ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΚΑΤA ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΤΙΚΩΝ ΛΥΜΑΤΩΝ ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Κώστας Παπαθανασίου, Χημικός Μηχανικός ΔΕΥΑ Καρδίτσας, 3 ο χλμ.kαρδίτσας-tρικάλων, Τ.Κ.43100 Τηλ.0441 71715, FAX 0441 71714 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Σύντομη περιγραφή εγκατάστασης Η εγκατάσταση Βιολογικού Καθαρισμού (Β/Κ) Καρδίτσας λειτουργεί από το 1989, σχεδιασμένη για εξυπηρέτηση 36000 κατοίκων και για μέγιστη ωριαία παροχή 740 m 3, προσδοκάται όμως ότι στο εγγύς μέλλον θα επεκταθεί προκειμένου να εξυπηρετεί έως 45000 κατ. και να έχει δυνατότητα αντιμετώπισης αιχμής μέχρι 3000 m 3 /h, δεδομένου ότι από έτους 1995 διαπιστώθηκαν ωριαίες υδραυλικές φορτίσεις έως 2500 m 3 λόγω ολοκληρώσεως και επεκτάσεως του δικτύου αποχέτευσης και αντίστοιχης αύξησης των υπογείων εισροών σε αυτό. Το σύστημα επεξεργασίας των λυμάτων περιλαμβάνει μηχανική προεπεξεργασία, βιολογική επεξεργασία με σύστημα ενεργού ιλύος-παρατεταμένου αερισμού και απολύμανση με υποχλωριώδες Νάτριο. Η εγκατάσταση καλύπτει ~37 στρεμ. (βλ.σχ.1) 1.2. Σκοπιμότητα λειτουργίας Ο διττός σκοπός μιας μονάδας Β/Κ είναι αφ ενός μεν η προστασία της Δημόσιας Υγείας αφ ετέρου δε η μείωση των παντοειδών ανθρωπογενών πιέσεων που υφίστανται οι υδάτινοι αποδέκτες, τούτο δε επιτυγχάνεται με απομάκρυνση και ασφαλή διάθεση των αδιάλυτων στερεών που περιέχουν τα υγρά απόβλητα, μετατροπή των διαλυμένων ρύπων σε βιοστερεά (:λυματολάσπη) χρήσιμα για τη γεωργία και απόδοση στο υδάτινο περιβάλλον ανεκτής και αξιοποιήσιμης τελικής εκροής. Ιδανικός στόχος είναι η επίτευξη του μέγιστου περιβαλλοντικού οφέλους με το ελάχιστο κόστος και ο βαθμός προσέγγισης τούτου εξαρτάται πρωτίστως από την ετοιμότητα και τη δυνατότητα αντιμετώπισης των αναπόφευκτων προβλημάτων που θα προκύψουν κατά τη λειτουργία της μονάδας Β/Κ. 2. ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 2.1. Συντήρηση υλικοτεχνικής υποδομής Η ποιοτική συντήρηση του εξοπλισμού της μονάδας έγκειται στην πλέον ασφαλή, ταχεία και οικονομική αποκατάσταση κάθε ενδεχόμενης βλάβης. Οι τρεις παραπάνω όροι πληρούνται εάν και εφ όσον τηρούνται τα εξής: i) Υφίσταται και ακολουθείται κατά γράμμα ο κανονισμός ασφάλειας και υγιεινής κατά την εργασία σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας υγρών 1
αποβλήτων (βλ. σχετικό σχέδιο κανονισμού στο «Ενημερωτικό Δελτίο» ΤΕΕ-τεύχος 1726, Δευτέρα 7 Σεπ. 92) ii) Γίνεται επιλογή και χρήση του πλέον αξιόπιστου εξοπλισμού και υπάρχει τεχνογνωσία για τα χρησιμοποιούμενα μηχανήματα iii) Υπάρχουν τα τεχνικά εγχειρίδια επισκευής και συντήρησης όλου του Η-Μ εξοπλισμού καθώς και τα σχέδια κατασκευής και εγκατάστασής του, αρχειοθετημένα και διαθέσιμα σε όλο το προσωπικό iv) Υπάρχουν τα απαραίτητα εργαλεία και ανταλλακτικά αποθηκευμένα σε κατάλληλους χώρους λαμβάνοντας υπόψη το βαθμό σπουδαιότητας κάθε ανταλλακτικού, το κόστος αυτού και τον απαιτούμενο χρόνο παράδοσής του σε περίπτωση βλάβης v) Γίνεται τακτική επιθεώρηση του Η-Μ εξοπλισμού και καταγράφονται οι ώρες λειτουργίας των μηχανημάτων βάσει σχετικών ενδείξεων μετρητών vi) Διενεργείται προληπτική συντήρηση (λίπανση, αναπλήρωση αναλωσίμων, αντικατάσταση φθαρμένων εξαρτημάτων κλπ) βάσει χρόνου λειτουργίας μηχανημάτων, τηρείται ημερολόγιο επεμβάσεων και αξιολογείται η αποτελεσματικότητα των επισκευών. vii) Διατηρείται υψηλής ποιότητας ανθρώπινο δυναμικό με συνεχιζόμενη κατάρτιση και ει δυνατόν- βελτίωση των τεχνικών ικανοτήτων του απασχολούμενου προσωπικού. 2.2. Αντιμετώπιση δυσλειτουργιών στη βιολογική διεργασία Η καλή λειτουργία και ο βαθμός απόδοσης ενός Β/Κ, εναπόκειται αποκλειστικά και μόνον στον έλεγχο και ρύθμιση των παραμέτρων διεργασίας (ή των «συνθηκών διαβίωσης») που διασφαλίζουν έναν ικανό και αναγκαίο πληθυσμό μικροοργανισμών μέσα στο βιολογικό αντιδραστήρα. Τούτο προϋποθέτει τα ακόλουθα: 2.2.1. Επιτήρηση παραμέτρων λειτουργίας Για την παρακολούθηση των «συνθηκών διαβίωσης μικρο-οργανισμών» απαιτούνται: i) Ελεγχος ενεργειακής κατανάλωσης και ισοζυγίου μάζας εγκατάστασης (συνήθως πρέπει να καταναλώνεται 1 KWh ανά Kg απομακρυνόμενου BOD5 και για κάθε Kg εισερχόμενου BOD5 να απάγονται ~3/4 Kg SS λάσπης) ii) Εγκατάσταση καταγραφικών οργάνων συνεχούς ενδείξεως (ή επιγραμμής ) για τις βασικότερες λειτουργικές παραμέτρους (π.χ. παροχή, ORP, D.O.,T.O.C, SS) iii) εργαστηριακός εξοπλισμός και έμπειρο προσωπικό για ανάλυση δεδομένων λειτουργίας ή παραμέτρων ελέγχου όπως παροχή, θερμοκρασία, Δυναμικό Οξειδοαναγωγής (ORP), Διαλυμένο Οξυγόνο (D.O.), συγκέντρωση υδρογονοκατιόντων (ph) σχέση BOD/N/P, Λόγος 2
F/M, Αιωρούμενα Στερεά Μικτού Υγρού (ΜLSS), Δείκτης Ογκου Λάσπης (SVI), ηλικία λάσπης (θc), ρυθμός ανακυκλοφορίας (R%) και iv) Ταυτοποίηση του είδους των επικρατούντων μικροοργανισμών μέσω μικροσκοπίου (βλ.σχ.2) Επίσης μπορεί να απαιτείται δοκιμή τοξικότητας (προκειμένου για εκροές προς ευαίσθητους αποδέκτες), έλεγχος παρεμποδιστών νιτροποίησης (ειδικά εάν στα αστικά λύματα εμπεριέχονται βεβαρημένα υγρά απόβλητα) και διερεύνηση κροκυδωσιμότητας (ή Jar test, εάν στη μονάδα Β/Κ περιλαμβάνεται και διεργασία κροκυδώσεως) Είναι λοιπόν προφανές ότι ένας βιολογικός αντιδραστήρας συνιστά ένα πολυπαραμετρικό (άρα χαοτικό) σύστημα και ως εκ τούτου ο εντοπισμός κρισίμου παράγοντα τυχόν δυσλειτουργίας του μέσω εξονυχιστικών παραμετρικών αναλύσεων, απαιτεί άνεση χρόνου και εξειδίκευση που σπανίως υφίστανται. Συνεπώς, παράλληλα με τη χρονοβόρο αναλυτική διαδικασία ελέγχου, θα πρέπει να διενεργούνται και οι ταχύτεροι εμπειρικοί ή ημιεμπειρικοί έλεγχοι που ακολουθούν, 2.2.2. Ελεγχος καθιζησιμότητας Δείγματα μικτού υγρού φέρονται σε κώνους Imhoff ή ογκομετρικούς κυλίνδρους 1000 ml και αφήνονται σε ηρεμία για 30 min. Αναλόγως του αποτελέσματος καθίζησης εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα (βλ.σχ.3). Στην πράξη, ως ο απαιτούμενος ρυθμός ανακυκλοφορίας (R) μπορεί να ληφθεί κατά προσέγγιση ο λόγος του όγκου ιζήματος στον κώνο Imhoff προς τον αντίστοιχο υπερκείμενο όγκο, ο δε δείκτης όγκου λάσπης να ρυθμιστεί εξ αυτού βάσει της σχέσης R(1+R) = MLSS. (SVI)/1000. Σημειωτέον ότι συνήθως- για SVI<150 έχουμε καλή καθιζησιμότητα και κατ αυτόν τον τρόπο δεν εκφεύγει προς τον αποδέκτη μεγάλη μάζα μικροοργανισμών οι οποίοι ως καταναλωτές οξυγόνου δρουν ανταγωνιστικά προς τους λοιπούς υδρόβιους οργανισμούς. 2.2.3. Μακροσκοπικός έλεγχος Εγκατάστασης Η εμπειροτεχνική αυτή μέθοδος συνίσταται σε αξιολόγηση των οσμών της μονάδας και σε απλή παρατήρηση των Δεξαμενών Αερισμού και Τελικής Καθίζησης, βάσει των οποίων συνάγονται τα συμπεράσματα του πίνακα 1. 2.3 Αντιμετώπιση οχλήσεων από οσμές Το πρόβλημα δυσοσμιών από μονάδες Β/Κ και οι εξ αυτών επιπτώσεις στους περίοικους ή τους εργαζόμενους των μονάδων αυτών συνιστά πεδίο συνάντησης πολλών επιστημονικών κλάδων και είναι δυσεπίλυτο από τεχνικοοικονομικής απόψεως. Γενικά απαιτούνται: i) Καθιέρωση προτύπων ποιότητας για τις εκπομπές οσμαερίων από Β/Κ (βλ. ομάδα εργασίας CEN/TC 264/WG2 odours ) 3
ii) iii) Εκπόνηση μοντέλου διασποράς που να περιγράφει το είδος και την ένταση των αερίων αποβλήτων με δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκες (π.χ.θερινές νυκτερινές ώρες) Εφαρμογή διαθέσιμης τεχνολογίας που να μη συνεπάγεται υπερβολικό κόστος [βλ. άρθρα 9-εδ.4δ), 10-εδ.3δ) και 17-εδ.3 ΚΥΑ 69269/5387/25 Οκτ. 90 (ΦΕΚ 678β ) 3. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ i) Η καλή λειτουργία μονάδων Β/Κ βασίζεται στην αξιοπιστία του ανθρώπινου δυναμικού και της εν γένει υλικοτεχνικής υποδομής τους ii) Οι βιοχημικές διεργασίες που τελούνται σε ένα Β/Κ συνιστούν πολυεπιστημονικό πεδίο και συνεπώς απαιτείται συνεργασία με ΑΕΙ που εκπονούν αντίστοιχες έρευνες προς συναγωγή πολύτιμων σχετικών συμπερασμάτων iii) Είναι άκρως απαραίτητη η διάχυση εμπειρίας μεταξύ λειτουργών Β/Κ καθότι τα προκύπτοντα προβλήματα είναι κοινά και χρήζουν κοινής αντιμετώπισης iv) Απαιτείται ένας εξωτερικός και καλοπροαίρετος έλεγχος λειτουργίας μονάδων Β/Κ, προκειμένου να γίνεται όσο το δυνατόν αντικειμενικότερα η διακριτική καταγραφή των σχετικών προβλημάτων λειτουργίας v) Οι μονάδες Β/Κ δεν επιτυγχάνουν ολική απορρύπανση: συγκαταλέγονται στα μέτρα αντιρρύπανσης που διέπονται από την αρχή της Βέλτιστης Διαθέσιμης Οικονομικής Τεχνολογίας ή υπηρετούν τη λεγόμενη βιώσιμη Ανάπτυξη και τούτο σημαίνει ότι συντελούν στην έστω και βραδεία- εξάπλωση του ανθρωπογενούς περιβάλλοντος εις βάρος του Φυσικού. Συνεπώς ένα γενικότερο ερώτημα είναι κατά πόσον πρέπει ή γίνεται να εφαρμοστεί μία περισσότερο «φυσιοστρεφής» περιβαλλοντική πολιτική 4. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΤΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ «ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ», Ε.Ε.Τ.Α.Α. Αθήνα, Ιούνιος 1998 Regional training course for trainers of Municipal Wastewater treatment plant managers (WHO/UNEP joint project, MED Pol phase III), office international del eau, Sophia Antipolis (France), 21-24 Apr 1999 PETRA II, λειτουργία και συντήρηση μικρών μονάδων επεξεργασίας λυμάτων, Γιώργος Διαλυνάς- Χημικός Μηχανικός, 1994 ΕΛΕΓΧΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ ΜΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ, Τομέας ΥΠΥΘΕ- Ε.Μ.Π.-Ελληνική Επιτροπή JAWQ 14-17 Φεβρουαρίου 1994 Process control manual for aerobic biological waste water treatment facilities, E.P.A., USA 1977 Οδηγός λειτουργίας μονάδων επεξεργασίας λυμάτων Στ.Τραγανίτης Χημ.Μηχ/κός, Ι.Σκουμπούρης Χημ.Μηχ/κός ΕΕΤΑΑ Δεκ. 95 4
5
6
7