Πιλοτικό έργο Απορρύπανση όµβριας απορροής αυτοκινητόδροµου

Transcript

1 Πιλοτικό έργο Απορρύπανση όµβριας απορροής αυτοκινητόδροµου µε το Σύστηµα PLOCHER Version August 2006 Απορρύπανση PLOCHER Roland PLOCHER Torenstrasse 26 D Meersburg Γερµανία Υλοποίηση Dorr GmbH Werner Voth Unterwanger Strasse 8 D Kempten Γερµανία -1-

2 Αναφορά Έργου 1. Στόχοι του έργου Σε συνεργασία µε την εταιρία Dorr, Kempten έγινε η απορρύπανση του αυτοκινητόδροµου RHB στα πλαίσια ενός πιλοτικού έργου σε διάρκεια 3 ετών. Ο σχετικός ταµιευτήρας απορροής των όµβριων υδάτων επεξεργάστηκε µε την τεχνολογία Plocher αρχικά στις Οι στόχοι ήταν : Μείωση της ανάπτυξης φυτών και άλγεων Μείωση της λάσπης Βελτίωση των τιµών στο νερό εκροής Οι παραπάνω στόχοι µπόρεσαν να επιτευχθούν χωρίς πρόβληµα. Επίσης δυο επεισόδια ρύπανσης µε ελαιοκηλίδες λόγω τροχαίων ατυχηµάτων αντιµετωπίστηκαν µε το σύστηµα Plocher. Τέλος, σαν επιβράβευση της επιτυχίας του έργου εµφανίστηκε ένας κάστορας στον ταµιευτήρα (Εικόνα 1). Το έργο συνεχίζεται. Εικόνα 1: Ο κάστορας -2-

3 2. Υλοποίηση του έργου 2.1. Εγκατάσταση του συστήµατος Plocher Στις κατασκευάστηκαν δυο διαµπερή φράγµατα µε 40 κιλά υλικών επίστρωσης Plocher (Εικόνα 2). Εκεί εγκαταστάθηκαν δυο βιοκαταλύτες στο νερό (Εικόνα 3). Τα διαµπερή φράγµατα κατασκευάστηκαν εκ νέου στις µε 32 κιλά υλικά επίστρωσης, επειδή µια ισχυρή βροχόπτωση κατέστρεψε τα αρχικά φράγµατα. Εικόνα 2 : Τα διαµπερή φράγµατα Εικόνα 3: Βιοκαταλύτες -3-

4 2.2. Περιοδική επεξεργασία Ο ταµιευτήρας επεξεργάστηκε περιοδικά µε plocher-w για τη µείωση της ανάπτυξης των άλγεων. Η πρώτη επεξεργασία έγινε στις µε 10 κιλά διαλυµένα σε 2100 λίτρα νερού. Οι επόµενες επεξεργασίες έγιναν µε 2 κιλά διαλυµένα σε 300 λίτρα νερό µε εξαίρεση στις όπου δόθηκαν 4 κιλά, τα οποία ψεκάστηκαν σε όλη την επιφάνεια του ταµιευτήρα. Το χειµώνα του 2001 έγινε µια ακόµα επεξεργασία µέσα από 2 τρύπες πάγου. Εφαρµογή του Plocher-w για την αντιµετώπιση των άλγεων Σχήµα 1 : ιαστήµατα επεξεργασίας και ποσότητες του PLOCHER-w Όπως φαίνεται στο Σχήµα 1, στα 3 χρόνια διοχετεύτηκαν συνολικά περίπου 50 κιλά του Plocher w στον ταµιευτήρα Κατά τυπικό τρόπο η κύρια ποσότητα του προϊόντος δόθηκε στην αρχή. Προς το τέλος της απορρύπανσης ήταν αναγκαίες µόνο σποραδικές επεξεργασίες λόγω του ότι το σύστηµα είχε σταθεροποιηθεί και ο ταµιευτήρας ήταν ελεύθερος από άλγη. Οι επεξεργασίες συνεχίζονται 2.3.Αντιµετώπιση επεισοδίων ρύπανσης µε ελαιοκηλίδες λόγω τροχαίων δυστυχηµάτων Στη διάρκεια του έργου συνέβησαν 2 τροχαία δυστυχήµατα που οδήγησαν σε ρύπανση του ταµιευτήρα µε ελαιοκηλίδες. Και τα δυο επεισόδια συνέβησαν στις αρχές του 2002 (5 Ιανουαρίου και 25 Μαρτίου). Η σηµαντική αυτή ρύπανση αντιµετωπίστηκε πλήρως µε ειδικά προϊόντα Plocher µέσα σε 2-3 εβδοµάδες. Η διάλυση της ελαιοκηλίδας συνοδεύτηκε από τη δηµιουργία άσπρων αφρών (Εικόνα 6), οι οποίοι αντιµετωπίστηκαν µε τη χρήση ελαιοδεσµευτικών µέσων που δεν οδήγησαν σε εναποθέσεις στον πυθµένα του ταµιευτήρα, -4-

5 Εικόνα 4 : Ρύπανση µε ελαιοκηλίδα Εικόνα 5 : Αντιµετώπιση της ελαιοκηλίδας -5-

6 Εικόνα 6 : ιάλυση της ελαιοκηλίδας και εµφάνιση άσπρων αφρών -6-

7 3. Μετρήσεις 3.1. Μετρήσεις Ιζήµατος Μια φορά το χρόνο γινόταν λήψη δείγµατος λάσπης από την Εταιρία Dorr. Η λήψη γινόταν από τον πυθµένα µέσω ενός σωλήνα από το ίδιο σηµείο κάθε φορά. Το 1 λίτρο λάσπης αναλύθηκε από τα εργαστήρια BVU και nano. Ο πίνακας 1 παρουσιάζει τις σχετικές τιµές: Εργαστήριο Πρότυπο BVU BVU BVU nano nano nano Ηµεροµηνία Ξηρή ουσία DEV S2 3.10% 0.89% 4.70% 30% 69% 67% Μόλυβδος E22/E <20 <10 mg/l Κάδµιο E22/E19 <0.2 < <0.1 <0.3 <0.3 mg/l Χρώµιο, συνολικά E22/E mg/l Χαλκός E22/E mg/l Νικέλιο E22/E mg/l Υδράργυρος E < <0.05 <0.05 <0.05 mg/l Ψευδάργυρος E22/E mg/l Φωσφορικό άλας συνολικά D <1 mg/l Αµµωνία E mg/l Νιτρικό άλας-n D <1 <5 mg/l Νιτρώδες άλας-n D < < mg/l Υδρογονάνθρακες H53 εν µετρήθηκε <50 mg/l Πίνακας 1: τιµές του δείγµατος λάσπης (τα χρώµατα σχετίζονται µε τα διαγράµµατα που παρουσιάζονται στη συνέχεια) Οι τιµές στη λάσπη δείχνουν σαφείς µεταβολές στη διάρκεια του πειράµατος. Πιο εντυπωσιακή είναι η αύξηση του περιεχοµένου της ξηρής ουσίας. Επίσης παρατηρείται µια πήξη του στρώµατος λάσπης, η εξέλιξη της οποίας φαίνεται στο Σχήµα 2. Το περιεχόµενο της ξηρής ουσίας αυξάνεται από ένα µικρό ποσοστό µέσα σε 3 χρόνια σε περίπου 70% και µετά παραµένει σταθερό. Αυτή η αύξηση της ξηράς ουσίας οφείλεται σύµφωνα µε την εταιρία Dorr στον χωρισµό του νερού από τη λάσπη. Ο χωρισµός αυτός είναι επίσης υπεύθυνος για τη σηµαντική µείωση της του βάθους της λάσπης και µπορεί να χαρακτηριστεί ως φαινόµενο. Περιεχόµενο ξηρής ουσίας στο ίζηµα Σχήµα 2 : Εξέλιξη του περιεχοµένου ξηρής ουσίας στη λάσπη -7-

8 3.2. Μετρήσεις νερού Παράλληλα µε τις µετρήσεις λάσπης έγιναν µετρήσεις στο νερό. Στα έτη έγιναν λήψεις µόνο του νερού εκροής χωρίς να µετρηθεί η περιεκτικότητα σε άνθρακα. Οι µετρήσεις έγιναν από το BVU. Στα έτη 2004 έως 2006 µετρήθηκε επίσης το νερό εισροής και η περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακα. Οι µετρήσεις αυτές, όπως και η συνολική αξιολόγηση έγιναν από το εργαστήριο nano. Λόγω της αλλαγής του εργαστηρίου οι πρώτες µετρήσεις έγιναν το Νοέµβριο του Για την αξιολόγηση λήφθηκαν υπόψη µόνο οι τιµές του νερού εκροής (Πίνακας 2) Πίνακας 2 : Τιµές στην εκροή του ταµιευτήρα συλλογής οµβρίων Εργαστήριο Πρότυπο BVU BVU BVU nano nano nano Ηµεροµηνία Μόλυβδος E22/E <0.010 <0.005 <0.005 <0.005 <0.010 mg/l Κάδµιο E22/E19 <0.005 <0.001 <0.005 < < <0.001 mg/l Χρώµιο συνολικά E22/E10 <0.005 <0.010 <0.005 <0.005 <0.005 <0.005 mg/l Χαλκός E22/E < <0.010 <0.010 <0.010 mg/l Νικέλιο E22/E <0.010 < <0.010 <0.010 <0.010 mg/l Υδράργυρος E12 <0.020 <0.001 <0.002 < < < mg/l Ψευδάργυρος E22/E < <0.020 <0.020 <0.010 mg/l CSB H mg/l BSB5 H mg/l Φωσφορικό άλας συνολικά D <0.1 mg/l Αµµωνία E < mg/l Νιτρικό άλας-n D <0.5 mg/l Νιτρώδες άλας-n D19 <0.01 < mg/l Υδρογονάνθρακες Φωσφορικό άλας συνολικά E5/E23/ D19 H mg/l εν µετρήθηκε εν µετρήθηκε εν µετρήθηκε <0.1 <0.1 <0.1 mg/l Οι µετρήσεις του είναι λιγότερο κατατοπιστικές σε σχέση µε τις µετρήσεις της λάσπης, επειδή αντικατοπτρίζουν µια στιγµιαία κατάσταση που µπορεί να µεταβληθεί γρήγορα. Οι τιµές αυτές εξαρτώνται από συγκεκριµένα επεισόδια, όπως ισχυρά ιζήµατα, τροχαία ή άλλες στιγµιαίες εισροές βλαπτικών ουσιών στον ταµιευτήρα. Για το λόγο αυτό δεν έγινε αξιολόγηση των µετρήσεων αυτών. -8-

9 4. Αξιολόγηση Οι µετρήσεις της λάσπης είναι εξαιρετικά εντυπωσιακές, όχι όµως άµεσα ερµηνεύσιµες, επειδή στην εξέλιξη των µετρήσεων η περιεκτικότητα σε ξηρά ουσία της λάσπης αυξήθηκε σηµαντικά. Αυτή η αύξηση είναι ένας πολύ καλός δείκτης για την πρόοδο των βιολογικών διαδικασιών στο ίζηµα (Σχ, 2). Το στρώµα λάσπης έγινε συµπαγές, κάτι που οφείλεται στην αποικοδοµητική δραστηριότητα των µικροοργανισµών. Με τον τρόπο αυτό εµποδίστηκε δραστικά η λασποποίηση του ταµιευτήρα και επιτεύχθηκε ένας ουσιώδης στόχος του έργου. Για να µπορέσουµε να αξιολογήσουµε σωστά τις τιµές στο ίζηµα, οι τιµές προτυποποιήθηκαν αναφορικά µε το µέρος τους σε ξηρά ουσία. Έτσι αποκτά κανείς µια ρεαλιστική εικόνα των πραγµατικών περιεκτικοτήτων. Για όλες τις µετρήσεις της λάσπης ακολουθήθηκε αυτή η προτυποποίηση. Στο Σχήµα 4 βλέπουµε την εξέλιξη στη συγκέντρωση του ψευδαργύρου. Στο Σχήµα 5 υπάρχουν οι µετρήσεις για όλα τα υπόλοιπα βαρέα µέταλλα εκτός του υδράργυρου. Οι συγκεντρώσεις του υδράργυρου παρουσιάζονται στο Σχήµα 6, επίσης αναφορικά µε την περιεκτικότητα ξηράς ουσίας. Εξέλιξη της συγκέντρωσης ψευδαργύρου στο ίζηµα Σχήµα 4 : Οι συγκεντρώσεις ψευδάργυρου στο ίζηµα, σε αναφορά µε την περιεκτικότητα ξηράς ουσίας -9-

10 Η συγκέντρωση ψευδάργυρου στο ίζηµα µειώθηκε µε την επεξεργασία Plocher σε ένα κλάσµα της αρχικής τιµής. Η τιµή έπεσε από περίπου 3.9 γραµµάρια ανά λίτρο ξηράς ουσίας σε περίπου 0.06 έως 0.17 γραµµάρια, που αντιστοιχεί σε µια µείωση κατά τον συντελεστή (σχήµα 4) Η µείωση των συγκεντρώσεων σε χαλκό, µόλυβδο, χρώµιο, νικέλιο και κάδµιο είναι επίσης σηµαντική. Η µείωση στα βαρέα αυτά µέταλλα µετά την έναρξη της επεξεργασίας Plocher είναι κτά 1 µονάδα τάξης (συντελεστλής 10). Η µονιµότητα της µείωσης µετά τον πρώτο χρόνο µπόρεσε να επιβεβαιωθεί στα επόµενα χρόνια (σχήµα 5) Εξέλιξη της συγκέντρωσης βαρέων µετάλλων στο ίζηµα Χαλκός Μόλυβδος Συνολικό χρώµιο Νικέλιο Κάδµιο Σχήµα 5 : Συγκεντρώσεις βαρέων µετάλλων στο ίζηµα, αναφορικά µε την περιεκτικότητα ξηράς ουσίας -10-

11 Ο υδράργυρος µειώθηκε επίσης µετά την έναρξη της επεξεργασίας. Ωστόσο το 2003 η τιµή του αυξήθηκε. Αυτό οφείλεται κατά πάσα πιθανότητα στο γεγονός ότι ο υδράργυρος έχει τη µικρότερη συγκέντρωση από όλα τα βαρέα µέταλλα και για το λόγο αυτό δεν µοιράζεται οµοιογενώς σε όλο το ίζηµα. Εάν δεν συνυπολογίσει κανείς αυτή την τιµή, παρατηρούµε και εδώ µια µείωση κατά τον συντελεστή 10. (Σχήµα 6) Εξέλιξη της συγκέντρωσης υδραργύρου στο ίζηµα Σχήµα 6 : Συγκέντρωση υδραργύρου στο ίζηµα, αναφορικά µε την περιεκτικότητα ξηρής ουσίας Εξαιρετικά ενδιαφέρουσα είναι η εξέλιξη των συγκεντρώσεων των θρεπτικών στοιχείων στο ίζηµα (Σχήµα 7). Τα βασικά θρεπτικά αµµωνία και φωσφορικό άλας µετά την εγκατάσταση του συστήµατος Plocher έχουν ουσιαστικά εξαφανισθεί. Μετά από 5 χρόνια ανιχνεύονται µόνο λίγα γραµµάρια ανά λίτρο ξηράς ουσίας από κάθε ουσία Αυτό αντιστοιχεί σε κάθε περίπτωση σε µια µείωση µεγαλύτερη από τον παράγοντα 10000! Τα λόγω της µακρόχρονης υπερλίπανσης συγκεντρωµένα θρεπτικά στοιχεία µεταστοιχειώθηκαν ουσιαστικά πλήρως και η ποιότητα του νερού δεν επιβαρύνεται πλέον από επιβαρύνσεις θρεπτικών στο ίζηµα. Αυτή είναι η βασική προϋπόθεση για τον περιορισµό της φυτικής ανάπτυξης στο ίζηµα, για το λόγο ότι η µείωση ιδιαίτερα των φωσφορικών έχει µια κρίσιµη περιοριστική δράση στην ανάπτυξη φυτών και άλγεων. -11-

12 Εξέλιξη της συγκέντρωσης αµµωνίας και φωσφορικών στο ίζηµα Σχήµα 7 : Περιεκτικότητα αµµωνίας και φωσφορικών στο ίζηµα αναφορικά µε µέρος ξηράς ουσίας Οι µετρήσεις νιτρικών και νιτρωδών στο ίζηµα είναι επίσης εντυπωσιακές. Η αύξηση του νιτρικού στο ίζηµα το 2002 µπορεί να ερµηνευτεί µε την αποδόµηση της αµµωνίας. Το σύστηµα Plocher δηµιουργεί ένα κατάλληλο, πλούσιο σε οξυγόνο περιβάλλον, επιτρέποντας στα βακτήρια την οξείδωση της αµµωνίας σε νιτρώδες και τέλος σε νιτρικό άλας. Στα χρόνια τόσο η αµµωνία όσο και τα νιτρικά ανιχνεύτηκαν σε λίγα γραµµάρια ανά λίτρο ξηρής ουσίας ιζήµατος, Εντυπωσιακή είναι επίσης και η πορεία των υδρογονανθράκων (σχ.9), δηλαδή των µη αποδοµηµένων οργανικών ενώσεων στο ίζηµα. υστυχώς δεν υπάρχουν µετρήσεις πριν την εγκατάσταση του συστήµατος Plocher, µια και η τιµή των υδρογονανθράκων ανέβηκε µε τα δυο επεισόδια ρύπανσης. Όµως από τις µετρήσεις φαίνεται καθαρά ότι η συγκέντρωση των υδρογονανθράκων στο ίζηµα µετά τα ατυχήµατα του 2002 έπεσε σε ένα κλάσµα της προηγούµενης τιµής και στα επόµενα χρόνια παρέµεινε σταθερά χαµηλή. Άρα το λάδι από την ελαιοκηλίδα του ατυχήµατος αποικοδοµήθηκε πραγµατικά και δεν αποθηκεύτηκε απλά στον πυθµένα του ταµιευτήρα. -12-

13 Εξέλιξη της συγκέντρωσης νιτρικών και νιτρωδών στο ίζηµα Σχήµα 8 : Εξέλιξη της συγκέντρωσης νιτρικού και νιτρώδους άλατος αναφορικά σε µέρος ξηρής ουσίας Εξέλιξη της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα στο ίζηµα Σχήµα9: Εξέλιξη της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στο ίζηµα αναφορικά σε µέρος ξηρής ουσίας -13-

14 5. Συµπέρασµα Οι στόχοι που τέθηκαν στην αρχή του έργου µπόρεσαν να επιτευχθούν πλήρως µέσα σε 3 χρόνια µε την εφαρµογή του συστήµατος Plocher. Η επιτυχία στην µείωση της λάσπης αποδεικνύεται αναµφισβήτητα µε την αύξηση του ποσοστού ξηράς ουσίας. Η µείωση της φυτικής ανάπτυξης επιβεβαιώνεται µε γυµνό µάτι και εντυπωσιάζει σε σχέση µε γειτονικούς ταµιευτήρες. Τέλος η αυθόρµητη επάνοδος του κάστορα στον ταµιευτήρα του αυτοκινητόδροµου επιβεβαιώνει την πολύ ψηλή ποιότητα νερού! 6. Πηγές Αναφορές εργασίας της εταιρίας Dorr Αναφορές των Εργαστηρίων BVU και nano -14-