http://i4-services.com/ «Sustainable Bioremediation of Olive Mill Wastewater in Cyprus» (ΑΕΙΦΟΡΙΑ/ΓΕΩΡΓΟ/0609(ΒΙΕ)/11) «Αειφόρος Βιολογική Αποκατάσταση / Επεξεργασία Λυµάτων από Ελαιοτριβεία» Συνεργαζόµενοι Φορείς: Σηµαντικότητα του Έργου Ενίσχυση και εµπλουτισµός των υφιστάµενων γνώσεων όσον αφορά τη διαχείριση υγρών αποβλήτων στη βιοµηχανία των ελαιοτριβείων Μια διεπιστηµονική προσέγγιση εφαρµόζεται για πρώτη φορά στο πρόβληµα της διάθεσης των υγρών αποβλήτων από ελαιοτριβεία. Το Έργο Χρηµατοδοτείται: ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟ ΓΙΑΓΚΟY ΠΕΡΙΣΤΕΡΩΝΑ ΛΤ Το Έργο ΑΕΙΦΟΡΙΑ/ΓΕΩΡΓΟ/0609(ΒΙΕ)/11 συγχρηµατοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Ταµείο Περιφερειακής Ανάπτυξης και την Κυπριακή ηµοκρατία µέσω του Ιδρύµατος Προώθησης Έρευνας ΕΣΜΗ 2009-2010.
1 *OMWW - ΥΑΕ Αναφέρεται στα αρχικά Olive Mill Waste Water ή Υγρά Απόβλητα Ελαιοτριβείων τα οποία προέρχονται από το υδάτινο κλάσµα του χυµού του ελαιοκάρπου και τα νερά που προστίθενται κατά τις φάσεις της πλύσης, µάλαξης και διαχωρισµού του ελαιολάδου. Έχουν σκούρο καφέχρώµα έως µαύρο, χαρακτηριστική έντονη οσµή και περιέχουν µεγάλες ποσότητες αιωρούµενων σωµατιδίων και είναι πλούσια σε οργανικές ουσίες. Υγρά Απόβλητα Ελαιοτριβείων (YAE) Αποτελούν ένα σηµαντικό παράγοντα ρύπανσης στις ελαιοκοµικές περιοχές αλλά και ένα σηµαντικό πρόβληµα προς επίλυση για τη γεωργική βιοµηχανία Η µεγάλη παραγωγή αποβλήτων µέσα σε σχετικά µικρό διάστηµα, τα φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά και το ιδιαίτερα υψηλό οργανικό φορτίο αυτών, αποτελούν τους κυριότερους λόγους ανησυχίας στη διαχείριση υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων. Εκτός από το ελαιόλαδο παράγονται και δύο υποπροϊόντα: α) τα στερεά απόβλητα (ελαιοπυρήνας) και β) τα υγρά απόβλητα (τζίζουρος ή κατσίγαρος όπως λέγονται στην Κρήτη).
2 Κυπριακή Πραγµατικότητα Στην Κύπρο, σύµφωνα µε κυβερνητικές πηγές, είναι καταγεγραµµένα 35 ελαιοτριβεία τα οποία παράγουν περίπου 7,500 τόνους λαδιού το χρόνο. εδοµένου ότι χρειάζεται τετραπλάσια ποσότητα νερού στην παραγωγή λαδιού, 26,000 τόνοι ΥΑΕ παράγονται κάθε χρόνο. Επιλεγµένα Ελαιοτριβεία Πάραυτα, σύµφωνα µε έρευνα που έγινε στα πλαίσια του συγκεκριµένου προγράµµατος (2010-2012), 26 ελαιοτριβεία λειτουργούν στο νησί, όπου 60,000 τόνοι από ΥΑΕ παράγονται το χρόνο. Ο µικρότερος αριθµός ελαιοτριβείων οφείλεται στο γεγονός ότι κάποια ελαιοτριβεία έχουν κλείσει ενώ άλλα έχουν συγχωνευτεί. Από τα 26 επιλέχθηκαν 8 ελαιοτριβεία για να γίνει ο χαρακτηρισµός των ΥΑΕ στην Κύπρο. Η επιλογή αυτή δεν ήταν τυχαία άλλα µε το σκεπτικό να αντιπροσωπεύεται όλο τα φάσµα των παραµέτρων που µπορούν να επηρεάσουν τα χαρακτηριστικά των ΥΑΕ. Για παράδειγµα, ο τύπος του κάθε ελαιοτριβείου, η γεωλογία, οι ποικιλίες των ελιών, και οι κλιµατολογικές συνθήκες της γύρω περιοχής όπως η θερµοκρασία, η βροχόπτωση και η υγρασία. Επίσης οι δειγµατοληψίες έγιναν σε 4 διαφορετικές χρονικές στιγµές κατά την περίοδο λειτουργίας των ελαιοτριβείων (2011-2012).
3 Ποικιλίες Ελιάς 2 ποικιλίες ελιάς χρησιµοποιούνται κυρίως στην παραγωγή ελαιολάδου στην Κύπρο. Συγκεκριµένα, η Κορωνέϊκηκαι η Κυπριακή µε ποσοστά 49% και 37% αντίστοιχα. Παράλληλα χρησιµοποιούνται και κάποιες άλλες ποικιλίες, όπως η Manzalino, Moraiolo και η Picual σε πιο µικρά ποσοστά. Τύποι Λειτουργίας Ελαιοτριβείου Στα ελαιοτριβεία, η εξαγωγή ελαιολάδου από την ελαιοζύµη µπορεί να γίνει µε πίεση (παραδοσιακό ή κλασσικό σύστηµα) και µε φυγοκέντρηση (συνεχές σύστηµα) τριών (3 Φ) και δύο φάσεων (2 Φ) ανάλογα µε τα παραπροϊόντα που παράγονται από την επεξεργασία. Σε κυπριακό επίπεδο, οι 20 από τους 26 ελαιόµυλους χρησιµοποιούν φυγοκέντρηση 3 φάσεων και µόνο 3 χρησιµοποιούν φυγοκέντρηση 2 φάσεων. Οι υπόλοιποι διαθέτουν και από τις 2 µεθόδους. Σηµερινή Πρακτική ιάθεσης των ΥΑΕ 2 Φ 3Φ Ελαιόλαδο Ελαιοπυρήνα στον οποίο ενσωµατώνονται τα ΥΑΕ Ελαιόλαδο Ελαιοπυρήνας ΥΑΕ Οι Τεχνητές Λίµνες Εξάτµισης αποτελούν το πιο κοινό τρόπο απόθεσης των ΥΑΕ στην Κύπρο µε ποσοστό περίπου 50%. Το χαρακτηριστικά των λιµνών εξάτµισης είναι βάθος 2 µέτρα, πλάτος 22 µέτρα και µήκος 27 µέτρα (µέση τιµή).
4 Ακολουθία Κερύνειας Οφιόλιθος Τροόδους Σύμπλεγμα Μαμωνιών Ιζηματογενή Ακολουθία Τροόδους Ακολουθία Αρακαπά Ενεργειακές Απαιτήσεις Οι συνολικές ενεργειακές απαιτήσεις µεταξύ 2005 2007 ήταν σχετικά σταθερές περίπου 1,510,000 kwh/ χρόνο. Παρόλο που το 2009 είχε επέλθει µια σηµαντική µείωση στα 1,035,000 kwh, το 2010 είχε ξεπεράσει τα 1,997,000 kwh. Γεωλογικά Χαρακτηριστικά Ελαιόµυλων Ο εδαφολογικός χάρτης της Κύπρου χαρακτηρίζεται κυρίως από 5 ζώνες γεωλογικών σχηµατισµών. Το 61% των ελαιοτριβείων ανήκουν γεωλογικά στην Ιζηµατογενη ακολουθία Τροόδους ενώ το 31% στον ΟφιόλιθοΤροόδους. Ένα µικρό ποσοστό αυτών ανήκει στην Ακολουθεία Αρακαπάκαι στο Σύµπλεγµα Μαµωνιώνµε 5% και 3% αντίστοιχα. Στερεά Απόβλητα Η µέση ποσότητα των στερεών αποβλήτων κυµαίνεται µεταξύ των 600 και 800 τόνων τον χρόνο. Το κόστος απόθεσης των στερεών αποβλήτων κυµαίνεται από τα 3,500 µέχρι τα 4,500 ευρώ το χρόνο. Χαρακτηριστικά Ελαιοτριβείων Υγρά Απόβλητα Η µέση ποσότητα των υγρών αποβλήτων κυµαίνεται µεταξύ των 6,000 και 8,000 κυβικά µέτρα τον χρόνο. Το κόστος απόθεσης των ΥΑΕ κυµαίνεται από τις 4,000 µέχρι τις 5,000 ευρώ το χρόνο. Φυτοτοξικότητα Υγρών αποβλήτων Ελαιοτριβείων Άρδευση με ΥΑΕ Από τα 25 ελαιοτριβεία µόνο τα 10χρησιµοποιούν ΥΑΕ για αρδευτικούς σκοπούς. Το 40% χρησιµοποιείται για άρδευση ελαιώνων, το 30% για δηµητριακά, ενώ το υπόλοιπο 30% για εσπεριδοειδή και αµπέλια. Τα ΥΑΕ παρουσιάζουν φυτοτοξικές ιδιότητες οι οποίες οφείλονται κυρίως στις φαινολικές ενώσεις. Έτσι κατά την απευθείας διάθεση των υγρών αποβλήτων των ελαιοτριβείων σε καλλιεργήσιµες εκτάσεις, τότε επηρεάζεται αρνητικά η φυσιολογία των φυτών, ιδιαίτερα κατά το βλαστικό στάδιο µε αποτέλεσµα να εµποδίζεται η ανάπτυξη αυτών. Οι εργαστηριακές αναλύσεις για την φυτοτοξικότητα έγιναν στο εργαστήριο του Καθηγητή Ralph Mitchell Laboratory of Applied Microbiology στο Harvard School of Engineering and Applied Sciences.
5 Κυπριακή Νοµοθεσία Σύµφωναµε τον Νόµο περίελέγχου τηςρύπανσηςτων Νερών του 2002καιτις τροποποιήσεις του χορηγούνται Άδειες Απόρριψης Αποβλήτων σε ελαιοτριβεία, στις οποίες καθορίζεται ο τρόπος διαχείρισης των αποβλήτων τους, µε στόχο την προστασία των Νερών (υπογείων και επιφανειακών) και του εδάφους από τη ρύπανση. Επίσης µε το ιάταγµα του 2005 για Ελαιοτριβεία (Κ..Π. 270/2005), δίνονται Γενικοί Όροι Απόρριψης Αποβλήτων από Ελαιοτριβεία, βάση του οποίου ενσωµατώνονται βελτιωµένοι και πιο λεπτοµερείς όροι απόρριψης αποβλήτων στις Άδειες Απόρριψης Αποβλήτων. Τυχόν παραβίαση οποιουδήποτε όρου απόρριψης που διαπιστώνεται από Επιθεωρητές του Τµήµατος Περιβάλλοντος, θεωρείται µε βάση τη σχετική Νοµοθεσία ως αδίκηµα, για το οποίο ανάλογα µε τη σοβαρότητά του επιβάλλονται αυστηρές ποινές (εξώδικα πρόστιµα µέχρι 340 ευρώ, λήψη δικαστικών µέτρων µε επιβολές προστίµων µέχρι 50.000 ευρώ ή/και φυλάκιση µέχρι 3 χρόνια). Αναγκαιότητα του Έργου Εργαστηριακές Αναλύσεις Οι παράµετροι που ελέχθησαν κατά το πέρας του ερευνητικού έργου είτε για τον χαρακτηρισµό των ΥΑΕ είτε κατά την περίοδο εξέτασης των πειραµατικών διατάξεων είναι οι εξής: COD & BOD ph TN & TP Total Phenolic Content Colour TS & TSS Phytotoxicity Microbial Community SVI DO
Εικόνα 1 Πιλοτική Πειραµατική ιάταξη Π.Α. *COD:το χηµικά απαιτούµενο οξυγόνο (Chemical Oxygen Demand) είναι η ποσότητα του οξυγόνου που απαιτείται για τη χηµική οξείδωση της οργανικής ύλης. Εικόνα 2 Βελτιστοποίηση της ιάταξης WTRs OMWW 6 Πειραµατική Μέθοδος Επεξεργασίας ΥΑΕ Η µέθοδος επεξεργασίας µε παρατεταµένο αερισµό (Extended Aeration) (Εικόνα 1) καθώς και µε την προσθήκη υπολειµµάτων από την επεξεργασία του νερού (WTRs Εικόνα 2) εφαρµόστηκαν για πρώτη φορά στην Κύπρο ως µέθοδοι επεξεργασίας ΥΑΕ. Ο απλός σχεδιασµός της µεθόδου προσδίδει χαµηλό κόστος και όχι δυσκολίες στη διαχείριση της, µε αποτέλεσµα να διασφαλίζει ένα σταθερό σύστηµα χωρίς µεταβολές στην παροχή και στην ποιότητα των ΥΑΕ. Αυτό σε συνδυασµό µε την χαµηλή επένδυση κάνουν την µέθοδο αρκετά ανταγωνιστική. Συµπεράσµατα Τα αποτελέσµατα της συγκεκριµένης µεθόδου υπόσχονται µέχρι και 70% αποµάκρυνση φορτίου *COD. Σηµαντικό να τονιστεί είναι το γεγονός ότι η συγκεκριµένη µέθοδος επεξεργασίας δέχεται αδιάλυτα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείων µε αρχικό φορτίο COD περίπου 110,000 mg/l. Λαµβάνοντας όλα τα παραπάνω υπόψη, παρόλο που η συγκεκριµένη µέθοδος δεν µπορεί να θεωρηθεί ως καθοριστική λύση του συγκεκριµένου προβλήµατος, µπορεί όµως να αποτελέσει µια αποτελεσµατική προ-επεξεργασία των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων πριν την τελική διάθεση τους στο περιβάλλον. Αξιοσηµείωτο είναι ότι οι λίµνες εξάτµισης µπορούν να ενισχυθούν µε επιφανειακούς µηχανικούς αεριστές ή οξυγονωτές µε αποτέλεσµα να επιτυγχάνεται µείωση φορτίων COD µέχρι και 60% µε 70%. Συνδυασµένη Μέθοδος Επεξεργασίας ΥΑΕ Οι δύο αυτές µέθοδοι (Extended Aeration & WTRs) µπορούν να δράσουν συνεργατικά στην αποµάκρυνση του φαινολικού φορτίου των ΥΑΕ. Συγκεκριµένα η συνδυασµένη µέθοδος EA/WTR συνδυάζει το βιολογικό µε το χηµικό κοµµάτι για την µεγιστοποίηση στην αποµάκρυνση φαινολών από τα ΥΑΕ. Η εν λόγω µέθοδος εξετάστηκε από το ΤΕΠΑΚ µε αξιόλογη µείωση σε κάποια είδη φαινολών που οφείλονται για την τοξικότητα των ΥΑΕ.
http://i4-services.com/ Στοιχεία Επικοινωνίας Συνεργαζόµενων Φορέων ρ. Χρίστος Αναστασίου Συντονιστής του Έργου Frederick Research Center Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών Πανεπιστηµίου Frederick Φιλοκύπρου 7-9, Παλλουριώτισσα 1036 Λευκωσία. Τηλ.: +357 22345159, ext. 117 Email: c.anastasiou@frederick.ac.cy http://research.frederick.ac.cy/ ρ. Κωνσταντίνος Μακρής Τεχνολογικό Πανεπιστήµιο Κύπρου Harvard School of Public Health Department of Environmental Health Ειρήνης 95, 3041 Λεµεσός Τηλ.: +357 25002398, Φαξ: +357 25002676 Email:konstantinos.makris@cut.ac.cy http://www.hsph.harvard.edu/cyprus/ Dr. Christopher McNamara Harvard School of Public Health Department of Environmental Health Landmark Center, 401 Park Drive West, Rm 417, PO Box 15677, Boston, Massachusetts 02215 Email: cmcnamar@hsph.harvard.edu http://www.harvard.edu/ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟ ΓΙΑΓΚΟY ΠΕΡΙΣΤΕΡΩΝΑ ΛΤ Αγίου Ανδρονίκου 8, Περιστερώνα, 2731 Λευκωσία Το Έργο ΑΕΙΦΟΡΙΑ/ΓΕΩΡΓΟ/0609(ΒΙΕ)/11 συγχρηµατοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Ταµείο Περιφερειακής Ανάπτυξης και την Κυπριακή ηµοκρατία µέσω του Ιδρύµατος Προώθησης Έρευνας ΕΣΜΗ 2009-2010.