ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ.Π.Μ.Σ.«ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ µε θέµα «ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΙΑΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΚΡΟΗΣ ΤΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΗΜΟΥ ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΥ» ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΝΤΙΓΚΑΚΗΣ Ν. ΗΜΗΤΡΙΟΣ ΑΘΗΝΑ, ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2004

2 ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Ησυνεχής πληθυσµιακή αύξηση, η ρύπανση και η υποβάθµιση τόσο των επιφανειακών όσο και των υπόγειων νερών, η άνιση κατανοµή των υδατικών πόρων και γενικά η αδυναµία ποιοτικής αλλά και ποσοτικής διατήρησής τους έχουν καταστήσει αναγκαία τη διερεύνηση και ανάπτυξη νέων πηγών νερού, µεταξύ των οποίων και των λεγόµενων «περιθωριακών νερών» Εκτιµάται ότι η αξιοποίηση των επεξεργασµένων υγρών αποβλήτων, µέσω της επαναχρησιµοποίησής τους για διάφορους σκοπούς, θα µπορούσε να συµβάλλει αποφασιστικά στην προστασία, στην εξοικονόµηση και στη διατήρηση των φυσικών πηγών νερού Πολλές ελλειµµατικές σε διαθέσιµους υδατικούς πόρους χώρες εξετάζουν ή ήδη εφαρµόζουν σηµαντικά σχέδια επαναχρησιµοποίησης λυµάτων, κυρίως για αρδευτικούς σκοπούς Η «ανακύκληση» του νερού συµπιέζει τον υδρολογικό του κύκλο από µία ανεξέλεγκτη παγκόσµια κλίµακα σε µία ελεγχόµενη τοπική κλίµακα

3 Ηανάκτηση και επαναχρησιµοποίηση επεξεργασµένων υγρών αποβλήτων θεωρείται ότι θα µπορούσε να συµβάλει: Στην ανάπτυξη νέων υδατικών πόρων Στην προστασία των ήδη υπαρχόντων, ιδιαίτερα στις παράκτιες περιοχές Στην ανάπτυξη πολιτικής διαχείρισής τους Στην προστασία της δηµόσιας υγείας και του περιβάλλοντος Στη µείωση του κόστους του νερού Στην αξιοπιστία υδατοπροµήθειας, ιδιαίτερα σε αγροτικές περιοχές Ηανάκτηση και επαναχρησιµοποίηση επεξεργασµένων υγρών αποβλήτων µπορεί να είναι άµεση ή έµµεση Στην πρώτη περίπτωση γίνεται χρήση επεξεργασµένων λυµάτων χωρίς τη διαµεσολάβηση φυσικών πηγών νερού ή άλλων υδατικών σχηµατισµών Στη δεύτερη περίπτωση έχουµε ανάµειξη µε φυσικό νερό πριν την οποιαδήποτε χρήση

4 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗΣ Οι κύριες κατηγορίες επαναχρησιµοποίησης επεξεργασµένων υγρών αποβλήτων, µε σειρά χρησιµοποιούµενου όγκου, είναι: Η γεωργική χρήση (κυρίως η άρδευση) Η βιοµηχανική χρήση Ο εµπλουτισµός υπόγειων υδροφορέων ιάφορες άλλες χρήσεις, όπως: Η αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος, η ανάπτυξη και η διατήρηση κοινόχρηστων χώρων πρασίνου - αναψυχής Η αστική χρήση συµπεριλαµβανοµένης και της ύδρευσης

5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΝΑΚΤΗΣΗΣ Οι τεχνολογίες ανάκτησης υγρών αποβλήτων είναι, ουσιαστικά, οι ίδιες ή προέκταση εκείνων που εφαρµόζονται για την επεξεργασία τους Τα επί µέρους στάδια µε σκοπό τη συµπληρωµατική επεξεργασία των προς ανάκτηση λυµάτων είναι: Η προχωρηµένη (τριτοβάθµια) επεξεργασία µε διεργασίες: φυσικές (διύλιση, ηλεκτροδιάλυση, αντίστροφη ώσµωση) χηµικές (ιοντοεναλλαγή, κροκίδωση, συσσωµάτωση και καθίζηση, προσρόφηση µε ενεργό άνθρακα, επεξεργασία µε υδράσβεστο) βιολογικές (βιολογική αποµάκρυνση αζώτου και φωσφόρου) Η απολύµανση µε µέσα: χηµικά (χλώριο, όζον, βρώµιο) φυσικά (υπεριώδης ακτινοβολία, θερµότητα)

6 ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α Τα περισσότερα από τα έργα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων στην Ελλάδα πληρούν τις προϋποθέσεις για την προώθηση έργων ανάκτησης και επαναχρησιµοποίησης των εκροών τους Στη χώρα µας, η ανάκτηση και επαναχρησιµοποίηση επεξεργασµένων υγρών αποβλήτων βρίσκεται ακόµα σε προκαταρκτικό, ερευνητικό κυρίως, στάδιο. Ωστόσο, υπάρχουν θετικές εµπειρίες από τις προσπάθειες που γίνονται εν υπάρχει ειδικό νοµοθέτηµα στη χώρα µας, που να αφορά την ανάκτηση και επαναχρησιµοποίηση επεξεργασµένων λυµάτων για διάφορους σκοπούς, και κατ επέκταση δεν υπάρχουν προδιαγραφές ποιότητας για αυτά. Η ισχύουσα νοµοθεσία περιορίζεται στην Υγειονοµική ιάταξη 221 / 65 και στην Εγκύκλιο Υ.Υ.Π. 64 /

7 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ (Ε.Ε.Λ.) ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΥ Λύµατα Εσχάρωση Εξάµµωση - απολίπανση Εξυπηρετούµενος πληθυσµός Παροχή εισόδου (σε m 3 / d) Παροχή αιχµής (σε m 3 / h) Γραµµή επεξεργασίας λυµάτων Γραµµή επεξεργασίας ιλύος BOD εισόδου (σε kg / d) Φάση Πρωτοβάθµια Α καθίζηση (έως 2015) Χειµώνας εξαµενή χώνευσης ιλύος Φάση Α (έως 2015) Καλοκαίρι εξαµενές επιλογής Ζώνη απονιτροποίησης Ζώνη αερισµού Ανακυκλοφορία ιλύος Κροκιδωτικό (πολυηλεκτρολύτης) Μονάδα µηχανικής πάχυνσης ιλύος Φάση ευτεροβάθµια Β καθίζηση (έως 2035) Χειµώνας Μονάδα αφυδάτωσης ιλύος (µε φυγοκέντριση) Φάση Β (έως 2035) Καλοκαίρι NaOCl 2 ιάθεση ιλύος Απολύµανση Επεξεργασµένα λύµατα Αµµο - διύλιση

8 ΣΥΣΤΗΜΑ ΙΑΘΕΣΗΣ ΕΚΡΟΗΣ Ε.Ε.Λ. ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΥ Ηδιάθεση των επεξεργασµένων υγρών αποβλήτων της Ε.Ε.Λ. Χερσονήσου γίνεται εξολοκλήρου µε την επαναχρησιµοποίησή τους για διάφορους σκοπούς, όπως: Άρδευση γεωργικών εκτάσεων άρδευση παρακείµενων στην εγκατάσταση ελαιώνων, συνολικής έκτασης 220 στρεµµάτων Άρδευση χώρων πρασίνου άρδευση καλλωπιστικών φυτών στο τµήµα της εθνικής οδού που διέρχεται από τη συγκεκριµένη περιοχή άρδευση χώρων πρασίνου των ξενοδοχείων Creta Maris και Silva Maris, συνολικής έκτασης 50 στρεµµάτων Πυροπροστασία µέσω 32 πυροσβεστικών κρουνών

9 Αγωγοί άρδευσης Χ.Ζ.Α. Καταθλιπτικός αγωγός άρδευσης εξαµενή Χ.Ζ.Α. εξαµενή αποθήκευσης Αντλιοστάσιο άρδευσης Επεξεργασµένα υγρά απόβλητα από την Ε.Ε.Λ. Χερσονήσου 15 εξαµενή Υ.Ζ.Α. 16 Αγωγοί άρδευσης Υ.Ζ.Α

10 Κύριος στόχος του συγκεκριµένου ερευνητικού έργου ήταν η µελέτη και η καταγραφή της ποιοτικής διακύµανσης των επεξεργασµένων λυµάτων, κατά µήκος του συστήµατος διάθεσής τους, και η διερεύνηση δυνατοτήτων καλύτερης λειτουργίας του υπάρχοντος συστήµατος, µε ταυτόχρονη διατήρηση της ποιότητας των υγρών αποβλήτων σε «ασφαλή» για τη δηµόσια υγεία επίπεδα Ειδικότερος στόχος του, µέσω του ελέγχου ενός εκτενούς και πολύπλοκου συστήµατος διάθεσης επεξεργασµένων λυµάτων κάτω από πραγµατικές συνθήκες λειτουργίας, ήταν η προσπάθεια εύρεσης συσχετισµών των εργαστηριακών αποτελεσµάτων µε: Τις ποιοτικές µεταβολές των εισερχοµένων στο σύστηµα λυµάτων Τις αποστάσεις των σηµείων δειγµατοληψίας από τον «τροφοδότη» του συστήµατος (στην προκειµένη περίπτωση την έξοδο της Ε.Λ.Λ.), δηλαδήτιςθέσειςτουςστοσύστηµα Τις ποσοτικές αυξοµειώσεις των εισερχοµένων (προς επεξεργασία στην εγκατάσταση και στη συνέχεια προς διάθεση στο σύστηµα) λυµάτων

11 Οκύριος λόγος επιλογής ενός µεγάλου σχετικά αριθµού σηµείων δειγµατοληψίας, τα οποία µάλιστα ήταν διασκορπισµένα σε όλη την έκταση του συστήµατος, ήταν ότι, διεθνώς, δεν έχει δοθεί ακόµα απάντηση στο ερώτηµα «από ποια σηµεία ενός συστήµατος διάθεσης πρέπει να πραγµατοποιούνται δειγµατοληψίες για να ελέγχεται η ποιότητα των επεξεργασµένων λυµάτων» Συνολικά πραγµατοποιήθηκαν 10 σειρές δειγµατοληψιών - εργαστηριακών αναλύσεων από τις 19 Μαΐου έως τις 12 Οκτωβρίου του 2003 και η βασική αιτία επιλογής της συγκεκριµένης χρονικής περιόδου, ήταν ότι αυτή συνέπεφτε µε την κύρια αρδευτική περίοδο Τα δείγµατα, αµέσως µετά το τέλος κάθε σειράς δειγµατοληψιών, µεταφέρονταν στους χώρους του εργαστηρίου, όπου γίνονταν οι αναλύσεις για ολικά κολοβακτηρίδια, υπολειµµατικό χλώριο, ολικά αιωρούµενα στερεά, χηµικά απαιτούµενο οξυγόνο, ηλεκτρική αγωγιµότητα και ph µε βάση τις πρότυπες µεθόδους (APHA, 1995) Οι δειγµατοληψίες και οι αναλύσεις κάθε σειράς διαρκούσαν 2 ηµέρες και επαναλαµβάνονταν κάθε ηµέρες

12 Χρησιµοποιώντας τα αποτελέσµατα των εργαστηριακών αναλύσεων, δηµιουργήθηκαν κατάλληλοι συγκριτικοί πίνακες και γραφήµατα για τις ποιοτικές παραµέτρους που εξετάστηκαν στα δείγµατα Για παράδειγµα, για την εκροή της Ε.Ε.Λ. Χερσονήσου, µε βάση τις αναλύσεις των δειγµάτων που πήραµε από αυτήν, δηµιουργήσαµε τα παρακάτω συγκριτικά γραφήµατα: Εκροή Εκροή Αριθµός TC (τιµές σε MPN/100ml) ,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 Συγκέντρωση Res.Cl (τιµές σε mg/l) Συγκέντρωση (τιµές σε mg/l) TC Res.Cl TSS Ηµεροµηνίες δειγµατοληψιών και αναλύσεων Ηµεροµηνίες δειγµατοληψιών και αναλύσεων COD Εκροή EC (τιµές σε ms/cm) 2,8 3 2,6 2,4 2,2 1,8 2 1,6 1,4 1, ,5 8 7,5 7 6,5 6 ph Ηµεροµηνίες δειγµατοληψιών και αναλύσεων EC ph

13 Με βάση την παρουσίαση των αποτελεσµάτων των εργαστηριακών αναλύσεων για τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των επεξεργασµένων λυµάτων που διοχετεύονταν στο σύστηµα, καταλήξαµε στιςακόλουθες παρατηρήσεις και συµπεράσµατα: Η Ε.Ε.Λ. Χερσονήσου δεν κατάφερε να «παράγει» επεξεργασµένα λύµατα, αποδεκτής και κατάλληλης για επαναχρησιµοποίηση ποιότητας, τουλάχιστον για το χρονικό διάστηµα της έρευνας αυτής Αυτό οφειλόταν κυρίως στην υπερφόρτισή της, πέρα από τα όρια σχεδιασµού, και σε τεχνικά προβλήµατα που παρουσιάστηκαν κατά τη διάρκεια της συγκεκριµένης περιόδου και ήταν πολύ δύσκολο να αντιµετωπιστούν άµεσα και αποτελεσµατικά, δεδοµένης της οριακής της λειτουργίας Επίσης, σε κανένα από τα υπόλοιπα 20 σηµεία δειγµατοληψίας η ποιότητα των διερχοµένων υγρών αποβλήτων δεν ήταν κατάλληλη για άρδευση παρακείµενων καλλιεργειών Ήταν αδύνατο να συσχετιστούν οι ποιότητες της εκροής και των υπολοίπων σηµείων, κυρίως λόγω του ότι το σύστηµα διάθεσης ήταν πολύπλοκο και εκτενές, και κατ επέκταση οι χρόνοι παραµονής των λυµάτων στα διάφορα υποτµήµατά του ήταν µεγάλοι

14 Επίσης, ήταν αδύνατος ο υπολογισµός των υδραυλικών αυτών χρόνων παραµονής στο συγκεκριµένο σύστηµα λόγω των διαφορετικών και µη υπολογίσιµων παροχών εξόδου των λυµάτων από τα διάφορα κολλεκτέρ Υπήρχαν, χωρίς καµία αµφιβολία, κολοβακτηρίδια και κατ επέκταση παθογόνοι µικροοργανισµοί στα επεξεργασµένα υγρά απόβλητα, τα οποία έρεαν µέσα στο εξεταζόµενο σύστηµα, και στις περισσότερες περιπτώσεις σε πολύ µεγαλύτερους αριθµούς σε σχέση µε τα νεοεισερχόµενα στο σύστηµα λύµατα. Αυτό µπορεί να οφειλόταν είτε σε φαινόµενα αναγέννησης και επαναδραστηριοποίησής τους είτε σε επιµολύνσεις των υγρών αποβλήτων από εξωτερικούς παράγοντες Γενικά, η σηµαντική διαφορά που παρατηρήθηκε, µεταξύ της ποιότητας των υγρών αποβλήτων κατά τον είσοδό τους στο σύστηµα σε σχέση µε την ποιότητά τους όταν αυτά έφταναν στα σηµεία εφαρµογής τους στο έδαφος, επιδεικνύει την ανάγκη αναπροσαρµογής των υπαρχόντων οδηγιών και κριτηρίων επαναχρησιµοποίησης, που θέτουν ποιοτικούς περιορισµούς µονάχα για τα εισερχόµενα σε τέτοια συστήµατα διάθεσης λύµατα

15 Σας ευχαριστώ πολύ ηµήτρης Ντιγκάκης