Υ ο-µονάδες Βιολογικού Καθαρισµού

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Υ ο-µονάδες Βιολογικού Καθαρισµού"

Λώτ Δουρέντης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Υ ο-µονάδες Βιολογικού Καθαρισµού ΙΙ Μονάδες Βιολογικού Καθαρισµού (συν.) Χαλικοδιϋλιστήριο, ραστική λάσπη (ενεργή ιλύς) εξαµενές σταθεροποίησης Άρδευση Τεχνητοί υγρότοποι Οριζόντιας ελεύθερης ροής Κατακόρυφης ροής Λεκάνες διήθησης Χηµική επεξεργασία 1

2 Άρδευση (ταχύρρυθµη) Η επεξεργασία των αποβλήτων µε άρδευση πρέπει να γίνεται περιοδικά, µε χρονικά διαστήµατα ανάπαυλας για την αναοξυγόνωση του εδάφους. Αν ο ρυθµός άρδευσης δεν υπερβαίνει τη φυσική απορροφητικότητα του εδάφους, η επεξεργασία αποτελεί τελική διάθεση. Αν τον υπερβαίνει, ονοµάζεται ταχύρρυθµη και χρησιµοποιείται ως µέθοδος επεξεργασίας Στην περίπτωση αυτή τοποθετείται στο υπέδαφος (1 µέτρο βάθος περίπου), στραγγιστήριο δίκτυο από σωλήνες µε οπές ή ανοιχτούς αρµούς, σε αποστάσεις 9-12 µέτρων, που συλλέγει τα επεξεργασµένα από το έδαφος απόβλητα, για τελική διάθεση. Η εδαφική περιοχή που χρησιµοποιείται για άρδευση, υποδιαιρείται µε αναχώµατα ή αυλάκια σε κατάλληλα τµήµατα ώστε να κατακλύζονται περιοδικά και να µεσολαβεί αρκετό διάστηµα για στράγγιση και αναοξυγόνωση, σε συνδυασµό και µε τις καλλιέργειες. 2

Αν τον υπερβαίνει, ονοµάζεται ταχύρρυθµη και χρησιµοποιείται ως µέθοδος επεξεργασίας Στην περίπτωση αυτή τοποθετείται στο υπέδαφος (1 µέτρο βάθος περίπου), στραγγιστήριο δίκτυο από σωλήνες µε οπές ή

3 Άρδευση µε κατάκλιση και α οστράγγιση Άρδευση µε α οστράγγιση Άρδευση µε κατάκλιση 3

4 Τεχνητός υγρότοπος Ελεύθερης ροής Τεχνητός υγρότοπος Υπόγειας ροής ΧΗΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Η χηµική επεξεργασία των υγρών αποβλήτων περιλαµβάνει διάφορες διεργασίες που εφαρµόζονται χωριστά ή συνήθως σε συνδυασµό µε φυσικές και βιολογικές µεθόδους καθαρισµού: Χηµική κατακρήµνιση (ιζηµατοποίηση, κροκίδωση) Προσρόφηση Εναλλαγή ιόντων Απολύµανση (µε χλώριο) Καύση κλπ. 4

χωριστά ή συνήθως σε συνδυασµό µε φυσικές και βιολογικές µεθόδους καθαρισµού: Χηµική

5 Χηµική κατακρήµνιση Η χηµική κατακρήµνιση (κροκίδωση) σε συνδυασµό µε την καθίζηση, αποτελεί βασική δευτεροβάθµια ε εξεργασία καθαρισµού. Αποβλέπει στην «αποσταθεροποίηση» των κολλοειδών διαλυµάτων και στη συνένωση λεπτών µορίων, ώστε να σχηµατισθούν µεγαλύτερα τεµάχια (κροκίδες) που διευκολύνουν και επιταχύνουν την καθίζηση. Με την ανάπτυξη των βιολογικών µεθόδων, άρχισε να εγκαταλείπεται, λόγω της δαπάνης των χηµικών και των προβληµάτων χειρισµού της µεγάλης ποσότητας λάσπης. Σήµερα χρησιµοποιείται σε ειδικές περιπτώσεις (υποβοήθηση καθίζησης, αποµάκρυνση φωσφόρου κλπ).. Προσρόφηση Προσρόφηση είναι η διαδικασία συγκέντρωσης διαλυµένων ουσιών σε µία ε ιφάνεια και σε συγκέντρωση µεγαλύτερη α ό την αντίστοιχη στο νερό. Η ροσρόφηση δεν πρέπει να συγχέεται µε την α ορρόφηση, που δεν συγκεντρώνει µόρια µόνο στην επιφάνεια αλλά σε όλη τη µάζα του σώµατος. 5

Με την ανάπτυξη των βιολογικών µεθόδων, άρχισε να εγκαταλείπεται, λόγω της δαπάνης των χηµικών και των προβληµάτων χειρισµού της µεγάλης ποσότητας λάσπης.

6 Συνηθισµένα υλικά προσρόφησης είναι η λεπτή άργιλος, το πυρίτιο, η ενεργός αλουµίνα και κυρίως ο ενεργός άνθρακας, λόγω του πολύ µεγάλου λόγου επιφάνειας ανά µονάδα όγκου. Η ποσότητα χ µιας ουσίας που προσροφάται από ένα στερεό βάρους Μ, είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης της ουσίας στο διάλυµα και την θερµοκρασίας. Ενεργός άνθρακας Ο ενεργός άνθρακας παράγεται µε θερµική ενεργοποίηση (ή µε χηµική µέθοδο) από ξύλο ή άνθρακα, που θερµαίνεται σε αποστακτήρα µέχρι ερυθροπύρωση, χωρίς όµως αρκετό αέρα για να γίνει καύση. Στη συνέχεια ο ψηµένος άνθρακας υποβάλλεται σε επεξεργασία ενεργοποίησης µε ατµό σε υψηλή Θ ( C). Ο ατµός διαχέεται στη µάζα του άνθρακα και δηµιουργεί πορώδη δοµή, µε µεγάλο ανάπτυγµα εσωτερικής επιφάνειας. Μετά την ενεργοποίηση, ο άνθρακας χρησιµοποιείται µε µορφή σκόνης ή κόκκων (διαµέτρου > 0,4 χιλιοστά). Η χρήση του ενεργού άνθρακα στην επεξεργασία των αποβλήτων γίνεται συνήθως για «εξευγενισµό» της τελικής απορροής, ύστερα από βιολογική επεξεργασία. Μαζί µε την προσρόφηση των διαλυµένων ουσιών αφαιρούνται και τα αιωρούµενα στερεά. Η εφαρµογή γίνεται συνήθως µε κοκκώδη ενεργό άνθρακα που τοποθετείται σε στήλη. Μετά από ορισµένη φόρτιση ο ενεργός άνθρακας παθαίνει κορεσµό και χάνει την ικανότητα προσρόφησης. 6

Ενεργός άνθρακας Ο ενεργός άνθρακας παράγεται µε θερµική ενεργοποίηση (ή µε χηµική µέθοδο) από ξύλο ή άνθρακα, που θερµαίνεται σε αποστακτήρα µέχρι ερυθροπύρωση, χωρίς όµως αρκετό αέρα για να γίνει

7 Α ολύµανση Η απολύµανση των αποβλήτων γίνεται κυρίως µε χλώριο. Το µέτρο δεν εφαρµόζεται γενικά, παρά µόνο όπου κριθεί απαραίτητο, λόγω της φύσης των αποβλήτων (πχ νοσοκοµειακά) ή των τοπικών συνθηκών (πχ γειτνίαση εκβολής µε περιοχές κολύµβησης). Η απολύµανση γίνεται συνήθως µε χρήση υποχλωριώδους νατρίου (NaOCl µε 13-15% διαθέσιµο χλώριο) που οδηγείται στην απορροή µε δοσοµετρική αντλία. Η απολύµανση θεωρείται ικανοποιητική όταν µετά χρόνο παραµονής 20 λεπτών ανιχνεύεται υπολειµµατικό χλώριο τουλάχιστον 0,5mg/l. 7

συνθηκών (πχ γειτνίαση εκβολής µε περιοχές κολύµβησης).

8 Ενδεικτικές δόσεις χλωρίου για α ολύµανση λυµάτων Είδος αποβλήτων όση Cl 2 (mg/l) Ακατέργαστα λύµατα (µέχρι 100) Πρωτοβάθµια καθίζηση 5-20 Σηπτική δεξαµενή εξαµενή Imhoff 5-20 Χηµική καθίζηση 2-6 Χαλικοδιυλιστήριο 3-15 ραστική λάσπη 2-8 Α ολύµανση µε υ εριώδη ακτινοβολία Παραγωγή συγκεκριµένου µήκους κύµατος ακτινοβολία (254nm) η οποία διασπά τις βάσεις του γενετικού υλικού (DNA, RNA) των µικροοργανισµών. εν έχει υπολειµµατική δράση, δεν δηµιουργεί παραπροϊόντα, απαιτεί συντήρηση, έχει µεγαλύτερο κόστος εγκατάστασης και η δράση της εξαρτάται από αρκετούς παράγοντες. 8

Παραγωγή συγκεκριµένου µήκους κύµατος ακτινοβολία (254nm) η οποία διασπά τις βάσεις του γενετικού υλικού (DNA, RNA) των µικροοργανισµών.

9 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΛΑΣΠΗΣ Κατά την πρωτοβάθµια και δευτεροβάθµια καθίζηση παράγεται υδαρής λάσπη (sludge) µε οργανικά και άλλα συστατικά (πχ βαρέα µέταλλα), που έχει µεγάλο όγκο και παρουσιάζει δυσκολίες στο χειρισµό και τη διάθεση. Η λάσπη, προτού διατεθεί, πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία καθαρισµού, για την ελάττωση του όγκου µε αποµάκρυνση νερού (ελάττωση υγρασίας από 95% σε 70-60%) και για την αποικοδόµηση των οργανικών ουσιών µαζί µε την καταστροφή των παθογόνων παραγόντων. Μέθοδοι ε εξεργασίας λάσ ης Η επεξεργασία της λάσπης µετά τη συλλογή και προσωρινή αποθήκευση περιλαµβάνει: Α) Συγκέντρωση (συµπύκνωση) Β) Σταθεροποίηση µε βιολογική χώνευση Γ) Βελτίωση των ιδιοτήτων αφυδάτωσης ) Αφυδάτωση και ξήρανση ή εναλλακτικά σταθεροποίηση µε καύση ή υγρή οξείδωση προτού γίνει η τελική διάθεση της επεξεργασµένης λάσπης. 9

Η λάσπη, προτού διατεθεί, πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία καθαρισµού, για την ελάττωση του όγκου µε αποµάκρυνση νερού (ελάττωση υγρασίας από 95% σε 70-60%) και για την αποικοδόµηση των οργανικών

10 Με τη συγκέντρωση γίνεται πύκνωση της δραστικής λάσπης που είναι πολύ υδαρής. Η βιολογική χώνευση είναι κυρίως αναερόβια (σε κλειστές δεξαµενές µε ελεγχόµενες συνθήκες) ή αερόβια ή ακόµα και αναερόβια σε ανοιχτές δεξαµενές σταθεροποίησης. Η χωνευµένη λάσπη αφυδατώνεται εύκολα. Η βελτίωση της λάσπης αποβλέπει στην ευκολότερη αφυδάτωση και γίνεται µε χηµική επεξεργασία συνήθως. Η αφυδάτωση και ξήρανση γίνεται µε αµµοκλίνες ή µε φίλτρα κενού ή µε φιλτρόπρεσσες, φυγοκέντρηση και θερµική ξήρανση. Η σταθεροποίηση, χωρίς βιολογική αποικοδόµηση, µπορεί να γίνει εναλλακτικά µε καύση (ξηρή οξείδωση) ή µε υγρή οξείδωση, σε υψηλή θερµοκρασία ( C και πίεση (10-200atm). Ο τελικός αποδέκτης (ξηρά ή θάλασσα) είναι καθοριστικός του τρόπου επεξεργασίας που θα εφαρµοστεί. 10

Η χωνευµένη λάσπη αφυδατώνεται εύκολα. Η βελτίωση της λάσπης αποβλέπει στην ευκολότερη αφυδάτωση και γίνεται µε χηµική επεξεργασία συνήθως.

11 Μονάδες ε εξεργασίας λάσ ης Α. Συµπύκνωση λάσπης Είτε µε παράταση του χρόνου παραµονής στη δεξαµενή καθίζησης, είτε κατά προτίµηση, σε χωριστή εγκατάσταση µε χρήση κατάλληλων πυκνωτών. Β. Βιολογική σταθεροποίηση 1. Αναερόβια χώνευση Περνάει από δύο στάδια αποικοδόµησης, µε ι) παραγωγή οργανικών οξέων από οξεο-παράγωγα βακτήρια και ιι) παραγωγή µεθανίου- από µεθανοβακτήρια- και διοξειδίου του άνθρακα. Τελικά η σύνθεση του παραγόµενου αερίου είναι µεθάνιο: 65-69%, διοξείδιο του άνθρακα: 31-35% και ίχνη υδροθείου. Ο ρυθµός χώνευσης επηρεάζεται από τη θερµοκρασία της δεξαµενής χώνευσης και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης. 11

12 Β. Βιολογική σταθεροποίηση 2. Αερόβια σταθεροποίηση Η αερόβια σταθεροποίηση της λάσπης είναι παραπλήσια βιολογική επεξεργασία µε τον παρατεταµένο αερισµό (φάση ενδογενούς αναπνοής και αυτοοξείδωσης του κυτταρικού υλικού). Ο απαιτούµενος χρόνος συγκράτησης για 20 C είναι ηµέρες. 12

παραπλήσια βιολογική επεξεργασία µε τον παρατεταµένο αερισµό (φάση

13 Γ. ιάθεση λάσπης Η διάθεση της επεξεργασµένης λάσπης γίνεται είτε στο έδαφος µε υγειονοµική ταφή, διασπορά στους αγρούς, απόρριψη σε παλιά ορυχεία κλπ. είτε στη θάλασσα µε επιµήκη αγωγό ή µεταλλικές φορτηγίδες (ο τρόπος αυτός δεν ευνοείται) Οριακές τιµές συγκέντρωσης βαρέων µετάλλων για διάθεση λάσ ης σε καλλιεργήσιµα εδάφη Παράµετροι Συγκέντρωση στο έδαφος (mg/kg ξηράς ουσίας) Συγκέντρωση στη λάσπη (mg/kg ξηράς ουσίας) Κάδµιο ,15 Χαλκός Νικέλιο Μόλυβδος Ψευδάργυρο Υδράργυρος 1-1, ,1 Ποσότητα που εισάγεται ετησίας σε καλλιεργήσιµα εδάφη (kg/ha/έτος) 13

καλλιεργήσιµα εδάφη Παράµετροι Συγκέντρωση στο έδαφος (mg/kg ξηράς ουσίας) Συγκέντρωση στη λάσπη (mg/kg ξηράς ουσίας) Κάδµιο 1-3 20-40 0,15 Χαλκός 50-140 1000-1750

Σχετικά έγγραφα

Πρόλογος Το περιβάλλον Περιβάλλον και οικολογική ισορροπία Η ροή της ενέργειας στο περιβάλλον... 20

Πρόλογος Το περιβάλλον Περιβάλλον και οικολογική ισορροπία Η ροή της ενέργειας στο περιβάλλον... 20 Πίνακας περιεχομένων Πρόλογος... 7 1. Το περιβάλλον... 19 1.1 Περιβάλλον και οικολογική ισορροπία... 19 1.2 Η ροή της ενέργειας στο περιβάλλον... 20 2. Οι μικροοργανισμοί... 22 2.1 Γενικά... 22 2.2 Ταξινόμηση