Μέσα 19ου αιώνα συσχέτιση επιδηµιών µε νερό. Τέλη 19ου αιώνα διαπίστωση παθογόνων µικροοργανισµών στο νερό.

Transcript

1 ΑΝΑΓΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Μέσα 19ου αιώνα συσχέτιση επιδηµιών µε νερό. Τέλη 19ου αιώνα διαπίστωση παθογόνων µικροοργανισµών στο νερό. Αρχές 20ου αιώνα διαπίστωση της απολυµαντικής δράσης του Χλωρίου. Πρώτες εγκαταστάσεις χλωρίωσης

2 ΑΠΟ ΟΣΗ ΧΛΩΡΙΩΣΗΣ Ν=Ν Ο *e k(ct) C Υπολειµµατικό χλώριο t χρόνος επαφής

3 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΟΥ ΧΛΩΡΙΟΥ όση (Cο) Υπολειµµατικό (C) έσµευση (Co-C) έσµευση λόγω ένωσης χλωρίου µε οργανικά κολλοειδή

4 ΚΑΤΟΨΗ ΕΞΑΜΕΝΗΣ ΧΛΩΡΙΩΣΗΣ Χλωριωτής Cl Q b M. Cl Q L t o = V/Q= min H=1,5-2 m nl/b>40 n=5

5 ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗΣ ΧΛΩΡΙΩΣΗ (Cl) ΟΖΟΝΩΣΗ (O 3 ) ΥΠΕΡΙΩ ΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ (UV)

6 Επεξεργασία Καθαρού Υπόγειου Νερού Μονάδα Θειικού Οξέος Εισερχόµενο νερό Προσδιορισµός Ποιότητας εισερχόµενου νερού ιόρθωση ph Προς Κατανάλωση Αποθήκευση Απολύµανση

7 ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΘΟΛΟΤΗΤΑΣ ΣΤΗ ΟΣΗ όση Υπολειµµατικό έσµευση (Cl/O 3 ) η Σκέδαση (UV) όση Υπολειµµατικό

8 Προβλήµατα Άµεσης Απολύµανσης για υψηλές θολότητες Για την επίτευξη της απαιτούµενης δόσης C η προστιθέµενη δόση Co πρέπει να είναι πολύ υψηλή (αντιοικονοµικό). Η δεσµευόµενη ποσότητα ενώνεται µε οργανικά κολλοειδή και στην ειδικότερη περίπτωση του χλωρίου δηµιουργεί Οργανο-χλωριωµένες ενώσεις (THM) οι οποίες είναι ύποπτες για µακροχρόνιες επιβλαβείς επιπτώσεις. Επιβάλλεται κατά συνέπεια η µείωση της θολότητας πριν από την απολύµανση

9 ΣΤΕΡΕΑ ΣΤΟ ΝΕΡΟ Χαρακτηριστικό γνώρισµα του φυσικού νερού είναι η παρουσία στερεών που µπορούν να διακριθούν σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα µε το µέγεθός τους

10 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΤΕΡΕΩΝ Αιωρούµενα στερεά >1 µ. Κολλοειδή στερεά 1mµ - 1 µ. ιαλυµένα στερεά < 1mµ. Από τα αιωρούµενα στερεά καθιζήσιµα θεωρούνται τα στερεά που είναι µεγαλύτερα από 10 µ., και αποτελούν καλή εκτίµηση των στερεών που αποµακρύνονται κατά τη διαδικασία της καθίζησης. Η θολότητα κυρίως οφείλεται στα κολλοειδή

11 ΙΥΛΙΣΗ (Χωρίς κροκίδωση) Νερό Α1 Μεγάλα αιωρούµενα Μικρά αιωρούµενα και κολλοειδή ιαλυµένα Παθογόνα Παθογόνα Άµµος

12 ΙΥΛΙΣΗ (Με κροκίδωση) Νερό Α1 Μεγάλα αιωρούµενα Μικρά αιωρούµενα και κολλοειδή( συσσωµατωµένα) ιαλυµένα Παθογόνα Παθογόνα Άµµος Μείωση Θολότητας

13 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΚΡΟΚΙ ΩΣΗΣ Αρνητικό φορτίο κολλοειδών Φυσικό νερό Προσθήκη κροκιδωτικών( εξουδετέρωση φορτίου)-ανάδευση Μικροκροκίδες Ανάδευση-Προσθήκη πολυηλεκτρολύτη (δεσµοί µεταξύ µικροκροκίδων) Κροκίδες

14 ΚΡΟΚΙ ΩΣΗ Άλατα Σιδήρου η Αργιλίου Ταχεία Μίξη και Κροκίδωση Φυσικό νερό Φυσικό νερό µετά από κροκίδωση

15 Άλατα Σιδήρου η Αργιλίου (ανάλογα µε τη θολότητα, Τυπικά mg/l) ΤΑΧΕΙΑ ΜΙΞΗ Αναδευτήρας Η ταχεία µίξη έχει ως στόχο την οµοιόµορφη διασπορά του πυκνού διαλύµατος του κροκιδωτικού στη µάζα του προς επεξεργασία νερού. Πραγµατοποιείται σε µικρή δεξαµενή ή περισσότερες µικρές δεξαµενές σε σειρά µε ολικό όγκο που αντιστοιχεί σε χρόνο παραµονής to = sec-1.

16 ΤΑΧΕΙΑ ΜΙΞΗ Q Q Η ισχύς των αναδευτήρων υπολογίζεται µε στόχο την επίτευξη µέσης κλίσης ταχύτητας ( G) στο διάστηµα συνήθως G= sec-1, όπου η κλίση ταχύτητας δίνεται από τον τύπο: G = (P/µV) 1/2 όπου: Ρ = ταχύτητα παροχής ενέργειας (ισχύς) (W) V = όγκος του υγρού στη δεξαµενή κροκίδωσης (m 3 ) µ = απόλυτη συνεκτικότητα.(n sec/m 2 ) t=v/q=1-3 min

17 ΚΡΟΚΙ ΩΣΗ Η ισχύς των αναδευτήρων υπολογίζεται µε στόχο την επίτευξη µέσης κλίσης ταχύτητας ( G) στο διάστηµα συνήθως G=100/80/70/60 sec-1, όπου η κλίση ταχύτητας δίνεται από τον τύπο: G = (P/µV) 1/2 όπου: Ρ = ταχύτητα παροχής ενέργειας (ισχύς) (W) V = όγκος του υγρού στη δεξαµενή κροκίδωσης (m 3 ) µ = απόλυτη συνεκτικότητα.(n sec/m 2 ) t ολ= Vολ/Q=20 min

18 ΙΥΛΙΣΗ (Με κροκίδωση) Νερό Α1 Μεγάλα αιωρούµενα Μικρά αιωρούµενα και κολλοειδή( συσσωµατωµένα) ιαλυµένα Παθογόνα Παθογόνα Άµµος Μείωση Θολότητας

19 ΙΥΛΙΣΗ (αρχή κύκλου) Q DARCY H Q/A=v=K( H/L) L K=διαπερατότητα (µειώνεται µε την έµφραξη) Q

20 Q ΙΥΛΙΣΗ (τέλος κύκλου) H DARCY Q/A=v=K( H/L) L K=διαπερατότητα (µειώνεται µε την έµφραξη) Q

21 Q ΙΥΛΙΣΗ (αρχή κύκλου) H DARCY Q/A=v=(Καµµ+Κδικλ)( H/L) L Q Ρυθµιστική δικλείδα σχεδόν κλειστή

22 Q ΙΥΛΙΣΗ (τέλος κύκλου) H DARCY Q/A=v=(Kαµµ+Κδικλ)( H/L) L Q Ρυθµιστική δικλείδα ανοικτή

23 ΙΥΛΙΣΗ (έκπλυση) L Αέρας Ρυθµιστική δικλείδα ανοικτή

24 ΙΥΛΙΣΗ (φάση λειτουργίας) Υπερκείµενη διώρυγα τροφοδοσίας Φυσητήρας Αντλία

25 ΙΥΛΙΣΗ (έκπλυση) Υποκείµενη διώρυγα ακαθάρτων Φυσητήρας Αντλία

26 ΙΥΛΙΣΤΗΡΙΟ

27 Κλίνες ιύλισης

28 Επεξεργασία Νερού Α1 Μονάδα Θειικού Οξέος Εισερχόµενο νερό Προσδιορισµός Ποιότητας εισερχόµενου νερού ιόρθωση ph Επεξεργασία Ιλύος Μονάδα Πολυηλεκτρολύτη Απολύµανση ιύλιση Κροκίδωση- Ταχεία Μίξη Μονάδα Θειικού Αργιλίου Αποθήκευση Προς Κατανάλωση

29 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΝΕΡΟΥ Α2 ΗΕφαρµογή Κροκίδωσης- ιύλισης-απολύµανσης οδηγεί σε πολύ συχνή έµφραξη των ιυλιστηρίων Σκόπιµη η αποµάκρυνση µέρους της θολότητας µέσω Καθίζησης Συνιστώµενο σχήµα επεξεργασίας Κροκίδωση-Καθίζηση- ιύλιση-απολύµανση

30 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΝΕΡΟΥ Α2 Νερό Α2 Μεγάλα αιωρούµενα Μικρά αιωρούµενα και κολλοειδή( συσσωµατωµένα) ιαλυµένα Παθογόνα Καθίζηση Παθογόνα Ιλύς Μείωση Θολότητας Άµµος Μείωση Θολότητας

31 ΚΑΘΙΖΗΣΗ B=A+FD v s =σταθερή v s =ταχύτητα καθίζησης κροκίδας Α FD Β vs=f (d,ρs,µ,σχήµατος) q v s q v s v s =f (d,ρ s,µ,σχήµατος) q=q/a (επιφανειακή φόρτιση) Ιλύς Νερό µετά από καθίζηση Νερό µετά από κροκίδωση

32 ΚΡΟΚΙ ΩΣΗ-ΚΑΘΙΖΗΣΗ B=A+FD v s =σταθερή Πολυηλεκτρολύτης Ιλύς v s =ταχύτητα καθίζησης κροκίδας Α FD q q v s =f (d,ρ s,µ,σχήµατος) Β v s =f (d,ρ s,µ,σχήµατος) v s v s q=q/a (επιφανειακή φόρτιση) Νερό µετά από καθίζηση Κοκιδωτικά Φυσικό Νερό Στατικός αναµίκτης

33 Καθίζηση

34 Καθίζηση

35 ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΤΗΣ ΕΞΑΜΕΝΗΣΚΑΘΙΖΗΣΗΣ

36 Επεξεργασία Νερού Α2 Μονάδα Θειικού Οξέος Εισερχόµενο νερό Επεξεργασία Ιλύος Προσδιορισµός Ποιότητας εισερχόµενου νερού ιόρθωση ph Μονάδα Πολυηλεκτρολύτη ιύλιση Καθίζηση Κροκίδωση- Ταχεία Μίξη Μονάδα Θειικού Αργιλίου Απολύµανση Αποθήκευση Προς Κατανάλωση

37 ΠΑΧΥΝΤΗΣ Ιλύς από έκπλυση και καθίζηση Νερό µετά από πάχυνση Παχυµένη Ιλύς προς Αφυδάτωση

38 ΕΠΙΠΛΕΟΝΤΑ-ΣΤΡΑΓΓΙ ΙΑ Ιλύς από έκπλυση και καθίζηση Επανακυκλοφορία ιύλιση και µετά επανακυκλοφορία Νερό µετά από πάχυνση ιοχέτευση σε ΕΕΛ Στραγγίδια Αφυδατωµένη ιλύς Αφυδάτωση Παχυµένη Ιλύς προς Αφυδάτωση

39 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΛΥΟΣ (Πάχυνση-Αφυδάτωση)

40 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΛΥΟΣ (Πάχυνση-Αφυδάτωση)

41 ΑΦΥ ΑΤΩΣΗ (ΤΑΙΝΙΟΦΙΛΤΡΟΠΡΕΣΣΑ)

42 ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΑΦΥ ΑΤΩΜΕΝΗΣ ΙΛΥΟΣ

43 ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΙΑΛΥΜΕΝΩΝ ιαλυµένα Ιόντα (ΝΟ3) Αιωρούµενα Κολλοειδή Παθογόνα ιαλυµένα Μεγαλοµοριακά (Φυτοφάρµακα και οσµές) ιαλυµένα Ιόντα (ΝΟ3) ιαλυµένα Ιόντα (SO4, CL) ιαλυµένα Μέταλλα Τυπική Επεξεργασία Κροκίδωση Καθίζηση ιύλιση Απολύµανση ιαλυµένα Μεγαλοµοριακά (Φυτοφάρµακα και οσµές) ιαλυµένα Ιόντα (ΝΟ3) ιαλυµένα Ιόντα (SO4, CL) ιαλυµένα Μέταλλα Ενεργός Άνθρακας Ιονοανταλλαγή Αντίστροφη Όσµωση (Αφαλάτωση) ιαλυµένα Ιόντα (SO4, CL) ιαλυµένα Μέταλλα ιαλυµένα Μεγαλοµοριακά (Φυτοφάρµακα και οσµές) ιαλυµένα Ιόντα (SO4, CL) ιαλυµένα Μέταλλα Η 2 Ο

44 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ιαπίστωση Ποιότητας Νερού (αναλύσεις) Κατηγοριοποίηση (Α1,Α2,Α3) µε βάση τη Νοµοθεσία Προσδιορισµός Απαιτούµενου Συστήµατος Επεξεργασίας Προκαταρκτικός Σχεδιασµός και Οικονοµοτεχνική ιερεύνηση Εξέταση Εναλλακτικών Πηγών Υδροδότησης Προέγκριση Χωροθέτησης Προµελέτη Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων- Εγκριση (Οριστική Μελέτη) ιακήρυξη και Τεύχη ηµοπράτησης ιαγωνισµός για Ανάδειξη Μειοδότη -Επιλογή Αναδόχου Μελέτη Εφαρµογής (Μελετητής Αναδόχου)-Έγκριση Κατασκευή-Προσωρινή παραλαβή οκιµαστική Λειτουργία µε Ευθύνη Αναδόχου-Οριστική Παραλαβή

45 ΕΝΕΡΓΟΣ ΑΝΘΡΑΚΑΣ

46 ΣΧΕΤΙΚΑ ΚΟΣΤΗ 0,8/m3 Κόστος 0,08/m3 Τυπική Επεξεργασία Ενεργός Άνθρακας Αντίστροφη Όσµωση

47 Ποταµός Αλιάκµονας H 2 SO 4 Ασβέστης Θειικό αργίλιο εξαµενή Κροκίδωσης- Καθίζησης Πολυηλεκτρολύτης Α/Σ Σίνδου εξαµενή αποθήκευσης 2 Ρύθµιση ph Ταχεία µίξη ΑΜΜΟΣ Φίλτρα άµµου εξαµενή αποθήκευσης καθαρού νερού Οζόνωση Παχυντής βαρύτητας Νερό έκπλυσης Ασβέστης Cl 2 Ταινιοφιλτρόπρεσσα Αέρας έκπλυσης GAC Φίλτρα Ενεργού Άνθρακα εξαµενή αποθήκευσης 3 Θεσσαλονίκη

48 ΕΕΝ Θεσσαλονίκης

49 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ιαπίστωση Ποιότητας Νερού (αναλύσεις) Κατηγοριοποίηση (Α1,Α2,Α3) µε βάση τη Νοµοθεσία Προσδιορισµός Απαιτούµενου Συστήµατος Επεξεργασίας Προκαταρκτικός Σχεδιασµός και Οικονοµοτεχνική ιερεύνηση Εξέταση Εναλλακτικών Πηγών Υδροδότησης Προέγκριση Χωροθέτησης Προµελέτη Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων- Εγκριση (Οριστική Μελέτη) ιακήρυξη και Τεύχη ηµοπράτησης ιαγωνισµός για Ανάδειξη Μειοδότη -Επιλογή Αναδόχου Μελέτη Εφαρµογής (Μελετητής Αναδόχου)-Έγκριση Κατασκευή-Προσωρινή παραλαβή οκιµαστική Λειτουργία µε Ευθύνη Αναδόχου-Οριστική Παραλαβή

50 ΚΥΚΛΟΣ ΝΕΡΟΥ-ΛΥΜΑΤΩΝ Θάλασσα Υπόγεια Νερά ; Αποδέκτης ; Λίµνη Επιφανειακό Νερό ;; ; ΕΙ Απλή η Τυπική ΕΕΝ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΟΣΜΩΣΗ ΧΡΗΣΤΕΣ ; ΕΙ ΕΕΛ Τριτοβάθµια Επεξεργασία (Τυπική ΕΕΝ) ιάθεση η Επαναχρησιµοποίηση ΙΛΥΣ ΕΙ Επαναχρησιµοποίηση (Γεωργία)

51 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΧΡΗΣΕΩΝ Q= l/κατ/ηµ 5-10% 20-35% 40-45% 15-30% Κουζίνα Τουαλέτα Υγιεινή Πλυντήριο, καθαριότητα χώρων Πότισµα χώρων, κλπ Q λ =(0,80-0,85) Q

52 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΧΡΗΣΕΩΝ Q 1 = l/κατ/ηµ Q2= l/κατ/ηµ 5-10% 20-35% 40-45% 15-30% Κουζίνα Τουαλέτα Υγιεινή Πλυντήριο, καθαριότητα χώρων Πότισµα χώρων, κλπ Q λ =(0,80-0,85) Q

53 ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ Q 1 = l/κατ/ηµ Q2= l/κατ/ηµ 5-10% 20-35% 40-45% 15-30% Κουζίνα Τουαλέτα Υγιεινή Πλυντήριο, καθαριότητα χώρων Πότισµα χώρων, κλπ Q λ =(0,25-0,45) Q Όµβρια

54 ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Q 1 = l/κατ/ηµ 5-10% 20-35% 40-45% 15-30% Κουζίνα Τουαλέτα Υγιεινή Πλυντήριο, καθαριότητα χώρων Πότισµα χώρων, κλπ Q λ =(0,25-0,45) Q Απλή Επεξεργασία

55 ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Q= l/κατ/ηµ 5-10% 2-3% 40-45% 15-30% Κουζίνα Τουαλέτα Υγιεινή Πλυντήριο, καθαριότητα χώρων Πότισµα χώρων, κλπ Αποκοµιδή Ξηρού Τύπου Επεξεργασία Λίπασµα Όµβρια Απλή Επεξεργασία

56 ΑΣΚΗΣΗ 3 Από παρατηρήσεις συγκεκριµένου φυσικού νερού έχουν προκύψει οι ακόλουθες συσχετίσεις: Θολότητα (NTU) Αιωρούµενα στερεά SS (mg/l) Απαιτούµενο θειικό αργίλιο, (mg/l)

57 ΑΣΚΗΣΗ 3 Κατά την επεξεργασία µέσω διυλιστηρίου κατακρατούνται τα κροκιδωµένα στερεά τα οποία εκτός από τα αιωρούµενα στερεά του φυσικού νερού περιέχουν και θειικό αργίλιο που ως στερεό αντιπροσωπεύει το 25% της δόσης. Εάν ως κριτήριο αποδεκτού τρόπου λειτουργίας του διυλιστηρίου θεωρηθεί η απαίτηση να µην σπαταλάται για σκοπούς έκπλυσης περισσότερο από 3% του δυιλισµένου νερού να βρεθεί η µέγιστη θολότητα του φυσικού νερού πέραν της οποίας απαιτείται και καθίζηση πριν από τη διύλιση. Θα ληφθεί υπόψιν ότι: Η φόρτιση λειτουργίας του διυλιστηρίου είναι 10 m3/m2/ώρα. Η µέγιστη δυνατότητα κατακράτησης στερεών στο φίλτρο µεταξύ διαδοχικών εκπλύσεων είναι 4 kg/m2 φίλτρου. Σε κάθε έκπλυση διοχετεύεται νερό 60 m3/m2/ώρα για 3 λεπτά και στη συνέχεια 12 m3/m2/ώρα για 15 λεπτά..