ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Τα στερεά απόβλητα ανάλογα µε την προέλευσή τους µπορούν να ταξινοµηθούν ως εξής: Aστικά απόβλητα. Χαρακτηρίζονται από πολύ µεγάλο όγκο και προέρχονται από τις δραστηριότητες των δήµων και των νοικοκυριών στα αστικά κέντρα. Τα υλικά που απαρτίζουν κυρίως τα αστικά απορρίµµατα είναι χαρτιά, µέταλλο, γυαλί, πλαστικό, οργανικές ουσίες σε στερεά µορφή ( π.χ. υλικά νοικοκυριού). Βιοµηχανικά απόβλητα. Είναι προϊόντα της βιοµηχανικής παραγωγικής διαδικασίας. Απόβλητα µια βιοµηχανία παράγει σε όλα τα στάδια της παραγωγής της. Τα βιοµηχανικά απόβλητα παρουσιάζουν µεγάλη ποικιλία ως προς την σύστασή τους και διακρίνονται σε αδρανή µη τοξικά, τοξικά, χηµικώς ενεργά, επικίνδυνα, εύφλεκτα και εκρηκτικά και ραδιενεργά. Απόβλητα ορυχείων και γεωργικά απόβλητα. Συνήθως είναι αδρανή µη τοξικά υλικά (µπάζα κτλ) «Σκουπίδια υψηλής τεχνολογίας» στον όρο αυτόν συµπεριλαµβάνονται όλα τα «άχρηστα» προϊόντα της τεχνολογίας, τα οποία αποσύρονται ως ακατάλληλα προς χρήση, δηλαδή αποσυρόµενα αυτοκίνητα, ηλεκτρικές συσκευές, υπολογιστές, κινητά κτλ. Τα τελευταία χρόνια οι ποσότητες των «σκουπιδιών» έχουν αυξηθεί δραµατικά σε όλες τις προηγµένες τεχνολογικά και αναπτυσσόµενες χώρες και η απόρριψή τους αποτελεί πηγή µεγάλων περιβαλλοντικών προβληµάτων. Από την άποψη της σύστασής αποτελούν µίγµατα αδρανών µη τοξικών, τοξικών (χρώµατα, υλικά µπαταριών, καταλύτες κτλ), χηµικώς ενεργών, εύφλεκτων και εκρηκτικών υλικών. Η απόρριψη των στερεών αποβλήτων στο περιβάλλον εγκυµονεί σοβαρούς περιβαλλοντικούς κινδύνους ακόµη και στις περιπτώσεις που η διάθεσή τους είναι ελεγχόµενη. ηµιουργούνται προβλήµατα από απόρριψή τοξικών ουσιών στο υπέδαφος, τα οποία µε διάφορες διεργασίες (διάχυση, προσρόφηση, έκπλυνση, διήθηση µέσω των εδαφικών πόρων κτλ) µπορούν να φθάσουν µέχρι τον υδροφόρο ορίζοντα και να τον ρυπάνουν, µέχρι τους ταµιευτήρες των υπογείων νερών και να εισέλθουν κατόπιν στην τροφική αλυσίδα. Πρόκειται για µία ιδιαίτερα σοβαρή και ανεξέλεγκτη µορφή

2 ρύπανσης του περιβάλλοντος µε µακροχρόνιες και σοβαρές συνέπειες σε όλα τα επίπεδα της ζωής στον πλανήτη. Τα στερεά απόβλητα είναι δυνατόν να αποτελέσουν σοβαρή πηγή αέριας ρύπανσης λόγω εκποµπής αερίων ρύπων. Οι αέριοι αυτοί ρύποι είναι σωµατιδιακή ύλη (σκόνη τοξική ή µη) ή τοξικά αέρια που είναι προϊόντα αποσύνθεσης οργανικής ύλης, όπως οξείδια του αζώτου, µεθάνιο, οξείδια του άνθρακα κτλ. Με τη βοήθεια του αέρα οι ρύποι αυτοί µπορούν να µεταφερθούν µακριά από την πηγή τους και να ρυπάνουν επιφανειακά νερά (λίµνες, ποτάµια), αστικές περιοχές ή γεωργικές καλλιέργειες. Για την αντιµετώπιση του προβλήµατος των στερεών απόβλητων έχουν αναπτυχθεί µία σειρά µεθόδων που αφορούν την κατεργασία τους και την διάθεσή τους στον τελικό αποδέκτη. Η επιλογή της κατάλληλης κάθε φορά µεθόδου γίνεται µε προσεκτική µελέτη του προβλήµατος. λαµβάνονται υπόψη κυρίως την προέλευση και την σύσταση των στερεών απόβλητων. Στερεά απόβλητα αστικής-οικιακής προέλευσης. Αρχικά, µετά την συγκοµιδή και µεταφορά τους υπόκεινται σε διεργασίες διαχωρισµού µε σκοπό τη συλλογή υλικών κατάλληλων για ανακύκλωση. Για το σκοπό αυτό υπάρχουν ειδικά διαµορφωµένες µονάδες που διαθέτουν εξειδικευµένα συστήµατα συλλογής των προς ανακύκλωση υλικών. Η εναποµένουσα µάζα των στερεών απορριµµάτων µπορεί να οδηγηθεί σε χώρους υγειονοµικής ταφής, να υποστεί καύση και αποτέφρωση ή σε περίπτωση που περιέχουν µεγάλα ποσοστά οργανικών υλικών να χρησιµοποιηθεί για παραγωγή λιπάσµατος ή να υποστεί πυρόλυση. Υγειονοµική ταφή αστικών απορριµµάτων. Η υγειονοµική ταφή είναι διεργασία ελεγχόµενης εναπόθεσης των αστικών απορριµµάτων σε ειδικά διαµορφωµένους χώρους που ονοµάζονται Χ.Υ.Τ.Α. (Χώροι Υγειονοµικής Ταφής Απορριµµάτων). Ένας τυπικός χώρος υγειονοµικής ταφής απορριµµάτων είναι µια αργιλική κοιλότητα στην οποία αποτίθενται καθηµερινά τα απορρίµµατα, τα οποία έπειτα σκεπάζονται µε στρώµα εδάφους. Η εκλογή ενός χώρου ΧΥΤΑ πρέπει να λαµβάνει υπόψη τον υδροφόρο ορίζοντα, το είδος του εδάφους και τους περίοικους. Οι ΧΥΤΑ έχουν έναν σύνθετο πυθµένα για να

3 συλλέγεται το ρυπασµένο νερό. Επίσης, είναι απαραίτητο και ένα σύστηµα παρακολούθησης της παραγωγής µεθανίου εφόσον υπάρχει και της ρύπανσης του υπογείου νερού. Η δηµιουργία νέων χώρων ΧΥΤΑ στις περιοχές µε πολύ µεγάλο πληθυσµό είναι εξαιρετικά δύσκολη λόγω της αντίδρασης των γειτονικών πληθυσµών. Τα πλεονεκτήµατα της υγειονοµικής ταφής είναι το µικρό κόστος επένδυσης και λειτουργίας, η µεγάλη ευελιξία ως προς την αύξηση της ποσότητας και την αλλαγή σύστασης των απορριµµάτων και η απλή τεχνική κατασκευής. Τα µειονεκτήµατα αυτής της µεθόδου είναι η δυσκολία εξεύρεσης κατάλληλου χώρου και ικανών ποσοτήτων υλικού επικάλυψης. Οι σύγχρονοι ΧΥΤΑ είναι χώροι των οποίων η έκταση κυµαίνεται από 350 έως 700 στρέµµατα, σχεδιασµένοι µε αυστηρές προδιαγραφές και εξοπλισµένοι µε σύγχρονα τεχνολογικά µέσα. Η προοπτική λειτουργίας ενός ΧΥΤΑ είναι 20 χρόνια. Η περιοχή ενός ΧΥΤΑ χωρίζεται σε κύτταρα (δηλαδή ισοµεγέθη τµήµατα), καθένα των οποίων κατασκευάζεται και λειτουργεί ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα. Η ζωή ενός κυττάρου χωρίζεται σε τρεις φάσεις: Α) φάση αρχικής κατασκευής µε έργα υποδοµής και διαµόρφωσης του εδάφους και αποστραγγιστικά. Β) φάση λειτουργίας, κατά την οποία το κύτταρο γεµίζεται διαδοχικά από τα απορρίµµατα µετά από συµπίεση σε στρώµατα πάχους περίπου 2 m. Γ) φάση αποκατάστασης. Στη φάση αυτή το κύτταρο καλύπτεται µε χώµα και δίνεται για δενδροφύτευση ή καλλιέργεια. Στους ΧΥΤΑ είναι δυνατόν να λειτουργήσουν δίκτυα άντλησης και µονάδες αξιοποίησης του παραγόµενου βιοαερίου (CH 4, CO 2, H 2 S κτλ). Έργα υποδοµής ΧΥΤΑ. Σε ένα πρώτο στάδιο είναι απαραίτητη η βασική διαµόρφωση του ευρύτερου χώρου που θα διατεθεί για τις ανάγκες λειτουργίας της µονάδας. Αρχικά, εκτελούνται γενικές εκσκαφές ισοπέδωσης και διαµόρφωσης της έκτασης, σύνδεση της περιοχής µε τα δίκτυα κοινής ωφέλειας ( ύδρευσης, αποχέτευσης, αποχέτευσης οµβρίων, ηλεκτρισµού και τηλεφωνίας) και κτιριακές εγκαταστάσεις.

4 Σχηµατική τοµή διαµόρφωσης λεκάνης Χ.Υ.Τ.Α. Ένα κύτταρο ΧΥΤΑ διαµορφώνεται έτσι ώστε να αποκτηθεί ένα ικανό βάθος και ο πυθµένας και τα πρανή να εξοµαλυνθούν και να αποκτήσουν ενιαία κλίση. Γύρω του κατασκευάζεται ένα ανάχωµα, µε σκοπό να οριοθετηθεί και να αποµονωθεί από την υπόλοιπη περιοχή και να διευκολυνθεί η συλλογή και διαχείριση των οµβρίων υδάτων και ο έλεγχος της ποσότητας των στραγγισµάτων που παράγονται από τα απορρίµµατα. Επίσης, κατασκευάζεται και ο απαραίτητος αριθµός εσωτερικών αναχωµάτων, που διευκολύνει την τµηµατική κατασκευή των έργων υποδοµής και την τµηµατική του λειτουργία. Ο πυθµένας και τα πλευρικά πρανή της λεκάνης του κυττάρου διαστρώνονται µε διπλή σύνθετη στεγάνωση, που αποτελείται από συνδυασµό γεωσυνθετικών και αργιλικών µονωτικών υλικών. Ανάµεσα στις δύο στεγανωτικές στρώσεις τοποθετείται και µία ενδιάµεση τρίτη στραγγιστήρια στρώση ελέγχου των διαφυγών, που επιτρέπει τον εντοπισµό και την αποµάκρυνση των ενδεχόµενων διαρροών των στραγγισµάτων. Το σύστηµα αυτό είναι το πιο διαδεδοµένο λόγω υψηλής προστασίας που προσφέρει στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα. Η διπλή στεγάνωση αποτελείται από δύο γεωµεµβράνες πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE) πάχους 1,5 mm, προστατευµένες µε γεωύφασµα από πολυπροπυλένιο. Σηµαντικό στοιχείο στην καλή λειτουργία ενός ΧΥΤΑ είναι η σωστή διαχείριση των στραγγισµάτων, δηλαδή η συλλογή και επεξεργασία των νερών της βροχής που περνάνε µέσα από τα απορρίµµατα και συγκεντρώνονται στον πυθµένα του. Η σχεδίαση του συστήµατος διαχείρισης των στραγισµάτων πρέπει να έχει σαν

5 στόχους α) την συνεχή και ενιαία αποστράγγιση του ΧΥΤΑ, για την αποφυγή συγκέντρωσης µεγάλης ποσότητας στραγγισµάτων στον πυθµένα, β) την αποφυγή δηµιουργίας κατακόρυφων φρεατίων ελέγχου, γ) την επισκεψιµότητα του δικτύου συλλογής στραγγισµάτων και την ευχέρεια ελέγχου και καθαρισµού του και δ) την πλήρη επεξεργασία των στραγγισµάτων, ώστε αυτά να γίνονται κατάλληλα για άρδευση του πρασίνου του ΧΥΤΑ ή για να διοχετεύονται στο αστικό δίκτυο υπονόµων οµβρίων υδάτων ή σε άλλο κατάλληλο αποδέκτη. Τα παραγόµενα στραγγίσµατα οδηγούνται στην ειδική µονάδα επεξεργασίας, οι εγκαταστάσεις της οποίας είναι ανάλογες της ποιότητας των στραγγισµάτων και του βαθµού καθαρισµού που θέλουµε να πετύχουµε. Συνήθως, περιλαµβάνει µονάδα αρχικής καθίζησης και αναερόβιας επεξεργασίας, στη συνέχεια αερισµό µε σύστηµα SBR (αντιδραστήρας διαλείπουσας λειτουργίας) και τέλος τριτοβάθµια επεξεργασία

6 µε χηµική καθίζηση, κροκίδωση και φίλτρα άµµου, καθώς και περαιτέρω καθαρισµό σε εφεδρικές κλίνες ενεργού άνθρακα. Ο.Ε..Α. και Χ.Υ.Τ.Α. Άνω Λιοσίων Το προοδευτικό γέµισµα της λεκάνης του κυττάρου µε απορρίµµατα διαρκεί περίπου ενάµιση χρόνο από την έναρξη της λειτουργίας του. Έπειτα κατασκευάζεται το δίκτυο άντλησης. Όταν η λεκάνη του κυττάρου γεµίσει µε απορρίµµατα, ξεκινούν σταδιακά οι εργασίες αποκατάστασης του ανάγλυφου και η προσαρµογή του στο περιβάλλον. Προς το τέλος λειτουργίας του κυττάρου, θα τοποθετηθεί η µόνιµη επικάλυψη της τελικής αποκατάστασης, που έχει σκοπό την καλή σφράγιση της λεκάνης συγκέντρωσης απορριµµάτων του κυττάρου, µε την τοποθέτηση στεγανωτικής µεµβράνης και την τελική διαµόρφωση και προσαρµογή του χώρου στο περιβάλλον µε κατάλληλες φυτεύσεις. Μετά την ολοκλήρωση της λειτουργίας του συνόλου του ΧΥΤΑ ή ενός µεγάλου τµήµατός του, ο αποκατασταθείς χώρος µπορεί να µετατραπεί σε πάρκο µε αναψυκτήρια, αθλητικές εγκαταστάσεις, χώρους εκδηλώσεων, µονοπάτια περιπάτου, παιδικές χαρές κτλ.

7 Τελική Αποκατάσταση Χώρου ιάθεσης Απορριµµάτων (Χωµατερής) Σχιστού Χρησιµοποίηση στερεών αστικών απορριµµάτων για την παρασκευή λιπάσµατος (compost). Κατά τη διαδικασία της λιπασµατοποίησης, τα πλούσια σε οργανική ύλη απορρίµµατα υφίστανται αποσύνθεση. Η διεργασία αυτή γίνεται µε τη βοήθεια των κατάλληλων µικροοργανισµών σε αερόβιες και αναερόβιες συνθήκες σε τιµές ρη περίπου 7, επιταχύνεται δε µε την αύξηση της υγρασίας και της θερµοκρασίας. Η διεργασία γίνεται στο ύπαιθρο σε αβαθή εδαφικά σκάµµατα (λεκάνες). Είναι ο πιο ενδεδειγµένος τρόπος αξιοποίησης γεωργικών απορριµµάτων. Το λίπασµα που παράγεται µε τον τρόπο αυτό χρησιµοποιείται στις γεωργικές καλλιέργειες. Καύση των απορριµµάτων. Είναι µέθοδος αποτελεσµατικότατη στη µείωση του όγκου των απορριµµάτων και ταχύτατη αλλά έχει και σοβαρά µειονεκτήµατα όπως το υψηλό κόστος και τη ρύπανση του περιβάλλοντος από τους αέριους ρύπους που παράγονται κατά τη διεργασία. Μια τυπική µονάδα καύσης αστικών απορριµµάτων «φιλοδωρεί» το περιβάλλον µε σωµατιδιακή ύλη, βαρέα µέταλλα, οξείδια του άνθρακα, του αζώτου και του θείου, διοξίνες, φουράνια και πτητικούς υδρογονάνθρακες. Οι διοξίνες, τα φουράνια καθώς και πτητικοί αρωµατικοί υδρογονάνθρακες σχηµατίζονται κατά τη καύση, ενώ τα πολυχλωριωµένα παράγωγα που υπάρχουν στα απορρίµµατα εξατµίζονται και διασπείρονται στο περιβάλλον. Επίσης, οι µονάδες καύσεις των αστικών απορριµµάτων αποτελούν την κύρια πηγή εξάπλωσης βαρέων µετάλλων στο περιβάλλον.

8 Η καύση πραγµατοποιείται σε ειδικές εγκαταστάσεις µε αυτόµατο σύστηµα τροφοδοσίας και σύστηµα ελέγχου των παραγόµενων αέριων ρύπων. Η θερµοκρασία της εγκατάστασης καύσης ρυθµίζεται στους C που είναι η βέλτιστη θερµοκρασία για τη διεργασία. Πυρόλυση. Κατά την πυρόλυση η οργανική ύλη των απορριµµάτων διασπάται απουσία οξυγόνου, σε θερµοκρασίες C. Πραγµατοποιείται σε ειδικές εγκαταστάσεις στις οποίες υπάρχει πρόβλεψη για συλλογή και αξιοποίηση των παραγόµενων βιοαερίων (CH 4, CO, αέριοι υδρογονάνθρακες κτλ). Παραγωγή βιοαερίου

9 Στερεά απόβλητα βιοµηχανικής προέλευσης Τα στερεά βιοµηχανικά απόβλητα παρουσιάζουν µεγάλη ανοµοιογένεια ως προς τη ποιοτική και ποσοτική σύστασή τους. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητη η γνώση των παραµέτρων αυτών για την επιλογή κατάλληλης µεθόδου επεξεργασίας και διάθεσή τους. Πραγµατοποιούνται για το σκοπό αυτό µια σειρά χηµικών αναλύσεων µε σκοπό την ταυτοποίηση των ενώσεων που υπάρχουν στα απόβλητα και τον ποσοτικό προσδιορισµό τους καθώς και έλεγχοι τοξικότητας µε τυποποιηµένες µεθόδους. Για την συµπεριφορά των τοξικών ουσιών στο περιβάλλον γίνονται δοκιµές έκπλυνσης σε πρότυπες στήλες εδάφους για την εκτίµηση της επιβάρυνσης του υπεδάφους από την φυσική έκπλυνση των ρύπων. Η κατεργασία των στερεών βιοµηχανικών αποβλήτων αποσκοπεί στη µείωση του όγκου τους και τον περιορισµό του τοξικού τους φορτίου. Μια συνήθης πρακτική είναι η χηµική κατεργασία τους, δηλαδή η χηµική µετατροπή τους µε την προσθήκη καταλλήλων αντιδραστηρίων, σε ενώσεις ακίνδυνες ή λιγότερο επικίνδυνες για το περιβάλλον. Η µέθοδος που εφαρµόζεται κάθε φορά εξαρτάται από τη χηµική σύσταση των αποβλήτων. Στην περίπτωση που τα απόβλητα είναι πλούσια σε οργανική ύλη προτιµάται η καύση. Η αποµάκρυνση και εξουδετέρωση κυανιούχων ενώσεων γίνεται µε οξείδωση, καταλυτική ή µη. Οι οργανο-χλωριωµένες ενώσεις και τα εντοµοκτόνα αντιµετωπίζονται µε καταλυτική αναγωγή ή διάσπαση µε µικροκύµατα. Τα ισχυρά οξέα και οι βάσεις υφίστανται εξουδετέρωση, ενώ τα χρωµικά ιόντα και σύµπλοκα κατεργάζονται συνήθως µε φορµαλδεΰδη. Στην περίπτωση που τα απόβλητα είναι πλούσια σε ουσίες που έχουν µεγάλη ικανότητα διασποράς στο υπέδαφος και µεγάλους χρόνους ζωής εφαρµόζονται τεχνικές σταθεροποίησης. Η σταθεροποίηση είναι διεργασία στερεοποίησης των αποβλήτων και πραγµατοποιείται µε τσιµέντο (άλατα µετάλλων, ραδιενεργά, ανόργανα υλικά), µε θερµοπλαστικά υλικά (ραδιενεργά), µε εγκλωβισµό σε υγρή µάζα γυαλιού και ψύξη (ιδιαίτερα τοξικά και επικίνδυνα απόβλητα, ραδιενεργά ή µη)