ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Γεράσιμος Λυμπεράτος

Transcript

1 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Γεράσιμος Λυμπεράτος 1

2 Αντικείμενο Η Περιβαλλοντική Μηχανική ορίζεται ως ο κλάδος της μηχανικής που ασχολείται με: τη μελέτη, το σχεδιασμό και τη χρήση διατάξεων και εξοπλισμού για την προστασία και αποκατάσταση του περιβάλλοντος από τις επιπτώσεις της διάθεσης αποβλήτων. Ο εξοπλισμός που σχεδιάζεται και χρησιμοποιείται για αυτό τον σκοπό είναι συστήματα: αγωγών δοχείων αντιδραστήρων (χημικών και βιολογικών) διαχωριστήρων συμπεριλαμβανομένου και του απαραίτητου ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού τους. 2

3 ΟΡΙΣΜΟΣ Aπόβλητα ονομάζουμε τα "παραπροϊόντα" της ανθρώπινης δραστηριότητας, τα οποία μια και δεν έχουν άμεση πλέον χρησιμότητα στον άνθρωπο πρέπει να διατεθούν άμεσα στο φυσικό περιβάλλον. Τα απόβλητα διαχωρίζουμε σε υγρά, στερεά, και αέρια ως αποτέλεσμα της χωριστής διάθεσης τους, ανάλογα με την βασική τους φάση (υγρή, στερεά ή αέρια φάση). 3

4 Η λειτουργία του εξοπλισμού σκοπεύει: Στη συλλογή και μεταφορά των αποβλήτων σε χώρο επεξεργασίας Στην επεξεργασία είτε μέσω διεργασιών απορρύπανσης που λαμβάνουν χώρα από μόνες τους στη φύση (απορρόφηση, προσρόφηση, καθίζηση, αραίωση, φυσικοχημική ή βιολογική μετατροπή,...) σε αριστοποιημένες ελεγχόμενες συνθήκες, με επακόλουθη μεγιστοποίηση των ρυθμών, συνεπώς διεξαγωγή τους σε λογικό χρονικό διάστημα και σε οικονομικά βιώσιμη εγκατάσταση είτε στη διεξαγωγή «κλασσικών» διεργασιών χημικής μηχανικής (εξουδετέρωση, καύση, χημική οξείδωση,...) που τώρα δεν στοχεύουν στην παραγωγή μιας ουσίας (προϊόντος) αλλά στην απομάκρυνση/καταστροφή της (αφού έχει χαρακτηρισθεί ως ρύπος, συνεπώς ανεπιθύμητη) Στην ασφαλή διάθεση τους μετά την μείωση των επιπέδων (συγκεντρώσεων) των ρύπων στα εκάστοτε επιθυμητά όρια. 4

5 Δεδομένα για το σχεδιασμό Ποσοτικά δεδομένα για το αέριο, υγρό ή στερεό απόβλητο [παροχή (πχ σε m 3 /d) με τις διακυμάνσεις της] Ποιοτικά χαρακτηριστικά (φυσικά χαρακτηριστικά, συγκεντρώσεις ρύπων με τις διακυμάνσεις της) Δεδομένα περιβάλλοντος (αποδέκτη, μετεωρολογικά δεδομένα) Απαιτήσεις επεξεργασίας (προδιαγραφές διάθεσης από την νομοθεσία) 5

6 ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΑΥΤΟΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗ ΦΥΣΗ Στη φύση οι διεργασίες αυτοκαθαρισμού γίνονται με ρυθμούς που εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του κάθε φυσικού συστήματος. Αυτά είναι: η ταχύτητα και η κατεύθυνση του ανέμου η θερμοκρασία η βροχόπτωση η ηλιοφάνεια η διαμόρφωση τοπίου και η δόμηση του χώρου στην περίπτωση αέριων εκπομπών η ταχύτητα των υδάτινων ρευμάτων τα φυσικά χαρακτηριστικά της όχθης, του πυθμένα και των ρευμάτων στην περίπτωση υδάτινων αποδεκτών τα χαρακτηριστικά του εδάφους (διαπερατότητα, μικροοργανισμοί κλπ) ύπαρξη στον αποδέκτη και άλλων ουσιών που συμμετέχουν / καταλύουν / εμποδίζουν τις δράσεις. 6

7 Διεργασίες στα τεχνητά συστήματα (εγκαταστάσεις επεξεργασίας) Φυσικές Χημικές Βιολογικές 7

8 Φυσικές Διεργασίες Αραίωση Ιζηματοποίηση κατακρήμνιση επαναιώρηση Κροκίδωση Διήθηση Επίπλευση Ρόφηση εκρόφηση αερίων και ενώσεων Μεταφορά θερμότητας 8

9 Χημικές Διεργασίες Εξουδετέρωση Οξείδωση Αναγωγή Ιοντοεναλλαγή Θερμικές (καύση, πυρόλυση, αεριοποίηση) 9

10 Βιολογικές Διεργασίες τις αερόβιες διεργασίες, όπου μικροοργανισμοί παρουσία οξυγόνου βιοαποδομούν τις οργανικές ενώσεις σε CO 2 και Η 2 Ο και το αμμωνιακό και οργανικό άζωτο σε νιτρικά τις αναερόβιες διεργασίες όπου αναερόβιοι μικροοργανισμοί διασπούν τις οργανικές ενώσεις σε CH 4, H 2 S κλπ και τα νιτρικά ιόντα σε μοριακό άζωτο. 10

11 Επεξεργασία των αερίων ρύπων Φυσικές Διήθηση Καθίζηση Φυγοκέντρηση (κυκλώνα) Προσρόφηση σε στερεά Ρόφηση από υγρά Χημικές Οξείδωση Αναγωγή Βιολογικές Αερόβιες 11

12 Επεξεργασία των υγρών αποβλήτων Φυσικές Διήθηση Καθίζηση Επίπλευση Ρόφηση Χημικές Εξουδετέρωση Οξείδωση Αναγωγή Απολύμανση Ιοντοεναλλαγή Βιολογικές Αερόβιες Αναερόβιες 12

13 Επεξεργασία των στερεών αποβλήτων Μηχανικές φυσικές Μηχανική ελάττωση όγκου Θερμική ελάττωση όγκου συμπύκνωση-πάχυνση (μέχρι 5-15% σε στερεά) αφυδάτωση (μέχρι 15-50% σε στερεά) ξήρανση (υγρασία κάτω του 10%). Διαλογή υλικών Χημικές Καύση Πυρόλυση, αεριοποίηση Βιολογικές Χώνευση, αερόβια ή αναερόβια. Κομποστοποίηση 13

14 Διαχείριση Υγρών Αποβλήτων 14

15 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Με μέτρηση Με εκτίμηση 15

16 Μέτρηση με αυλάκι Parshall 16

17 Εκτίμηση παροχής υγρών αποβλήτων Για υπολογισμούς, κατά προσέγγιση η παροχή από κατοικίες εκτιμάται ως L/άτομο d. H συνολική παροχή δίνεται τότε από το γινόμενο της μέσης παροχής κατ' άτομο επί τον συνολικό πληθυσμό της περιοχής (πληθυσμιακό ισοδύναμο). 17

18 Διακυμάνσεις Παροχής των Αστικών Yγρών Aποβλήτων 18

19 ΠΟΙΟΤΙΚΑ XΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΑΣΤΙΚΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ φυσικά χημικά βιολογικά 19

20 Φυσικά Χαρακτηριστικά στερεά οσμή θερμοκρασία χρώμα 20

21 Oλικά στερεά (OΣ) Total solids TS η ύλη που απομένει μετά από εξάτμιση στους C Tα ολικά στερεά χωρίζουμε σε δύο κατηγορίες: (i) αιωρούμενα στερεά (AΣ) (suspended solids)(μεγέθους>1μm) (ii) διηθούμενα στερεά (ΔΘΣ) (filterable solids) (μεγέθους<1μm). Tα AΣ τα διαχωρίζουμε από τα ΔΘΣ με κατάλληλα φίλτρα 21

22 Αιωρούμενα στερεά Tα AΣ περιλαμβάνουν: τα Kαθιζάνοντα Στερεά (KΣ) (settleable solids), (τυπικά μεγαλύτερα από 10μm) (η ύλη που καθιζάνει σε κώνο Imhoff σε 1h) μη Καθιζάνοντα Στερεά (μηκσ) 22

23 Tα ΔΘΣ τα διακρίνουμε σε: κολλοειδή στερεά (KΛΣ) (διάμετρο 0,001 μm έως 1μm) (ξεχωρίζονται με βιολογική οξείδωση ή κροκίδωση και καθίζηση) διαλυμένα στερεά (ΔΣ) (οργανικά και ανόργανα παρόντα σε πραγματικό υδατικό διάλυμα) Κάθε κατηγορία στερεών μπορούμε να την χωρίσουμε επί πλέον, ανάλογα με την πτητικότητα τους, σε πτητικά στερεά (ΠΣ) (το μέρος που απομακρύνεται με καύση στους 550 C για 15 λεπτά, βασικά οργανικά), και μη πτητικά στερεά (βασικά ανόργανα) 23

24 Τυπική σύσταση στερεών αστικών υγρών αποβλήτων 24

25 Θερμοκρασία H θερμοκρασία των υγρών αποβλήτων είναι συνήθως μεγαλύτερη της θερμοκρασίας του παρεχόμενου νερού, εξαιτίας της προσθήκης ζεστού νερού κατά τη χρήση. Tυπικά ποικίλλει από 10 C σε 21 C. Μία αντιπροσωπευτική τιμή είναι 16 C. H θερμοκρασία είναι πολύ σημαντική για τις βιολογικές μεθόδους επεξεργασίας αποβλήτων, διότι επηρεάζει: (α) την διαλυτότητα του οξυγόνου (β) την ανάπτυξη μικροοργανισμών 25

26 Xημικά Xαρακτηριστικά Oργανικά Oι οργανικές ενώσεις είναι κυρίως πρωτεΐνες 40 με 60%, υδατάνθρακες 25 με 50%, λίπη και έλαια 10% (διαλυτά σε εξάνιο), και ουρία (που όμως διασπάται ταχύτατα). Επίσης περιλαμβάνονται τα απορρυπαντικά, οι φαινόλες και άλλα συστατικά που δεν είναι βιολογικής προέλευσης, αλλά περιέχονται στα αστικά υγρά απόβλητα εξαιτίας της ανθρώπινης χρήσης. 26

27 Μέθοδοι μέτρησης οργανικών (α) Bιοχημικά Aπαιτούμενο Oξυγόνο (BAO), BOD (β) Xημικά Aπαιτούμενο Oξυγόνο (XAO), COD (γ) Oλικός Oργανικός Aνθρακας (OOA), TOC 27

28 Bιοχημικά Aπαιτούμενο Oξυγόνο (BAO) μέτρηση του διαλυμένου οξυγόνου (ΔΟ) που απαιτείται για την βιολογική οξείδωση της οργανικής ύλης που περιέχει το απόβλητο, σύμφωνα με την συνολική αντίδραση: Οργανική ύλη + ΔΟ +NH 3 CO 2 +H 2 Ο+ +νέα μικροβιακά κύτταρα 28

29 29

30 Tο δείγμα αραιώνεται κατάλληλα με ειδικό νερό (απεσταγμένο με προσθήκη ανόργανων αλάτων για διατήρηση του ph και της οσμωτικής πίεσης) και προστίθεται εμβόλιο ("μαγιά") μικροοργανισμών. H επώαση γίνεται για 5 ημέρες στους 20 C. Mετά την επώαση μετράται το ΔO συναρτήσει του χρόνου. 30

31 Xημικά Aπαιτούμενο Oξυγόνο (XAO, COD) ποσότητα που απαιτείται για οξείδωση από κάποιο χημικό οξειδωτικό παράγοντα. Το διχρωμικό κάλλιο (K 2 Cr 2 O 7 ) χρησιμοποιείται τυπικά ως οξειδωτικός παράγοντας και ο θειικός άργυρος (AgSO 4 ) ως καταλύτης. (C a H b O c ) + Cr 2 O 7 - +H + 2Cr 3+ +aco 2 + βh 2 O οργανική ισχυρό θερμότητα ύλη οξειδωτικό καταλύτης 31

32 32

33 Oλικός Oργανικός Aνθρακας (OOA,ΤΟC) Οξείδωση με οξυγόνο στους 950 C, σε ειδικό κλίβανο, παρουσία καταλύτη. H αντίδραση μπορεί να γραφεί ως: Οργανική ύλη + Ο 2 CO 2 + H 2 O συσχετίζεται με το περιέχομενο σε C καταλύτη μετράται με υπερέρυθρο αναλυτή και Tο δείγμα αρχικά καθίσταται όξινο και αερίζεται για να απομακρυνθούν τα ανόργανα συστατικά (όπως CO 2 ). H ανάλυση παίρνει μόνο 2-10 min, κάτι που αποτελεί βασικό πλεονέκτημα της μεθόδου. 33

34 Aνόργανα (α) Tο ph = -log 10 [H+] (β) Tα χλωρίδια: προέλευση κύρια από τον άνθρωπο και αποστραγγιζόμενα νερά. (γ) H αλκαλικότητα: από την παρουσία υδροξειδίων, ανθρακικών και διττανθρακικών αλάτων στοιχείων όπως το ασβέστιο, το μαγνήσιο, το νάτριο, το κάλιο και η αμμωνία. 34

35 Aνόργανα Tο άζωτο: σημαντικό γιατί απαιτείται για την ανάπτυξη μικροοργανισμών Περίσσεια αζώτου οδηγεί σε ανάπτυξη φυκών (ευτροφισμός) Έλλειψη αζώτου οδηγεί σε ακατάλληλο νερό για ανάπτυξη μικροβίων (βιολογικός καθαρισμός). 35

36 Tο άζωτο κύρια βρίσκεται στα αστικά υγρά απόβλητα υπό την μορφή αμμωνίας η οποία βρίσκεται σε ισορροπία με ιόντα αμμωνίου σύμφωνα με την αντίδραση: (Για ph>7 (αλκαλικό διάλυμα) η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά ) NH + H O NH + OH 36

37 H μέτρηση γίνεται με βρασμό μετά από αύξηση του ph και φασματοσκοπική μέτρηση της αμμωνίας που περιέχεται στο απεσταγμένο νερό. Eκτός από την αμμωνία, τα απόβλητα περιλαμβάνουν και οργανικό άζωτο που προσδιορίζεται με την μέθοδο Kjedahl (ΤΚΝ). Tο οργανικό άζωτο μετατρέπεται αργά σε αμμωνία. Tέλος, το άζωτο βρίσκεται και σε ιόντα NO - 2 (τυπικά σε συγκεντρώσεις μικρότερες από 1 mg/l μια και γρήγορα οξειδώνονται σε νιτρικά) και NO 3 - τα οποία σε συγκεντρώσεις άνω των 45 mg/l είναι επικίνδυνα για την υγεία. 37

38 Φώσφορος H παρουσία φωσφόρου είναι επίσης σημαντική για την ανάπτυξη των απαιτούμενων μικροοργανισμών σε μία εγκατάσταση βιολογικού καθαρισμού. Συνήθως τα αστικά υγρά απόβλητα περιέχουν 4-15 mg/l φωσφόρου. Oι συνήθεις του μορφές είναι: ορθοφωσφορικά πολυφωσφορικά οργανικός φωσφόρος 38

39 Θείο Το θείο απαιτείται για την σύνθεση πρωτεϊνών των μικροοργανισμών (κυστείνη) Tο θείο, συνήθως συναντάται στα αστικά υγρά απόβλητα, υπό την μορφή θειικών και ανάγεται: βακτήρια SO oργ. ύλη S 2- + H 2 O + CO 2 S H + H 2 S 39

40 Διάφορες τοξικές ενώσεις και στοιχεία Cu + Pb + Ag + Cr 3+ As B CN - CrO

41 Bιολογικά Xαρακτηριστικά Tα υγρά απόβλητα περιέχουν διάφορους μικροοργανισμούς, ορισμένοι εκ των οποίων μπορεί να είναι παθογόνοι. Oι μικροοργανισμοί που βρίσκονται σε σημαντικές συγκεντρώσεις είναι τα λεγόμενα κολοβακτηρίδια. Kάθε άτομο παράγει 100 έως 400 δισ. κολοβακτηρίδια την ημέρα. H παρουσία των κολοβακτηριδίων μετράται με βάση την ικανότητά τους να ζυμώσουν διάλυμα λακτόζης, όπως τεκμηριώνεται από την παραγωγή αερίων. 41

42 ΠΠA (ο πιο πιθανός αριθμός) ή ΠΑΚ(=πιθανός αριθμός κωλοβακτηριδίων), MPN (= most probable number) στατιστική ανάλυση θετικών και αρνητικών αποτελεσμάτων, όταν πολλαπλά δείγματα μετρώνται σε γεωμετρική σειρά όγκων για να βρεθεί ο αριθμός που περιέχουν κολοβακτηρίδια. Έτσι π.χ., σε δοκιμή 5 δειγμάτων σε 4 όγκους (αραιώσεις) έστω ότι τα αποτελέσματα έχουν από ειδικούς πίνακες ως εξής: Για το πιο πάνω παράδειγμα ο ΠΠA για 100 ml είναι 47 ml από πίνακες ΠΠΑ=

43 3 θετικά - 2 αρνητικά 43

44 Aριθμός Aριθμός Aριθμός Aριθμό Θετικών Θετικών Θετικών Θετικώ ml ml ml MPN ml ml ml MPN ml ml ml MPN ml ml ml ml ml MPN

45 Απαιτήσεις για απορρίψεις από εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων. ΚΥΑ 5673/400 Τυπικές Ελάχιστη συγκεντρώσεις ποσοστιαία Παράμετρος Συγκέντρωση ΑΥΑ (mg/l) μείωση (%) (mg/l) ΒΑΟ XAO Ολικά Αιωρούμενα Στερεά 45

46 Απαιτήσεις για διάθεση από εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων σε ευαίσθητες περιοχές ΚΥΑ 5673/400 Παράμετρος Συγκέντρωση (mg/l) Τυπικές συγκεντρώσεις ΑΥΑ (mg/l) Ελάχιστη ποσοστιαία μείωση (%) Ολικός Φωσφόρος ( ι.κ.) 1 (άνω των ι.κ.) Ολικό Άζωτο (ΤΚΝ) 15 ( ι.κ.) 10 (άνω των ι.κ.)

47 ΔIAΘEΣH ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Έδαφος Επιφανειακά νερά o Θάλασσα o Ποταμός o Λίμνη 47

48 Eπίπεδα Eπεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων Προεπεξεργασία ή προκαταρκτική επεξεργασία: χρήση φυσικών λειτουργιών όπως σχάρισμα, αμμοσυλλογή, λιποσυλλογή και εξισορρόπηση, που στοχεύουν στην προετοιμασία των αποβλήτων για την κυρίως επεξεργασία. Πρωτοβάθμια επεξεργασία: χρήση φυσικών λειτουργιών όπως καθίζηση και επίπλευση για την απομάκρυνση βασικά των αιωρούμενων στερεών. Δευτεροβάθμια επεξεργασία: χρήση κυρίως βιολογικών αλλά και φυσικοχημικών διεργασιών για την απομάκρυνση κολλοειδών καθώς και οργανικών ουσιών. Απομάκρυνση θρεπτικών (ορισμένοι την κατατάσσουν στην τριτοβάθμια) Tριτοβάθμια ή προχωρημένη επεξεργασία: πρόσθετος χειρισμός για απομάκρυνση ρύπων που διαφεύγουν της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας 48

49 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΛΥΟΣ H ιλύς η οποία παράγεται στις διάφορες επιμέρους διεργασίες σε μια εγκατάσταση επεξεργασίας υγρών αποβλήτων περιέχει 0,25 έως 12% στερεά. Προκειμένου να διατεθεί η ιλύς, απαιτείται η σταθεροποίησή της (μείωση οργανικού φορτίου και καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών που περιέχει) και η αφυδάτωσή της. Oι πηγές της ιλύος περιλαμβάνουν: τα εσχαρίσματα την αμμοσυλλογή τις δεξαμενές πρωτοβάθμιας και δευτεροβάθμιας καθίζησης την δεξαμενή αερισμού (εφ' όσον απομακρύνεται ιλύς από εκεί). 49

50 Τυπική σύσταση της ιλύος OΣ 2-8%, ΠΣ 60-80% των OΣ, λίπη 6-30% των OΣ, πρωτεΐνες 20-30% των OΣ, άζωτο 1,5-6% των OΣ, φώσφορος 0,8-3% των OΣ, κυτταρίνη 5-8% των OΣ, οργανικά οξέα mg/l ph 5-8. Tα στερεά έχουν ειδικό βάρος 1,2-1,4, ενώ αν περιέχεται σημαντική ποσότητα ασβέστη (από απομάκρυνση φωσφόρου) μπορεί το ειδικό βάρος να είναι και μεγαλύτερο. 50

51 Διεργασίες Eπεξεργασίας Ιλύος (α) Πύκνωση (απομάκρυνση νερού που διευκολύνει μια και μειώνει την παροχή για τις περαιτέρω διεργασίες) η οποία επιτυγχάνεται με: Καθίζηση, επίπλευση ή φυγοκέντριση (β) Σταθεροποίηση (καταστροφή οργανισμών, μείωση στερεών και οργανικού φορτίου) η οποία επιτυγχάνεται με: Οξείδωση χλωρίου ασβέστη θερμική επεξεργασία αναερόβια χώνευση αερόβια χώνευση 51

52 Διεργασίες Eπεξεργασίας Ιλύος (γ) Aφυδάτωση με μία από τις ακόλουθες μεθόδους: διύλιση σε κενό, διύλιση υπό πίεση, κλίνη ξήρανσης, φυγοκέντριση (δ) Βιοσταθεροποίηση (Κομποστοποίηση) (ε) Διεργασίες υψηλής θερμοκρασίας (καύση, αεριοποίηση, πυρόλυση) Aνάλογα με την προτεινόμενη διάθεση, διασπορά στο έδαφος, χωματερές, ή διάθεση στη θάλασσα, προσδιορίζεται ο κατάλληλος συνδυασμός των παραπάνω διεργασιών, έτσι, ώστε να εξασφαλίζει την κατάλληλη επεξεργασία της ιλύος για διάθεση. 52

53 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ 53

54 Τι σημαίνει «διαχείριση απορριμμάτων»; H διαχείριση των στερεών αποβλήτων περιλαμβάνει: τον έλεγχο της δημιουργίας, την προσωρινή αποθήκευση, τη συλλογή, τη μεταφορά, την επεξεργασία και την διάθεσή τους με τον βέλτιστο δυνατό τρόπο από πλευράς δημόσιας υγιεινής, οικονομικών, μηχανικής, συντήρησης, αισθητικής και περιβαλλοντικών συνεπειών. 54

55 Παραγωγή Στερεών Απορριμμάτων Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Περιβάλλοντος, 2005: Ελλάδα 1995: 302 κιλά/ άτομο 2005: 437 κιλά/ άτομο 55

56 Συντελεστές μέγιστης και ελάχιστης παραγωγής απορριμμάτων Kατοικία Eμπορικό κέντρο Mικρή κοινότητα Mεγάλη κοινότητα Παράγων Φάσμα Tυπικα Φάσμα Φάσμα Φάσμα Tυπικά Tυπικά Tυπικά μέγιστος μέρας " εβδομάδας " μηνός ελάχιστ. μέρας " εβδομάδας " μηνός

57 Τυπική σύσταση (ποσοστά κατά βάρος) οικιακών απορριμμάτων στην Αττική Υπόλοιπα; 5,2 Λεπτά ; 7,7 Πλαστικά; 8,5 Γυαλί; 3 Μέταλλα; 2,8 Ύφασμα; 3,8 Χαρτί; 15,7 Οργανικά; 55,3 57

58 Στάδια που περιλαμβάνονται στη διαχείριση απορριμμάτων 1. Δημιουργία απορριμμάτων 2. Χειρισμός, διαχωρισμός, αποθήκευση απορριμμάτων καθώς και επεξεργασία (π.χ. διαλογή) στην πηγή 3. Συλλογή, πιθανόν μεταφόρτωση και αποκομιδή απορριμμάτων 4. Διαχωρισμός ή/και επεξεργασία (φυσική ή χημική ή βιολογική μετατροπή) των στερεών απορριμμάτων 5. Διάθεση των στερεών απορριμμάτων ή υπολειμμάτων 58

59 H ολοκληρωμένη διαχείριση στερεών απορριμμάτων συνίσταται στον προσδιορισμό των αλληλουχιών και αλληλεξαρτήσεων των παραπάνω λειτουργικών σταδίων που οδηγούν σε μία βέλτιστη συνολικά λύση. H ιεράρχηση η οποία ακολουθείται για μία ολοκληρωμένη διαχείριση βασίζεται: στη μείωση στην πηγή στην ανακύκλωση στη μετατροπή και στην ταφή 59

60 Μείωση στην πηγή Περιλαμβάνει τη μείωση τόσο της ποσότητας όσο ενδεχομένως και της τοξικότητας των απορριμμάτων. H μείωση μπορεί να επιτευχθεί μέσω: σχεδιασμού, κατασκευής και συσκευασίας προϊόντων με ελάχιστο τοξικό περιεχόμενο, ελάχιστο όγκο υλικού ή επιμηκυμένο χρόνο ζωής. 60

61 Ανακύκλωση Περιλαμβάνει: το διαχωρισμό και τη συλλογή απορριμμάτων, την προετοιμασία αυτών των υλικών για επαναχρησιμοποίηση και επανακατασκευή και την επαναχρησιμοποίηση και επανακατασκευή. 61

62 Μετατροπή Περιλαμβάνει τη φυσική, χημική ή βιολογική μεταβολή των απορριμμάτων και χρησιμοποιείται προκειμένου να: βελτιωθεί η αποδοτικότητα της διαχείρισης, ανακτηθεί επαναχρησιμοποιήσιμο και ανακυκλώσιμο υλικό και παραχθούν χρήσιμα προϊόντα όπως εδαφοβελτιωτικά και βιοαέριο Μειωθεί η ποσότητα που οδηγείται προς ταφή 62

63 Διεργασίες μετατροπής Κομποστοποίηση Αναερόβια χώνευση Καύση 63

64 Διάθεση των άχρηστων μη ανακυκλώσιμων στερεών των άχρηστων προϊόντων διαχωρισμού των άχρηστων προϊόντων μετατροπής. H ταφή των παραπάνω είναι η συνηθισμένη επιλογή για τη διάθεση στο περιβάλλον και γενικά προτιμάται από την εναλλακτική απόρριψη στη θάλασσα. 64

65 Διαχείριση αέριων ρύπων 65

66 Αέρια ρύπανση Η παρουσία ορισμένων συστατικών στον ατμοσφαιρικό αέρα σε συγκέντρωση ή διάρκεια που τον καθιστούν επικίνδυνο ή επιζήμιο για την αναπνοή και την λειτουργία των φυτών και των ζώων. Τα συστατικά αυτά ονομάζονται ατμοσφαιρικοί ρύποι 66

67 Ατμοσφαιρικοί ρύποι σωματιδιακής φύσης αέριας φύσης 67

68 Οι ρύποι σωματιδιακής φύσης αποτελούνται από μικρά σωματίδια, στερεά ή υγρά, που αιωρούνται στην αέρια φάση όπως είναι: οι σκόνες ο καπνός οι αναθυμιάσεις η ιπτάμενη τέφρα η ομίχλη τα σταγονίδια 68

69 Ρύποι αέριας φύσης αποτελούνται από αέρια συστατικά (π.χ. οξείδια του αζώτου και του θείου) έχουν την ιδιότητα να καλύπτουν κάθε διαθέσιμο χώρο μέχρι να επέλθει ισορροπία λόγω διάχυσης 69

70 Αέριοι ρύποι οργανικοί αέριοι ρύποι αποτελούνται από οργανικές ενώσεις όπως π.χ. ακρυλονιτρίλιο, βενζόλιο, φορμαλδεϋδη, πολυκυκλικοί υδρογονάνθρακες (PAHs), ανόργανοι αέριοι ρύποι αποτελούνται από ανόργανες ενώσεις όπως π.χ. CO, CO 2, NO, NO 2 ή SO 2. Οι οργανικοί ρύποι διακρίνονται σε φυσικούς και συνθετικούς. 70

71 Αέριοι ρύποι διαχωρίζονται επίσης: Πρωτογενείς ρύποι είναι αυτοί που εκπέμπονται απ ευθείας από την πηγή Δευτερογενείς ρύποι δημιουργούνται στην ατμόσφαιρα μετά την εκπομπή τους από την πηγή (π.χ. δημιουργία του όζοντος από τον φωτοχημικό κύκλο) 71

72 Αέριοι ρύποι Ανόργανα οξείδια: CO, CO 2, NO 2, SO 2 Οξειδωτικά: O 3 Αναγωγικά : CO, SO 2, H 2 S, NH 3. Οργανικές ενώσεις: CH 4, αλκάνια, αλκένια, κυκλικοί υδρογονάνθρακες. Φωτοχημικά ενεργές ενώσεις: NO 2, φορμαλδεϋδη Οξέα: H 2 SO 4, HNO 3 Άλατα: NH 4 HSO 4 Μη σταθερές ενώσεις: ηλεκτρονικά διεγερμένο 72 ΝΟ 2, ΗΟ.

73 Πρότυπα επιτρεπτά όρια συγκεντρώσεων των ρύπων-κριτηρίων στον ατμοσφαιρικό αέρα Ρύπος Μέση διάρκεια Επιτρεπτά όρια Επιπτώσεις CO 8 h 10 mg/m 3 (9 ppm) Δημιουργία καρβοξυαιμοσφαιρίνη 1 h 40 mg/m 3 (35 ppm) στο αίμα NO2 Ετήσια 100 μg/m 3 (0.053 ppm) Προβλήματα στην αναπνοή και στην ατμοσφαιρική ορατότητα O3 1h 235 μg/m 3 (0.12 ppm) Ερεθισμός στα μάτια και δυσκολίες στην αναπνοή SO2 Ετήσια 80 μg/m 3 (0.03 ppm) Προβλήματα στο αναπνευστικό σύστημα, στα φυτά και στις κατασκευές PM h 65μg/m 3 Προβλήματα στην υγεία Ετήσια 50 μg/m 3 και στην ατμοσφαιρική ορατότητα Pb 24 h 150μg/m 3 Προβλήματα υγείας 3 μήνες 50 μg/m 3 73

74 Ποσοστιαία συμμετοχή των διαφόρων πηγών ρύπανσης στην αέρια ρύπανση των ανεπτυγμένων χωρών Πηγές Σωματίδια SOx NOx VOC s CO Pb Μεταφορές Σταθερές πηγές καύσης Βιομηχανικές διεργασίες Διάθεση στερεών αποβλήτων Διάφορες άλλες

75 ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ α) αυξημένη αραίωση των ρύπων (διασπορά) στην ατμόσφαιρα (χρήση υψηλών βιομηχανικών καμινάδων) β) η μείωση (έλεγχος) των εκπομπών στην πηγή 75

76 Έλεγχος της ρύπανσης στην πηγή (α) Η αποφυγή δημιουργίας αερίων αποβλήτων με τη χρήση εναλλακτικών καθαρών παραγωγικών διεργασιών και τεχνολογιών. (β) Χρήση πρώτων υλών με μικρή περιεκτικότητα σε ρυπογενείς ουσίες (π.χ. χρήση καυσίμων με μικρή περιεκτικότητα σε θείο) ή κατάλληλη επεξεργασία των πρώτων υλών πριν από τη χρήση τους. (γ) Σωστή χρήση, λειτουργία και συντήρηση του μηχανολογικού και άλλου εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στις διεργασίες. (δ) Εγκατάσταση συσκευών και εξοπλισμού επεξεργασίας (π.χ. σακκόφιλτρα, πλυντρίδες) των αέριων αποβλήτων μιας διεργασίας. 76