ΙΗΜΕΡΙ Α «ιαχείριση Υγρών Αποβλήτων µε Αποκεντρωµένα Συστήµατα Επεξεργασίας» 14-15 Οκτωβρίου 2005, ΕΥΑ Καρδίτσας Θέµα Εισήγησης: ΜΕΛΕΤΗ, ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ, ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΠΟΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΜΕ ΦΥΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Η ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΤΟΥ ΟΑΝΑΚ Ν. ΚΕΦΑΛΑΚΗΣ, Χηµικός Οργανισµός Ανάπτυξης Ανατολικής Κρήτης, Ηράκλειο Τηλ: 2810 311316 1
1. Κανονιστικό πλαίσιο Η Οδηγία του Συµβουλίου της 21ης Μαΐου 1991 σχετικά µε την επεξεργασία των αστικών λυµάτων συνιστά ένα από τα βασικά τµήµατα της περιβαλλοντικής πολιτικής της Ευρωπαϊκής Ένωσης και κατ επέκταση της χώρας µας ως Κράτος Μέλος της. Μία από τις κύριες διατάξεις αυτού του κειµένου είναι η υποχρέωση των οικισµών να εγκαταστήσουν ένα σύστηµα συλλογής λυµάτων που πρέπει να συνδυάζεται µε ένα σύστηµα επεξεργασίας λυµάτων. Η τήρηση αυτών των υποχρεώσεων γίνεται σταδιακά. Σε ότι αφορά τη λήξη του 2005, η οδηγία υποχρεώνει τους οικισµούς των 2000 µέχρι 10000 ΙΚ που απορρίπτουν τα λύµατά τους σε ευαίσθητες ζώνες και µέχρι 15.000 ΙΚ γι αυτές που δεν απορρίπτουν τα λύµατά τους σε ευαίσθητες ζώνες, να εισάγουν ένα σύστηµα συλλογής και δευτερογενούς επεξεργασίας ή ένα προσαρµοσµένο σύστηµα συλλογής και επεξεργασίας. Η υποχρέωση εγκατάστασης συστήµατος επεξεργασίας λυµάτων δεν περιορίζεται στους οικισµούς που υπερβαίνουν τους 2000 ΙΚ. ιευκρινίζεται στην οδηγία ότι πρέπει επίσης, πριν από την 31 η εκεµβρίου 2005, να υποστούν κατάλληλη επεξεργασία και τα λύµατα των οικισµών που διαθέτουν αποχετευτικό σύστηµα. Όµως όταν η εγκατάσταση ενός συστήµατος συλλογής δεν δικαιολογείται είτε επειδή δεν παρουσιάζει ενδιαφέρον για το περιβάλλον είτε γιατί το κόστος είναι υπερβολικό, η οδηγία επιτρέπει την κατασκευή µεµονωµένων συστηµάτων επεξεργασίας ή άλλων κατάλληλων συστηµάτων που εξασφαλίζουν το ίδιο επίπεδο προστασίας του περιβάλλοντος. 2. Η δραστηριότητα του ΟΑΝΑΚ στην διαχείριση λυµάτων Ο Οργανισµός Ανάπτυξης Ανατολικής Κρήτης (ΟΑΝΑΚ) από το 1998 ανέπτυξε σηµαντική δραστηριότητα στην αντιµετώπιση του µείζονος προβλήµατος της επεξεργασίας και διάθεσης υγρών αποβλήτων µικρών οικισµών, κυρίως της ενδοχώρας του Νοµού Ηρακλείου, αλλά και οικισµών που λόγω γεωγραφικής θέσης δεν µπορούν να συνδεθούν σε µεγαλύτερες εγκαταστάσεις βιολογικών καθαρισµών. Ο σχεδιασµός γίνεται σε επίπεδο ηµοτικού ιαµερίσµατος µε την εκπόνηση αρχικά ενός ιαχειριστικού Σχεδίου (Masterplan) όπου γίνεται η επιλογή του τύπου, του µεγέθους καθώς και της αρχικής χωροθέτησης των επιµέρους συστηµάτων. Ακολουθεί ο σχεδιασµός, η µελέτη και η περιβαλλοντική αδειοδότηση για κάθε επιµέρους σύστηµα. Η µεθοδολογία που έχει επιλεγεί είναι αυτή της κατασκευής αποκεντρωµένων συστηµάτων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων µε φυσικά συστήµατα. Συγκρίνοντας τα µικρά αποκεντρωµένα συστήµατα µε το σύστηµα που χρησιµοποιεί Κεντρική Μονάδα επεξεργασίας λυµάτων διαπιστώνεται ότι αυτά: 2
έχουν φθηνότερο κόστος κατασκευής και λειτουργίας, επίσης ελάχιστο κόστος συντήρησης δεν απαιτούν συνήθως αντλιοστάσια τα δε δίκτυα προσαγωγής είναι πολύ µικρότερου µήκους δεν επιφέρουν µεγάλη συγκέντρωση λυµάτων ενώ περιορίζονται στο ελάχιστο τα οσµαέρια και οι διαβρώσεις είναι απλά στη λειτουργία και συντήρησή τους επιτρέπουν την αποκεντρωµένη διάθεση των επεξεργασµένων λυµάτων, η δε διασπορά αυτή σχετίζεται µε την οικιστική ανάπτυξη των αποµακρυσµένων οικιστικών περιοχών (άρδευση χώρων πρασίνου). Ήδη από το 1998 ο ΟΑΝΑΚ έχει (µέσω Προγραµµατικών Συµβάσεων µε ήµους του Νοµού Ηρακλείου) ολοκληρώσει 11 ιαχειριστικά Σχέδια, έχει ωριµάσει 25 Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων, ενώ βρίσκεται στη διαδικασία µελέτης και αδειοδότησης για άλλες 80 εγκαταστάσεις. Τέλος, ο ΟΑΝΑΚ έχει ολοκληρώσει 3 εγκαταστάσεις για οικισµούς δυναµικότητας περίπου 1500 κατοίκων η κάθε µία. Η πρώτη εξ αυτών (οικισµός Πόµπιας ήµου Μοιρών) λειτουργεί από το 1999, η δεύτερη στο ήµο Επισκοπής λειτουργεί από το 2004, ενώ η τρίτη (Ασήµι, ήµου Κόφινα) θα λειτουργήσει µέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους. Με την πολιτική αυτή ο Οργανισµός στοχεύει στην ορθολογικότερη και οικονοµικά συµφέρουσα αντιµετώπιση του προβλήµατος της επεξεργασίας και διάθεσης των υγρών αποβλήτων µικρών οικισµών συνεισφέροντας ουσιαστικά στην προστασία και αναβάθµιση του φυσικού περιβάλλοντος της ενδοχώρας. 3. Τι είναι τα φυσικά συστήµατα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων Φυσικά συστήµατα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων ονοµάζονται αυτά που η επεξεργασία του υγρού αποβλήτου διενεργείται µε φυσικά µέσα και διεργασίες δηλ. µε την αλληλεπίδραση του νερού, του εδάφους, της ατµόσφαιρας, των φυτικών και ζωικών οργανισµών σε αντίθεση µε τα µηχανικά ή συµβατικά συστήµατα επεξεργασίας όπου οι διεργασίες συντελούνται σε εν σειρά αντιδραστήρες µε επιταχυνόµενες ταχύτητες και τη χρήση µηχανηµάτων και χηµικών µέσων. Τα φυσικά συστήµατα κατατάσσονται σε δύο κατηγορίες : α) αυτά που βασίζονται στο έδαφος (βραδεία εφαρµογή, ταχεία διήθηση, επιφανειακή ροή, συνδυασµένοι τύποι) β) αυτά που βασίζονται στα υδροχαρή φυτά (τεχνητοί υγροβιότοποι, επιπλέοντα υδροχαρή φυτά). Ο ΟΑΝΑΚ µε βάση την εµπειρία του σε ότι αφορά την µελέτη, αδειοδότηση και λειτουργία τέτοιων φυσικών συστηµάτων επεξεργασίας διαπίστωσε ότι η µέθοδος της επεξεργασίας λυµάτων µε συνδυασµένο σύστηµα σηπτικής δεξαµενής, χαλικόφιλτρων/ αµµόφιλτρων και υδροχαρών φυτών αποτελεί αξιόπιστη λύση. 3
Τα λύµατα προεπεξεργάζονται σε σηπτική δεξαµενή τύπου Imhoff στην οποία καθιζάνουν τα στερεά και παγιδεύονται τα επιπλέοντα και τα λίπη των λυµάτων. Οι αποδόσεις επεξεργασίας στη σηπτική δεξαµενή συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα: ΑΠΟ ΟΣΗ ΣΗΠΤΙΚΗΣ ΕΞΑΜΕΝΗΣ 1 ΑΝΕΠΕΞ. ΛΥΜΑΤΑ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΕΞΟ ΟΣ Σηπτ..εξ Συγκεντρ. Συγκεντρ. 1 ft κάτω από την απορ. τάφρο συγκεντρ. ΙΑΘΕΣΗ ΣΤΟ Ε ΑΦΟΣ 3ft κάτω από την απορ. τάφρο συγκέντρ. ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΑΙΤ. ΟΞΥΓΟΝΟ (COD), mg/l 400-1000 120-700 <5mg/L <1mg/L ΒΙΟΧΗΜΙΚΑ ΑΠΑΙΤ. ΟΞΥΓ. (BOD5), mg/l 210-530 140-200 0 0 ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΤΕΡΕΑ (S.S.), mg/l 237-600 50-90 0 0 ΟΛΙΚΟ ΑΖΩΤΟ, mg/l 35-80 25-60 - - ΑΜΜΩΝΙΑΚΟ (NH4)+ mg/l 7-40 20-60 20 - ΝΙΤΡΙΚΑ (NO3)-, mg/l < 1 < 1 40 40 ΟΛΙΚΟΣ ΦΩΣΦΟΡΟΣ, mg P/lit 10-27 10-27 10 1 ΚΟΠΡΑΝΩ Η ΚΟΛΟΒΑΚΤΗΡΙ ΙΑ (FECAL COLI), απ./100 ml 10 6-10 10 10 3 10 6 0 10 2 0 Ιοί (Viruses), µονάδες PFU/mL άγνωστο 10 5 10 7 0 10 3 0 Μετά την πρωτοβάθµια επεξεργασία στη σηπτική δεξαµενή τα λύµατα οδηγούνται σε εγκατάσταση το είδος της οποία διακρίνει τα φυσικά συστήµατα σε : τεχνητούς υγροβιότοπους ελεύθερης επιφάνειας τεχνητούς υγροβιότοπους υποεπιφανειακής ροής. αµµόφιλτρα ή χαλικόφιλτρα Η λειτουργία των παραπάνω «φυσικών» συστηµάτων διακρίνεται : σε συνεχή ή διαλείπουσα (ασυνεχή) µε ή χωρίς ανακυκλοφορία των λυµάτων 1 Tchobanoglous, WASTEWATER EMGINEERING, Treatment, Disposal & Reuse, 199 σελ. 4
Τα φυσικά συστήµατα πρέπει να διαθέτουν στεγανό πυθµένα για να αποφεύγεται η πιθανότητα ρύπανσης των υπογείων υδάτων. Αυτό επιτυγχάνεται µε τοποθέτηση µεµβράνης ή µε εδαφικό υπόστρωµα περατότητας µικρότερης της 1,5 cm/h. Η επίτευξη αποδεκτής περατότητας του εδαφικού υποστρώµατος συντελείται µε κατάλληλη συµπίεση του υποστρώµατος. 4. Εφαρµογή ενός φυσικού συστήµατος επεξεργασίας υγρών αποβλήτων Ο ΟΑΝΑΚ, στα πλαίσια του ΠΕΠ Κρήτης 1994-1999, σχεδίασε και κατασκεύασε µία µονάδα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων µε φυσικά συστήµατα (σηπτική δεξαµενή - τεχνητός υγροβιότοπος) στον οικισµό της Πόµπιας του δήµου Μοιρών. Η µονάδα αυτή σχεδιάστηκε για τις ανάγκες 1500 κατοίκων και λειτουργεί από τον Οκτώβριο του 1999, περιλαµβάνει δε τα παρακάτω στάδια επεξεργασίας : α) Σηπτική δεξαµενή β) Τεχνητός υγροβιότοπος επιφανειακής ροής γ) Φρεάτιο συλλογής εκροής και ανακυκλοφορίας. Στην φωτ.1 φαίνεται συνοπτικά το διάγραµµα ροής της µονάδας. Στην σηπτική δεξαµενή (φωτ.2) συντελείται η πρωτοβάθµια επεξεργασία των λυµάτων. Κατασκευάζεται από οπλισµένο σκυρόδεµα και είναι στεγανή. Αποτελείται από τρεις θαλάµους. Τα λύµατα, αφού παραµείνουν κάποιο χρονικό διάστηµα στην δεξαµενή, διαχωρίζονται στα στερεά (λάσπες), στα επιπλέοντα υλικά (αφρός, λίπη) και στο υγρό µέρος. Σε κάθε θάλαµο τα στερεά καθιζάνουν στο κάτω µέρος ενώ τα λίπη και τα επιπλέοντα παγιδεύονται στην επιφάνεια. Μέσω ειδικών φίλτρων και αγωγών διανοµής τα µερικώς επεξεργασµένα πλέον λύµατα οδηγούνται στις λεκάνες του τεχνητού υγροβιότοπου για δευτεροβάθµια επεξεργασία. (φωτ.3) Οι λεκάνες αυτές κατασκευάστηκαν µετά από εκσκαφή ανάχωµα, συµπίεση του εδάφους και τοποθέτηση προστατευτικής µεµβράνης από ΡΕ (φωτ.4). Ακολουθούν τα απαραίτητα δίκτυα αγωγών διανοµής των λυµάτων και η πλήρωση των λεκανών µε αµµοχάλικο όπου γίνεται η φύτευση των φυτών. Αυτά που χρησιµοποιήθηκαν είναι καλάµια τύπου fragmites Australis που είναι ενδηµικά και ιδιαίτερα ανθεκτικά και αποδοτικά στην επεξεργασία λυµάτων. Ο ρόλος του υγροβιότοπου είναι καθοριστικός στην τελική επεξεργασία των ηµιεπεξεργασµένων λυµάτων. Κι αυτό γιατί πάνω στη φυτική γή αλλά και στις ρίζες των καλαµιών δηµιουργείται ένα φιλµ από ενεργούς µικροοργανισµούς το οποίο καταναλώνει το οργανικό φορτίο των λυµάτων. Το απαραίτητο οξυγόνο για την διεργασία αυτή µεταφέρεται από τα φυτά. Τα επεξεργασµένα πλέον λύµατα οδηγούνται στο φρεάτιο συλλογής της εκροής (φωτ.6) όπου µε την βοήθεια αντλίας στέλνονται στην πρώτη λεκάνη για ανακυκλοφορία και επανεπεξεργασία ώστε η τελική εκροή να έχει την µέγιστη δυνατή καθαρότητα, κάτι που επιβεβαιώνεται στα διαγράµµατα 7 και 8. 5
Η τελική εκροή συλλέγεται σε φρεάτιο όπου θα µπορεί να απολυµαίνεται (είτε µέσω υπεριώδους ακτινοβολίας ή συµβατικής χλωρίωσης) ώστε να αποδίδεται νερό ασφαλές για επαναχρησιµοποίηση και άρδευση γειτονικών καλλιεργειών. Συνοπτικά η λειτουργία της όλης εγκατάστασης κρίνεται απολύτως ικανοποιητική. Με δεδοµένα δε : Την σχεδόν µηδενική χρήση ηλεκτρικής ενέργειας Την παντελή αποφυγή χρήσης πρόσθετων χηµικών µέσων Την έλλειψη δυσοσµίας Την απουσία κουνουπιών Την αισθητική αναβάθµιση της περιοχής µε την δηµιουργία ενός τεχνητού βιότοπου Το ελάχιστο κόστος συντήρησης και λειτουργίας Την µη χρησιµοποίηση ειδικευµένου προσωπικού Την εξοικονόµηση νερού για άρδευση θεωρούµε ότι τα φυσικά συστήµατα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων εφόσον υπάρχουν οι κατάλληλες προϋποθέσεις-ανταποκρίνονται πλήρως στις ανάγκες µικρών δήµων και οικισµών. 5. Έξι µήνες λειτουργίας - Συµπεράσµατα Μετά από τους πρώτους έξι µήνες λειτουργίας της εγκατάστασης επεξεργασίας λυµάτων µε φυσικά συστήµατα στην Πόµπια παρατηρούµε τα παρακάτω : Α) Χηµικά αποτελέσµατα Τα ποιοτικά στοιχεία των αναλύσεων της τελικής εκροής αποδεικνύουν την µέχρι τώρα άριστη λειτουργία του συστήµατος. Η εκροή είναι διαυγής και άοσµη ενώ το χρώµα της είναι µια ελαφριά απόχρωση του κίτρινου. 6
ΕΙΣΡΟΗ Επιτρεπόµενα 4.10.99 4.10.99 όρια από νοµοθεσία BOD 5 210 25 3,2 (mg/l) COD 530 125 8 (mg/l) TSS 720 35 10 (mg/l ) ph 7,62 7,54 ΕΚΡΟΗ 8.12.99 27.12.99 9.3.2000 6 12,5 Μη µετρήσιµο 12 20 <15 2 <1 2 7,33 8,02 Β) Πανίδα Ο βιολογικός καθαρισµός έχει µετατραπεί σε ένα σηµαντικό υγροβιότοπο όπου παρατηρούνται πολλά είδη πουλιών και ζώων (χελώνες, βατράχια, αγριόπαπιες, άλλα πουλιά). Γ) Χλωρίδα Οι δύο λεκάνες έχουν καλυφθεί κατά 95% από καλάµια ύψους 2 µ. ενώ ο περιβάλλοντας χώρος έχει καλυφθεί από άγρια βλάστηση. ) Οσµή Από την όλη εγκατάσταση δεν αναδύεται καµία οσµή µε εξαίρεση ορισµένα σηµεία κοντά στο δίκτυο διασποράς της εκροής της σηπτικής δεξαµενής. Ε) Παρατηρήσεις κατά την λειτουργία Η λειτουργία της εγκατάστασης κρίνεται ικανοποιητική. Απαραίτητος θεωρείται όµως ο µηνιαίος καθαρισµός των φίλτρων που βρίσκονται µέσα στην σηπτική δεξαµενή όπως επίσης και του δικτύου διασποράς της εκροής της σηπτικής δεξαµενής. 7
6. Παράρτηµα Φωτογραφίες, Σχεδιαγράµµατα ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ BOD5, COD, TSS - ΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 1999 600 Συγκεντρώσεις σε mg/l 500 400 300 200 100 0 ΕΙΣΟ ΟΣ ΕΞΟ ΟΣ ΣΗΠΤΙΚΗΣ ΤΕΛΙΚΗ ΕΚΡΟΗ BOD5 COD TSS 8
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ BOD5, COD, TSS - ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2001 Συγκεντρώσεις σε mg/l 350 300 250 200 150 100 50 0 ΕΙΣΟ ΟΣ ΕΞΟ ΟΣ ΣΗΠΤΙΚΗΣ ΤΕΛΙΚΗ ΕΚΡΟΗ BOD5 COD TSS 9
10