόντος με το μικρότερο δυνατό κόστος, μια και η ανταγωνιστικότητα είναι βασικό συστατικό της αγοράς προϊόντων ιδιαίτερα στην εποχή της παγκομιοποίησης. Το κόστος επεξεργασίας των αποβλήτων, που θα πρέπει να προστεθεί στο κόστος παραγωγής, αυξάνοντας το κόστος του προιόντος, δεν είναι επιθυμητό αλλά μπορεί να γίνει αποδεκτό από την καλά οργανωμένη διοίκηση και πολλές βιομηχανικές μονάδες σήμερα γνωρίζουν την αναγκαιότητα να συμβάλουν στην προστασία του περιβάλλοντος. Τα υγρά βιομηχανικά απόβλητα, σε σύγκριση με τα αστικά λύματα παρουσιάζουν τις ακόλουθες διαφορές. - Διακύμανση, μεγάλες ποσοτικές και ποιοτικές μεταβολές, που είναι αποτέλεσμα των συνθηκών λειτουργίας (μη λειτουργία - υπερπαραγωγή), αλλαγών στην παραγωγική διαδικασία (διαφορετικά προϊόντα), συντήρησης και ατυχημάτων. - Χαρακτήρα, μεγάλες διαφορές μεταξύ των αποβλήτων διαφόρων βιομηχανιών στα ανεπιθύμητα συστατικά και τη συγκέντρωσή τους. - Δυσκολία επεξεργασίας, ιδίως τα ανόργανα ή τοξικά απόβλητα και έλλειψη εμπειρίας στις μεθόδους επεξεργασίας Επιπτώσεις Ο παρακάτω πίνακας αναφέρει τις επιπτώσεις, ανά κατηγορία, που προκαλούν οι διάφοροι ρύποι στον άνθρωπο και στο περιβάλλον.

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Πίνακας Επιπτώσεις από τη Διάθεση υγρών Βιομηχανικών Αποβλήτων σε Υδάτινους Αποδέκτες Κατηγορία ρύπων Επιπτώσεις Οργανικές ύλες Ανόργανες ύλες Τοξικές ουσίες Οξέα και αλκάλια Αιωρούμενες και πλεούμενες ύλες Βιολογικά οξειδούμενες προκαλούν μείωση του διαλυμένου οξυγόνου, θανή ψαριών και σηπτικές συνθήκες. Στον αποδέκτη μπορούν να είναι τοξικές ή να προσδώσουν οσμή και γεύση στο νερό. Προκαλούν επιταχυνόμενο ευτροφισμό σε λίμνες και κλειστούς θαλάσσιους κόλπους (ενώσεις φωσφόρου και αζώτου) και μείωση του διαλυμένου οξυγόνου (αμμωνία) ή είναι τοξικές. Υπεύθυνες για τη θανή ψαριών. Οι οξείς και μακροχρόνιες επιδράσεις τους στον ανθρώπινο οργανισμό προκαλούν ανησυχία. Είναι ανόργανες (βαρέα μέταλλα, αμμωνία, νιτρικά, κυανιούχα) ή οργανικές (φαινόλες, αρωματικοί, αζωτούχοι και χλωριούχοι διαλύτες. Προκαλούν προβλήματα στον αυτοκαθαρισμό του αποδέκτη και τη χρήση του νερού για αναψυχή, δυσκολίες στην ανάπτυξη ψαριών και άλλων υδρόβιων οργανισμών. Έχουν δυσμενή αισθητική επίδραση στους αποδέκτες, προκαλούν θανή ψαριών με εναπόθεση στα σπάραχνα (αιωρούμενες) αποτελούν κίνδυνο πυρκαγιάς και προκαλούν δυσκολίες στο ζωικό και φυτικό κόσμο του αποδέκτη ρυπαίνουν τις ακτές και εναποτίθενται στον πυθμένα. Χρωστικά και αφρίζοντα υλικά Είναι εύκολα ορατά και προκαλούν αισθητικά προβλήματα στους αποδέκτες. Ραδιενεργές ουσίες Υπάρχει κίνδυνος βιολογικής συμπύκνωσης από πανίδα και χλωρίδα στα ψάρια, πτηνά και άνθρωπο. Μικροοργανισμοί Προβληματίζουν οι παθογόνοι μικροοργανισμοί. 12

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Θερμική ενέργεια 2.3. Αντιμετώπιση Υψώνει τη θερμοκρασία του αποδέκτη και επιδρά δυσμενώς στον αυτοκαθαρισμό του (επιταχύνει τη βιολογική δραστηριότητα ενώ ελαττώνει τη διαλυτότητα του οξυγόνου) η αυξημένη θερμοκρασία του αποδέκτη μπορεί να επιταχύνει το ρυθμό παραγωγής ορισμένων ειδών ψαριών ή να βλάψει άλλα. Εννέα βήματα που θα μπορούσαν να συμβάλουν στην επίλυση ενός προβλήματος διάθεσης βιομηχανικών αποβλήτων συνοψίζονται στον Πίνακα: Βασικός κανόνας στη διαχείριση των αποβλήτων είναι η μείωση του προβλήματος στο στάδιο παραγωγής με επιλογή καθαρότερης τεχνολογίας, ανακύκλωση υλικών, ανάκτηση εμπορεύσιμων παραπροϊόντων, προσεκτική λειτουργία, διαχωρισμό ρευμάτων και ανακύκλωση. Η διαδικασία που ακολοθείται στην αντιμετώπιση του προβλήματος περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: αναγνώριση, περιορισμό, επιλογή διεργασιών απορρύπανσης και υλοποίηση. Η αναγνώριση της κατάστασης αναφέρεται στον αποδέκτη και τους όρους διάθεσης και στον ποιοτικό και ποσοτικό χαρακτηρισμό του ρυπαντικού φορτίου. Θα πρέπει να προσδιοριστεί το διάγραμμα ροής στη βιομηχανία, το οποίο καταγράφει όλες τις εισερχόμενες και εξερχόμενες παροχές και όλους τους υπονόμους που γειτονεύουν με τη μονάδα' στοιχεία σχετικά με τη διάμετρο, κλίση και υλικό κατασκευής των αγωγών και υψομετρικά στοιχεία σχετικά με την τοποθέτηση τους θα πρέπει να αναφέρονται. Το διάγραμμα αυτό θα δώσει μία κατά προσέγγιση εικόνα των διαφόρων παροχών και θα βοηθήσει στην επιλογή της θέσης των σταθμών δειγματοληψίας. Ο σχεδιασμός του δειγματολειπτικού προγράμματος προϋποθέτει γνώση του όγκου των αποβλήτων από κάθε παραγωγική διεργασία και του χρονοδιαγράμματος εκπομπής τους. 13

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Το ιδεώδες δείγμα θα ήταν ένα συνεχές σύνθετο δείγμα με βάση την 1 παροχή' όμως και τα τυχαία δείγματα βρίσκουν εφαρμογή και ο τύπος του δείγματος εξαρτάται από τις εξεταζόμενες παραμέτρους. Η αξιολόγηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των αποβλήτων θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ολοκληρωμένη και γενικά ως ελάχιστο θα πρέπει να περιλαμβάνει το ΒΑΟ, ΧΑΟ, ΑΣ, και ΠΑΣ, ΔΣ, ΚΣ, ph, NH4-N, Οργ-Ν, 2 Ολικό-Ρ, διαλυμένο οξυγόνο, αλκαλικότητα και οξύτητα. Άλλες παράμετροι (όπως βαρέα μέταλλα, λίπη και έλαια, χρώμα, θερμοκρασία) μπορούν να προστεθούν ανάλογα με τη φύση των αποβλήτων. Η μικροβιολογική εξέταση στηρίζεται στη χρήση δεικτών όπως τα κολοβακτηριοειδή (ολικά και κοπράνων) και οι εντερικοί στρεπτόκοκκοι. Η αξιολόγηση του αποδέκτη θα πρέπει να εξετάσει τους ισχύοντες κανονισμούς, τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του αποδέκτη, τη σημερινή και μελλοντική του χρήση, την αναμενόμενη αραίωση και διάχυση των αποβλήτων και την επίπτωσή τους στον αποδέκτη. Πίνακας Διαχείριση Υγρών Βιομηχανικών Αποβλήτων No Βήμα Περιγραφή 1 Κανονισμοί διάθεσης Αναζήτηση όρων διάθεσης και ορίων εκπομπής, χαρακτηρισμός αποδέκτη 2 3 Επισκόπηση αποβλήτων Εξάλειψη φορτίου Συστηματική μέτρηση ροής, δειγματοληψία και προσδιορισμός των ποιοτικών χαρακτηριστικών των αποβλήτων Εξέταση της δυνατότητας ολικής εξάλειψης του φορτίου με ανακύκλωση υλικών, αλλαγή στην παραγωγική διαδικασία, ανάκτηση δευτερευόντων εμπορεύσιμων προϊόντων, ανακύκλωση ή εξά- τμηση των αποβλήτων. 4 Μείωση παροχής Εξέταση της δυνατότητας μείωσης της παροχής με πιο προσεκτική λειτουργία και μερική ανακύκλωση. 14

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ 5 Διαχωρισμός ρευμάτων Εξέταση της δυνατότητας και σκοπιμότητας διαχωρισμού των διαφόρων ροών' νερά ψύξης, λύματα προσωπικού, αδύνατα από ισχυρά απόβλητα, τοξικά απόβλητα. 6 Επεξεργασία και διάθεση 7 Έργα διάθεσης 8 Διαχείριση ιλύος 9 Υλοποίηση Επιλογή διαδικασίας επεξεργασίας και διάθεσης' διάθεση στους κοινοτικούς υπονόμους και συνεπε- ξεργασία με αστικά λύματα, μερική επεξεργασία και διάθεση σε υπονόμους (κοινοτικούς ή βιομηχανικής περιοχής), επεξεργασία και διάθεση σε υδάτινο αποδέκτη, επεξεργασία και διάθεση στο έδαφος. Μήκος αγωγού εκβολής, επιθυμητός βαθμός αραί- ωσης, απαιτούμενος διαχύτης' εναλλακτικά, σύστημα διάθεσης στο έδαφος, επιφανειακά ή σε μικρό βάθος ή διάθεση σε βαθείς υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες με έγχυση (deep well injection) Τρόπος διάθεσης επεξεργασμένης ιλύος (υγειονομική ταφή, αποτέφρωση, αξιοποίηση ως χούμο), εξεύρεση και εξασφάλιση χώρου ταφής, υγρογεω- λογική μελέτη. Μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων, έγκριση από τη διοίκηση και τις αρμόδιες υπηρεσίες, σχεδια- σμός, κατασκευή και δοκιμαστική λειτουργία, εκπαίδευση προσωπικού. Ο περιορισμός του προβλήματος στοχεύει στη μείωση των αποβλήτων ποσοτικά και ποιοτικά σε ένα ελάχιστο που θα τύχει επεξεργασίας πριν τη διάθεση στον αποδέκτη ή στους κοινοτικούς υπονόμους ή υπονόμους της βιομηχανικής περιοχής για πρόσθετο καθαρισμό. Στο στάδιο αυτό απαιτείται στενή συνεργασία με το προσωπικό της βιομηχανίας σε όλες τις ειδικότητες, από παραγωγή σε marketing και σε όλα τα επίπεδα, από τεχνίτη σε διευθυντή. Η ανακύκλωση των αποβλήτων μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα περιορισμό στη χρήση φρέσκου νερού, μείωση του υδραυλικού φορτίου στη εγκατάσταση, αύξηση της συγκέντρωσης ρύπων στα απόβλητα, που ίσως διευκολύνει την ανάκτηση και επιστροφή στην παραγωγική διαδικασία πρώτων υλών. 15

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Τα απόβλητα θα πρέπει σε ορισμένες περιπτώσεις να υποστούν μερική επεξεργασία, αλλά το κόστος θα είναι συχνά χαμηλότερο από το κόστος μεταφοράς και επεξεργασίας του φρέσκου νερού. Τα κύρια προβλήματα που θα αντιμετωπιστούν στην ανάκτηση παραπροϊόντων είναι να βρεθεί η κατάλληλη μέθοδος ανάκτησης και να βρεθεί αγορά για τη διάθεση των παραπροϊόντων' τα πλεονεκτήματα είναι το μειωμένο κόστος επεξεργασίας και το τυχόν κέρδος από την πώληση των νέων προϊόντων. Οι αλλαγές στη διεργασία παραγωγής ή το μηχανολογικό εξοπλισμό πρέπει να διερευνηθούν σε συνεργασία με τους υπεύθυνους παραγωγής και μπορούν να έχουν ως αποτέλεσμα οικονομία στις πρώτες ύλες, μικρότερο όγκο ή μειωμένη ισχύ των αποβλήτων ή καλύτερη επεξεργασιμότητα τους. Μείωση του όγκου των αποβλήτων μπορεί να επιτευχθεί και με καλές συνθήκες συντήρησης του εξοπλισμού και λειτουργίας και απαιτεί την κατάλληλη εκπαίδευση και πλήρη συνεργασία του προσωπικού. Το νερό ψύξεως, που σε ορισμένες περιπτώσεις αντιπροσωπεύει 90-95% του νερού που χρησιμοποιείται, έχει μικρό ρυπαντικό φορτίο και συνήθως αυξημένη θερμοκρασία' μπορεί να ανακυκλωθεί μέσω πύργων ψύξεως ή να διατεθεί στους υπονόμους ομβρίων. Η επεξεργασία ισχυρών αποβλήτων είναι συχνά πιο εύκολη και με υψηλότερο βαθμό απόδοσης. Διαχωρισμός επιβάλλεται για τα τοξικά απόβλητα που απαιτούν διαφορετικούς τρόπους επεξεργασίας. Οι ανάγκες διαχωρισμού θα πρέπει να μελετηθούν όταν σχεδιάζεται το σύστημα αποχέτευσης σε νέες βιομηχανικές εγκαταστάσεις' σε παλαιότερες μονάδες όπου το σύστημα των υπονόμων δεν επιτρέπει το διαχωρισμό, θα απαιτηθεί οικονομοτεχνική μελέτη για να αποφασιστεί αν θα πρέπει να αναμορφωθεί. Η αποθήκευση των αποβλήτων για κάποιο χρονικό διάστημα ώστε να επιτευχθεί η εξισορρόπηση στην παροχή, την ισχύ, το ph ή άλλο χαρακτηριστικό είναι συχνά οικονομικά συμφέρουσα. 16

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Τέλος, όταν γίνεται συνεπεξεργασία με αστικά λύματα, η παροχή των αποβλήτων μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να συμπληρώνει την παροχή των λυμάτων με αποτέλεσμα την πιο ομοιόμορφη φόρτιση της εγκατάστασης επεξεργασίας. Ακολουθεί η επιλογή των διεργασιών απορρύπανσης που θα πρέπει να εφαρμοστούν και καθορισμός του ολοκληρωμένου τρένου επεξεργασίας' σημαντικό και αναπόσπαστο μέρος της διαδικασίας αυτής είναι να γίνει κατάλληλη πρόβλεψη για τη διαχείριση της ιλύος που προκύπτει. Στο στάδιο αυτό, ουσιαστική πληροφόρηση μπορεί να προσφέρει η βιβλιογραφική έρευνα και μελέτη περιπτώσεων, ενώ συχνά απαιτείται και η αξιολόγηση της επεξεργασιμότητας των αποβλήτων με τη βοήθεια μελέτης πιλότου, ιδιαίτερα όταν η εμπειρία με το συγκεκριμένο τύπο αποβλήτων είναι περιορισμένη. Θα πρέπει επίσης να καθοριστεί ο τρόπος διάθεσης της επεξεργασμένης εκροής και να προσδιοριστούν το σύστημα διάθεσης και τα απαιτούμενα τεχνικά έργα. Σημαντική πρόοδος έχει τελευταία επιτευχθεί στην προσωποποίηση τόσο των διεργασιών επεξεργασίας όσο και των συστημάτων διάθεσης. Η προσπάθεια διαχείρισης των βιομηχανικών αποβλήτων ολοκληρώνεται με το στάδιο της υλοποίησης. Αυτό περιλαμβάνει τη μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων, που στοχεύει στην αναγνώριση και αντιμετώπιση πιθανών σημείων περιβαλλοντικής όχλησης από την κατασκευή και λειτουργία των έργων, την εξασφάλιση των προβλεπόμενων εγκρίσεων και αδειών, τον τελικό σχεδιασμό και κατασκευή των απαιτούμενων εγκαταστάσεων και τη δοκιμαστική λειτουργία και μακρόχρονη αξιολόγηση της απόδοσής τους 2.4. Κανονισμοί διάθεσης Η υγειονομική διάταξη του 1965 που ρυθμίζει τη διάθεση των λυμάτων και υγρών βιομηχανικών αποβλήτων, καθορίζει τα απαιτούμενα ποιοτικά χαρακτηριστικά των αποδεκτών ανάλογα με την προβλεπόμενη ανώτερη 17

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ χρήση τους, όπως ύδρευση, κολύμβηση ή αλιεία και προβλέπει στους όρους διάθεσης την απλή καθίζηση για 2 ώρες ως την ελάχιστη επεξεργασία και την εκβολή σε βάθος μεγαλύτερο του 1m από τη χαμηλότερη στάθμη νερού και κατά κάποιο τρόπο να επιτυγχάνεται ικανοποιητική αραίωση με τα νερά του αποδέκτη. Ευθύνη για την εφαρμογή της διάταξης και τον καθορισμό της ανώτερης χρήσης των επιφανειακών και θαλάσσιων αποδεκτών στα διάφορα διαμερίσματα της χώρας έχουν οι αντίστοιχες υπουργικές και νομαρχιακές αρχές. Σχετικές αποφάσεις που έχουν εκδοθεί καθορίζουν σε γενικές γραμμές τις περιοχές όπου η διάθεση αποβλήτων επιτρέπεται, τα ανώτερα επιτρεπτά όρια εκπομπής που έχουν θεσπιστεί για διάφορες θαλάσσιες περιοχές της χώρας, όπως ο Θερμαϊκός Κόλπος, ο Σαρωνικός Κόλπος, ο Βόρειος και Νότιος Ευβοϊκός Κόλπος, ο Μαλιακός Κόλπος και ο Κόλπος Πεταλιών, και ο Πατραϊκός Κόλπος (βιομηχανική περιοχή Πατρών). Υπάρχουν κατευθυντήριες τιμές για τα κύρια χαρακτηριστικά των αποβλήτων από διάφορους βιομηχανικούς κλάδους, που καθορίστηκαν με προεδρικό διάταγμα. Αυτές είναι οι τιμές από τις οποίες θα καθορίζονται εκάστοτε τα επιτρεπόμενα όρια εκπομπής ρυπαινουσών ουσιών για κάθε υδάτινο αποδέκτη, ανάλογα με τη χρήση του και την αφομοιωτική του ικανότητα, σύμφωνα με τις εκάστοτε ισχύουσες υγειονομικές διατάξεις. Για τις βιομηχανίες και τις ρυπαίνουσες ουσίες που δεν αναφέρονται, ως κατευθυντήριες τιμές (μέσος όρος τιμών 30 d) θα θεωρούνται τα ποσά των ουσιών που προκύπτουν μετά από 85% αφαίρεση με κατάλληλη επεξεργασία των ακατέργαστων αποβλήτων. Τέλος, για όλες τις εγκαταστάσεις η κατευθυντήρια τιμή για το ph είναι 6,0-9,0. Η θεώρηση μόνο των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε συνδυασμό με την αρχή της εφαρμογής της καλύτερης διαθέσιμης τεχνολογίας συνήθως οδηγεί σε όρια και κανονισμούς που δεν είναι ρεαλιστικοί από την άποψη 18

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ της δυνατότητας άμεσης εφαρμογής. Έτσι συχνά επιλέγονται λιγότερο αυστηρά όρια έστω κι αν αυτά δεν μπορούν να τεκμηριωθούν βάσιμα από την άποψη περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Ο συμβιβασμός αυτός εγκυμονεί δύο κυρίως κινδύνους. Ο πρώτος σχετίζεται με το γεγονός ότι τα όρια που τίθενται, επιλέγονται με στόχο τη ρεαλιστική δυνατότητα επίτευξης τους από τις «δύσκολες» και ιδιαίτερα οχλούσες βιομηχανίες, με συνέπεια για πολλές άλλες βιομηχανίες να μην υπάρχουν δυσκολίες, καθώς θα ήταν σχετικά εύκολο για τις βιομηχανίες αυτές να επιτύχουν αυστηρότερα όρια. Ο δεύτερος κίνδυνος, που σχετίζεται με τον πρώτο, προκύπτει από την τάση να θεωρούνται τα όρια όχι ως οι ανώτατες επιτρεπόμενες τιμές (με επιθυμητή και σκόπιμη τη επίτευξη χαμηλότερων τιμών) αλλά ως αποδεκτές τιμές χωρίς κανένα κίνητρο διατήρησης χαμηλότερων τιμών. Με βάση τα προηγούμενα φαίνεται προτιμητέα ως ασφαλέστερη η υιοθέτηση των αυστηρότερων ορίων που προκύπτουν από τη συναξιολόγηση των διαθέσιμων τεχνολογιών, των δυνατοτήτων ελαχιστοποίησης των αποβλήτων μέσω καθαρών τεχνολογιών και της εκτίμησης των αναμενόμενων περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Είναι προφανές ότι η άμεση εφαρμογή των αυστηρών αυτών ορίων παρουσιάζει μεγάλες δυσκολίες, οι οποίες όμως μπορούν να παρακαμφθούν εάν τα όρια αυτά θεωρηθούν ως στόχοι που θα πρέπει να επιτευχθούν όχι άμεσα αλλά μετά τη παρέλευση ενός εύλογου χρονικού διαστήματος. Ο προσδιορισμός του χρονικού αυτού περιθωρίου προϋποθέτει τη συνεργασία των Υπηρεσιών Ελέγχου και της Βιομηχανίας με στόχο τον καθορισμό εύλογων και διαφοροποιημένων χρονικών περιθωρίων κατά περίπτωση. Πίνακας Όρια εκπομπών υγρών αποβλήτων στους υπονόμους και τα ρεύματα ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΥΠΟΝΟΜΟΙ ΡΕΥΜΑΤΑ 19

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ph Θερμοκρασία 35 C 28 C Διαλυμένο οξυγόνο 3 mg/l ελάχιστο B0D5 500 mg/l μέγιστο 40 mg/l COD 1200 mg/l μέγιστο 120 mg/l Αιωρούμενα στερεά (SS) 500 mg/l 50 mg/l Ογκώδη στερεά 1,5 cm 0 Ολικά διαλυμένα στερεά 3000 mg/l 1500 mg/l Απορρυπαντικά 50 mg/l 5 mg/l Λίπη - Έλαια (ζωικά - φυτικά) 40 mg/l 5 mg/l Ορυκτά έλαια 15 mg/l 1 mg/l Αμμωνία 25 mg/l 10 mg/l Νιτρώδη 4 mg/l 1 mg/l Νιτρικά 20 mg/l 4 mg/l Φώσφορος 10 mg/l 0,2 mg/l Θειώδη 1 mg/l 0,2 mg/l Θειϊκά 1500 mg/l 1000 mg/l Υδρόθειο 1 mg/l 1 mg/l Αργίλιο 10 mg/l 1 mg/l Αντιμόνιο 5 mg/l 0,5 mg/l Αρσενικό 0,5 mg/l 0,5 mg/l Βάριο 20 mg/l 2 mg/l Βηρίλιο 30 mg/l 3 mg/l Βόριο 10 mg/l 2 mg/l Βρώμιο 10 mg/l 1 mg/l Κάδμιο 0,5 mg/l 0,05 mg/l Χρώμιο (ΙΙΙ) 2 mg/l 1 mg/l 20

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Χρώμιο (IV) 0,5 mg/l 0,2 mg/l Κοβάλτιο 10 mg/l 2 mg/l Χαλκός 1 mg/l 0,2 mg/l Κυανιούχα 3 mg/l 0,1 mg/l Φθόριο 20 mg/l 2 mg/l Σίδηρος 15 mg/l 2 mg/l Μόλυβδος 5 mg/l 0,5 mg/l Μαγγάνιο 10 mg/l 1 mg/l Υδράργυρος 0,01 mg/l 0,01 mg/l Μολυβδένιο 10 mg/l 2 mg/l Νικέλιο 10 mg/l 0,5 mg/l Φαινόλες 5 mg/l 0,5 mg/l Σελήνιο 0,2 mg/l 0,02 mg/l Άργυρος 5 mg/l 0,5 mg/l Θάλλιο 2 mg/l 0,2 mg/l Κασσίτερος 10 mg/l 1 mg/l Τιτάνιο 10 mg/l 2 mg/l Ουράνιο 5 mg/l 1 mg/l Ψευδάργυρος 20 mg/l 0,5 mg/l Ολικά κολοβακτηριοειδή 1000/100 ml Κολοβακτηρίδια 200/100 ml Καθιζάνοντα στερεά σε κώνιο imhoff ενός 2h 10 mg/l Απουσία Ελεύθερο χλώριο 0,4 mg/l Χρώμα Οσμή Να μην προσδιορίζεται χρωματομετρικά σε 6:1 αραίωση Απουσία ενοχλητικών οσμών 21

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Ολικά τοξικά συστατικά 2.5. Τεχνολογίες επεξεργασίας Οι μέθοδοι επεξεργασίας των υγρών βιομηχανικών αποβλήτων καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα διεργασιών που κυμαίνονται από την απλή πρωτοβάθμια καθίζηση για την αφαίρεση αιωρούμενου υλικού με συνακόλουθη μικρή σχετικά μείωση στο οργανικό φορτίο έως τον καθαρισμό που μπορεί να καταστήσει εφικτή την άμεση ανακύκλωση της επεξεργασμένης εκροής. Η σωστή επιλογή του τρένου επεξεργασίας προϋποθέτει την αναγνώριση του προβλεπόμενου συστήματος διάθεσης των εκροών της εγκατάστασης. Η εξισορρόπηση του φορτίου βοηθά στην εύρυθμη λειτουργία της εγκατάστασης, ενώ η χημική κατακρήμνιση συντελεί στην απομάκρυνση των βαρέων μετάλλων και την αυξημένη αφαίρεση των στερεών. Σημαντική μείωση του οργανικού φορτίου και των στερεών μπορεί να επιτευχθεί με δευτεροβάθμια επεξεργασία, ο οποία βασίζεται κυρίως σε βιολογικές διεργασίες' αυτές είναι συνήθως αερόβιες όπως η ενεργός ιλύς, η βιολογική διύλιση και οι λίμνες οξείδωσης. Αναερόβια επεξεργασία μπορεί επίσης να προβλεφθεί, ιδιαίτερα για ισχυρά απόβλητα, ενώ ο φυσικοχημικός καθορισμός με ενεργό άνθρακα έχει μικρή απαίτηση σε χώρο και μπορεί να αντιμετωπίσει και τοξικά για τους μικροοργανισμούς απόβλητα. Ο έλεγχος θρεπτικών (αζώτου και φωσφόρου) και η πρόσθετη αφαίρεση ΑΣ αποτελούν τριτοβάθμια επεξεργασία, που δεν επιβάλλεται σε όλες τις περιπτώσεις, ενώ η προχωρημένη επεξεργασία εφαρμόζεται όταν προγραμματίζεται επαναχρησιμοποίηση της εκροής ή εκπομπή της σε προστατευόμενο αποδέκτη. Όλες οι διεργασίες μειώνουν την παρουσία των παθογόνων μικροοργανισμών, που υπάρχουν σε ορισμένες κατηγορίες αποβλήτων, 22

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ αλλά μόνο η απολύμανση μπορεί να εξασφαλίσει την καταστροφή τους σε ικανοποιητικό βαθμό (99,9%). Πιθανές όμως αντιδράσεις του χλωρίου και σχηματισμός ανεπιθύμητων χλωροοργανικών, το αυξημένο κόστος της χρήσης διοξειδίου του χλωρίου και όζοντος (και η αβεβαιότητα ως προς τα προϊόντα οξείδωσης) περιορίζουν την εφαρμογή της απολύμανσης ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση του αποδέκτη και συνήθως κατά τη διάρκεια της κολυμβητικής περιόδου. Εξάλλου θα πρέπει να συνυπολογιστεί και η φθορά των παθογόνων στον αποδέκτη, που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το σχεδιασμό του συστήματος διάθεσης. Η διαχείριση της ιλύος που δημιουργείται σε πολλές από αυτές τις διεργασίες προβλέπει κυρίως την αναερόβια ή αερόβια βιολογική σταθεροποίηση της, την αφυδάτωση και αξιοποίηση της ως χούμο ή τη διάθεσή της στο έδαφος με υγειονομική ταφή. Ιδιαίτερη μέριμνα πρέπει να λαμβάνεται στη διάθεση όταν η ιλύς έχει υψηλή συγκέντρωση τοξικών. 23

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ 3.1. Περιγραφή της ροής υδάτων Η εικόνα παρακάτω δείχνει μία άποψη της μιας παραδειγματικής μονάδας επεξεργασίας υδάτων. Εικόνα Νέα Μονάδα Επεξεργασίας υδάτων Μαύρης πέτρας 3.2. Κεντρικό Αντλιοστάσιο Ένα αντλιοστάσιο πρέπει να βρίσκεται συνήθως στο χαμηλότερο σημείο του μεταλλείου και να βγάζει στην επιφάνεια όλα τα νερά που απορρέουν μέσα από τις στοές. Δεδομένου ότι μέσα από τις στοές αυτές κινούνται μηχανήματα και προσωπικό, το νερό δεν είναι εντελώς καθαρό αλλά

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ κουβαλάει σκόνη και χώματα. Σημειώνεται εδώ ότι για την αύξηση του χρόνου ζωής των αντλιών χρησιμοποιούνται φτερωτές με ειδική επικάλυψη, ώστε οι φθορές να είναι μειωμένες. Για την άντληση των νερών των στοών, τοποθετούνται στο αντλιοστάσιο οι απαραίτητες αντλίες. Κάθε αντλία έχει δυνατότητα άντλησης τέτοιου μέγεθος που να ικανοποιεί τις απαιτήσεις της εκάστοτε εγκατάστασης. Οι σωλήνες που ξεκινούν από τις αντλίες πρέπει ανεβαίνουν ομαλά χωρίς στροφές. Σε κατάσταση κανονικής λειτουργίας λειτουργεί συνέχεια μια αντλία και το δίκτυο των πλαστικών σωληνώσεων. Σε περιπτώσεις που η ποσότητα νερού υπερβαίνει τα όρια κανονικής λειτουργίας, τίθενται σε λειτουργία και οι άλλες αντλίες, οι οποίες είναι συνδεδεμένες με το δίκτυο των μεταλλικών σωληνώσεων. Το μεταλλικό δίκτυο επίσης χρησιμοποιείται όταν γίνεται συντήρηση ή επισκευή του πλαστικού. Σε ακραίες περιπτώσεις μπορεί να χρειαστεί να λειτουργήσουν όλες οι αντλίες. Εικόνα Κεντρικό Αντλιοστάσιο 25

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ 3.3. Δομή μονάδας επεξεργασίας υδάτων Στην συνέχεια της εργασίας θα παρουσιάσουμε ένα παράδειγμα μίας μονάδας επεξεργασίας υδάτων. Η συγκεκριμένη μονάδα αποτελείται από 12 δεξαμενές. α) Τη δεξαμενή Δ1 όπου γίνεται η ανάμειξη των υδάτων που προέρχονται από το Κεντρικό Αντλιοστάσιο (ΚΑ) και των υδάτων που προέρχονται από το αυλάκι της στοάς. Εικόνα Δεξαμενή Δ1 β) Τις δεξαμενές Δ2 και Δ3 που είναι τα σιλότα οποία με ειδικά οχήματα (αγελάδες) γεμίζουν με ξηρή υδράσβεστο. 26

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ Εικόνα Σιλό γ) Τις δεξαμενές Δ4 και Δ5, όπου γίνεται η παραγωγή της υγρής υδρασβέστου με ανάμειξη νερού με ξηρή υδράσβεστο από τα σιλό. Εικόνα Σιλό (αριστερά), δεξαμενή Δ5 (δεξιά) 27

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο : ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΔΑΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΞΟΡΥΞΗΣ ΧΡΥΣΟΥ δ) Τη δεξαμενή Δ6, που είναι η δεξαμενή αποθήκευσης υγρής υδρασβέστου. ε) Τις δεξαμενές Δ7, Δ8 και Δ9 όπου γίνεται η εξουδετέρωση του όξινου ph του νερού. στ) Τη δεξαμενή Δ10, τον Παχυντή (Thickener) ζ) Τη δεξαμενή Δ11 όπου συγκεντρώνεται το νερό από τον πυθμένα του παχυντή. η) Τη δεξαμενή Δ12 (Εικόνα 6) όπου καταλήγει το καθαρό νερό από την υπερχείλιση του παχυντή πριν το νερό αποδοθεί στο περιβάλλον. Εικόνα Δεξαμενή Δ12 (αριστερά), Παχυντής (κέντρο), δεξαμενή Δ11 (δεξιά) 28

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ 4.1. Είσοδος υδάτων στη μονάδα Στη δεξαμενή Δ1 εισέρχονται νερά από το κεντρικό αντλιοστάσιο και με φυσική ροή από την είσοδο της στοάς). Όπως φαίνεται στην εικόνα η δεξαμενή αυτή αποτελείται από 3 μικρότερες. Αρχικά τα νερά εισέρχονται στην πρώτη μικρή δεξαμενή αριστερά και μέσω υπερχείλισης γεμίζουν και οι άλλες δύο δεξαμενές. Στην τρίτη δεξαμενή υπάρχουν ανιχνευτές στάθμης με ηλεκτρόδια και όταν η στάθμη φτάσει στο επίπεδο των ανιχνευτών τότε ξεκινάει η επεξεργασία. Για την άντληση του νερού από την ΜΠ στο κεντρικό αντλιοστάσιο εγκαταστάθηκαν 2 αντλιοστάσια αποτελούμενα από 2 αντλίες το κάθε ένα. Το ένα αντλιοστάσιο είναι εφεδρικό του άλλου. Η λειτουργία κάθε αντλίας είναι διακοπτόμενη και γίνεται ανάλογα με τη στάθμη του νερού μέσα στο αντλιοστάσιο. Σε σπάνιες περιπτώσεις που το νερό είναι πολύ μπορεί να χρειασθεί να λειτουργήσουν και τα δύο αντλιοστάσια ταυτόχρονα. Από τον τρόπο λειτουργίας του αντλιοστασίου γίνεται αντιληπτό ότι η ροή του νερού προς τη δεξαμενή Δ1 είναι διακοπτόμενη. Αντίθετα, η ροή του νερού από την είσοδο της στοάς είναι συνεχής με σταδιακές αυξομειώσεις ανάλογα την εποχή και τις βροχοπτώσεις Εξουδετέρωση μίγματος και παραγωγή υγρής υδρασβέστου Η ροή του νερού από τη δεξαμενή Δ1 στις δεξαμενές Δ7, Δ8 και Δ9 είναι φυσική και δεν απαιτείται αντλία. Μέσα από 2 δίκτυα Φ315 (το ένα είναι εφεδρικό του άλλου) το νερό περνάει μέσα από 2 δεξαμενές από τις 3 που υπάρχουν (Δ7, Δ8 και Δ9) η επιλογή των οποίων γίνεται χειροκίνητα με το σύστημα 13 βανών που υπάρχει.

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ Σε κάποιες από αυτές έχουν τοποθετηθεί τερματικοί διακόπτες ώστε να φαίνεται και στο σύστημα παρακολούθησης της μονάδας (SCADA) ποιες δεξαμενές είναι επιλεγμένες να λειτουργούν. Σε κάθε μία από αυτές υπάρχει ένας υποβρύχιος εγχυτήρας και ένας αναδευτήρας, οι οποίοι λειτουργούν συνέχεια, εφόσον έχει επιλεγεί για λειτουργία η αντίστοιχη δεξαμενή και έχει εγκρίνει ο χειριστής της μονάδας. Σε έκτακτες περιπτώσεις (πολύ νερό από το μεταλλείο) μπορούν να λειτουργήσουν και 3 δεξαμενές ταυτόχρονα. Εικόνα Έξοδος Thickener (οδηγεί στις αντλίες) Καθώς το νερό ρέει μέσα από αυτές τις δεξαμενές ανάλογα με τη ροή και το ρη που μετριέται στα διάφορα σημεία της μονάδας ανοίγει η κατάλληλη ηλεκτροβάνα στις αντίστοιχες δεξαμενές που λειτουργούν και απελευθερώνεται η κατάλληλη ποσότητα υδρασβέστου ώστε στην έξοδο της ΜΕΥ το ph του νερού να είναι πάντα εντός ορίων (6-8,5). Η ροή της υδρασβέστου είναι γενικά συνεχής και απλά αυξομειώνεται. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ροή του νερού είναι διακοπτόμενη και εξαρτάται από την 30

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο : ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ εποχή και τις βροχοπτώσεις. Έτσι, υπάρχει συνεχώς διαφοροποίηση στη ποσότητα νερού που εισέρχεται στη μονάδα εκμετάλλευσης υγρών. ια τη ρύθμιση της κατάλληλης ποσότητας υδρασβέστου που απελευθερώνεται στη μονάδα υπάρχει συνεχής αυτορύθμιση του συστήματος, η οποία διασφαλίζει τις απότομες αλλαγές. Η παραγωγή της υγρής υδρασβέστου γίνεται στις δεξαμενές Δ4 ή Δ5, ανάλογα με το ποια είναι επιλεγμένη να λειτουργεί ως κύρια και ποια ως εφεδρική. Όταν λοιπόν υπάρχει ζήτηση από τη δεξαμενή Δ6 (όπου αποθηκεύεται η υδράσβεστος) λόγω του ότι η στάθμη της είναι χαμηλή, τίθεται σε λειτουργία ο αναδευτήρας (Μ02 ή Μ05) και η αντίστοιχη ηλεκτροβάνα νερού της δεξαμενής (Δ4 ή Δ5) που είναι σε λειτουργία. Ακολούθως, μετά από μερικά δευτερόλεπτα λειτουργεί η αντίστοιχη κοχλιωτή αντλία μεταφοράς υδρασβέστου (Μ01 ή Μ04) για ορισμένο χρόνο. Η ηλεκτροβάνα κλείνει σε μία ορισμένη στάθμη. Μετά από το κλείσιμο της, ένα χρονικό διάστημα μέχρι να ολοκληρωθεί η διαλύση του μίγματος, λειτουργεί η αντίστοιχη αντλία (Μ03 ή Μ06) ώστε να μεταφερθεί το μίγμα στη Δ6. Αφού μεταφερθεί το μίγμα ως μία ορισμένη στάθμη και δεν υπάρχει πλέον ζήτηση από τη Δ6, ο αναδευτήρας σταματάει. Σε περίπτωση σφάλματος ενεργοποιούνται οι κατάλληλες ενδείξεις (ηχητικές και οπτικές) και ο κύκλος λειτουργίας ξεκινάει στο εφεδρικό σύστημα Είσοδος στον παχυντή (Thickener) Το νερό στη συνέχεια καταλήγει στον παχυντή, με φυσική ροή ενώ παράλληλα και κατά μήκος του σωλήνα προς τον παχυντή γίνεται έγχυση του κροκιδωτικού. Το διάλυμα του κροκιδωτικού (θειικό αργίλιο) βοηθάει τα στερεά σωματίδια που υπάρχουν μέσα στο νερό να συσσωματωθούν μεταξύ τους και, αφού αποκτήσουν μεγαλύτερο βάρος, να κατακαθίσουν. Σε αυτή την περίπτωση η κροκίδωση συντελείται με μηχανικά μέσα (αναδευτήρες). 31