ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

1. ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Καθηγητής Βασίλειος A. Τσιχριντζής Διευθυντής, Εργαστήριο Οικολογικής Μηχανικής και Τεχνολογίας Πρόεδρος, Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος Πολυτεχνική Σχολή ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ 67100 Ξάνθη Τηλ./Fax: 25410-78113, 6974-993867, Ε-mail: tsihrin@otenet.gr www.env.duth.gr/eet

2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ • Με βάση την οδηγία 1991/271/EEC, η Ελλάδα θα πρέπει σύντομα να προσφέρει κατάλληλους τρόπους διαχείρισης και επεξεργασίας των οικιακών υγρών αποβλήτων για το μεγαλύτερο μέρος της χώρας • Σήμερα, περίπου το 1/2 του πληθυσμού, κυρίως αυτού που διαμένει στα μεγάλα αστικά κέντρα, εξυπηρετείται με “συμβατικές” μονάδες επεξεργασίας. Υπάρχουν τα ακόλουθα προβλήματα: • Λειτουργικά προβλήματα και επάρκεια επεξεργασίας • Λειτουργικό κόστος και κόστος συντήρησης • Έλλειψη προσωπικού • Οι οικισμοί στις αγροτικές περιοχές (π.χ. Πρόγραμμα Καποδίστριας) εξυπηρετούνται κυρίως με βόθρους και σύντομα θα πρέπει επίσης να έχουν μονάδες επεξεργασίας: • Τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας είναι ιδανικά για τις περισσότερες από αυτές τις περιοχές • Εντούτοις, τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας δεν είναι διαδεδομένα στην Ελλάδα

3. ΦΥΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων χρησιμοποιούν τις φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα και στο φυσικό περιβάλλον όταν το απόβλητο, το έδαφος, ορισμένα είδη φυτών, μικροοργανισμοί και η ατμόσφαιρα έρχονται σε επαφή: - Υδατικά - Χερσαία

4. ΥΔΑΤΙΚΑ ΦΥΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ • Λίμνες σταθεροποίησης ή οξείδωσης • Τεχνητοί Υγροβιότοποι: • Επιφανειακής Ροής • Υπόγειας Ροής • Οριζόντιας Υπόγειας Ροής • Κατακόρυφης Υπόγειας Ροής

6. 10 cm Άμμος 15 cm Λεπτό χαλίκι Μέσο χαλίκι 10 cm 15 cm Κροκάλες Τεχνητός Υγροβιότοπος Κατακόρυφης Υπόγειας Ροής ΕΥΡΩΠΑΪΚΟΣ ΤΥΠΟΣ Άμμος: d50 = 0,5 mm Λεπτό χαλίκι: d50 = 6 mm Μέσο χαλίκι: d50 = 24,4 mm Κροκάλες: d50 = 90 mm

7. Τεχνητός Υγροβιότοπος Κατακόρυφης Υπόγειας Ροής Πρωτοβάθμια επεξεργασία Εισροή Κατακόρυφη ροή (Ι) Κατακόρυφη ροή (ΙΙ) Εκροή Οριζόντια ροή (ΙΙΙ)

8. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΜΒΑΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Μειονεκτήματα Χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην κατασκευή (σκυρόδεμα, χάλυβας κ.λ.π.) και στην λειτουργία (ηλεκτρική ενέργεια, χημικά κ.λ.π.) Παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων παραπροϊόντων, που απαιτούν περαιτέρω επεξεργασία (μεγάλες ποσότητες ιλύος) Έχουν πολλά μηχανικά μέρη Απαιτήσεις σε εξειδικευμένο προσωπικό Απαίτηση υψηλού κόστους κατασκευής και λειτουργίας Πλεονέκτημα Σχετικά χαμηλή απαίτηση έκτασης ΦΥΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Πλεονεκτήματα Χρήση μόνο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ηλιακή, αιολική κ.λ.π.) Παραγωγή μηδαμινών ποσοτήτων παραπροϊόντων, που δεν χρειάζονται περαιτέρω επεξεργασία (φυτική βιομάζα) Δεν έχουν μηχανικά μέρη Δεν έχουν απαιτήσεις σε εξειδικευμένο προσωπικό Χαμηλό κόστος κατασκευής (αν υπάρχουν διαθέσιμες εκτάσεις), μηδαμινό λειτουργικό κόστος Μειονέκτημα Σχετικά μεγάλη απαίτηση έκτασης

9. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ • Συμβατικό σύστημα - Βιολογικός σταθμός Παροικιάς, Πάρου

10. … ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ • Λίμνες σταθεροποίησης και τεχνητοί υγροβιότοποι - Πιλοτικές εγκαταστάσεις του ΕΘΙΑΓΕ στον Γαλλικό Ποταμό, Θεσσαλονίκη

11. … ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ • Επεξεργασία κατσίγαρου (υγρά ελαιοτριβείων) - Πιλοτικές Εγκαταστάσεις του ΕΘΙΑΓΕ στο Ηράκλειο, Κρήτη

12. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ

13. ΓΑΛΛΙΑ - Alba la Romaine • Ξήρανση λάσπης σε τεχνητό υγροβιότοπο

14. ΓΑΛΛΙΑ - Saint Thomé • Τεχνητός υγροβιότοπος κατακόρυφης ροής (400 capita)

15. ΓΑΛΛΙΑ - Roussillon • Τεχνητός υγροβιότοπος κατακόρυφης ροής (1250 capita)

16. ΠΟΡΤΟΓΑΛΙΑ: ALCOCHETE(500 ι.κ.)

17. Επεξεργασία λάσπης

18. ΠΟΡΤΟΓΑΛΙΑ:BEJA-SADO (23435 ι.κ.)

19. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ, ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ, ΔΠΘ • Έρευνα σε τεχνητούς υγροβιοτόπους: • Πειράματα σε πιλοτικές μονάδες για την μελέτη και βελτιστοποίηση των παραμέτρων σχεδιασμού (φυσικά μοντέλα) • Παρακολούθηση λειτουργίας υπαρχουσών εγκαταστάσεων πλήρους κλίμακας • Σχεδιασμός – μελέτη – επίβλεψη κατασκευής – παρακολούθηση λειτουργίας νέων μονάδων • Ανάπτυξη μοντέλων και DSS

20. 1. ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΣΕ ΠΙΛΟΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

21. ΠΙΛΟΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ – ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΔΠΘ • Πιλοτικές μονάδες ΤΥ Οριζόντιας Υπόγειας Ροής για την Επεξεργασία Υγρών Αποβλήτων • Πιλοτικές μονάδες ΤΥ Επιφανειακής Ροής για την Επεξεργασία Υγρών Αποβλήτων • Πιλοτικές μονάδες (Λυσίμετρα) για την Μελέτη/ Ποσοτικοποίηση της Εξατμισοδιαπνοής σε Τεχνητούς Υγροβιοτόπους Επιφανειακής και Υπόγειας Ροής • Πιλοτικές μονάδες ΤΥ Κατακόρυφης Ροής για την Επεξεργασία Υγρών Αποβλήτων • Πιλοτικές μονάδες ΤΥ για την διαχείριση της λυματολάσπης

22. Πιλοτικές Μονάδες Τεχνητών Υγροβιοτόπων Υπόγειας Ροής για την Επεξεργασία Υγρών Αποβλήτων • 5 Δεξαμενές ορθογωνικής διατομής διαστάσεων 3m μήκος, 0,75 m πλάτος και 1 m βάθος • 3 Δεξαμενές είναι γεμισμένες με μέσο χαλίκι: • 1 δεξαμενή δεν είναι φυτεμένη και χρησιμοποιείται ως control • Οι άλλες δύο είναι φυτεμένες η μία με Typha (ψαθί) και η άλλη με Phragmites (λεπτό καλάμι) • 2 Δεξαμενές είναι γεμισμένες η μία με λεπτό χαλίκι και η άλλη με κροκάλες. Και οι δύο είναι φυτεμένες με Phragmites (λεπτό καλάμι) • Παράλληλα πειράματα για σύγκριση επίδρασης παραγόντων, όπως: • είδους βλάστησης, μεγέθους κόκκου πορώδους υλικού • ροής, οργανικού φορτίου, χρόνου παραμονής • θερμοκρασίας • επανακυκλοφορίας αποβλήτου

25. Αποδόσεις 8 d 14 d 20 d 20 d 6 d 6 d 6 d 8 d 20 d 14 d 6 d 20 d BOD COD

29. Πιλοτικές Μονάδες Τεχνητών Υγροβιοτόπων Επιφανειακής Ροής για την Επεξεργασία Υγρών Αποβλήτων • 5 δεξαμενές, διαστάσεις 3.8m μήκος, 0,85 m πλάτος and 0.75 m βάθος: • 1 ορθογωνική, με άμμο, με βλάστηση Typha • 1 ορθογωνική, με άργιλο, με βλάστηση Typha • 1 ορθογωνική, με άργιλο, με βλάστηση Arundo Donax • 1 ορθογωνική, με άργιλο, με βλάστηση Phragmites • 1 τραπεζοειδής, με άργιλο, με βλάστηση Typha • Παράλληλα πειράματα για εξέταση επίδρασης παραγόντων, όπως: • είδος βλάστησης, υφή υλικού βάσης • σχήμα δεξαμενής σε κάτοψη • παροχή, οργανικό φορτίο, χρόνος παραμονής • θερμοκρασία • επανακυκλοφορία αποβλήτου

31. Αποδόσεις

32. Κατακόρυφης Ροής

33. Κατασκευή… Στρώμα στράγγισης (κροκάλες) & Σωλήνες αερισμού Ασβεστόλιθος Ζεόλιθος Βωξίτης + Ασβεστολιθικό

34. Πιλοτικές Μονάδες για την Μελέτη της Εξατμισοδιαπνοής σε Τεχνητούς Υγροβιοτόπους Επιφανειακής και Υπόγειας Ροής • 10 Δεξαμενές κυκλικής διατομής με διάμετρο 1,5m • 4 Δεξαμενές γεμισμένες με χώμα: • Μία δεν είναι φυτεμένη, χρησιμοποιείται ως control • Οι υπόλοιπες 3 είναι φυτεμένες η κάθε μία με Typha, Phragmitesκαι Donax (χονδρό καλάμι) • 4 Δεξαμενές γεμισμένες με μέσο χαλίκι: • Μία δεν είναι φυτεμένη, χρησιμοποιείται ως control • Οι υπόλοιπες 3 είναι φυτεμένες η κάθε μία με Typha, Phragmitesκαι Donax • 2 Δεξαμενές φυτεμένες με Typha: • 1 γεμισμένη με λεπτό χαλίκι • 1 γεμισμένη με κροκάλες

38. 2. ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ

40. ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ

41. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ • Κατακόρυφης Υπόγειας Ροής • Υγρά απόβλητα Ν. Μαδύτου και Μοδίου Ν. Θεσσαλονίκης • Πληθυσμός: • 1992: 2060 κάτοικοι • 2012: 3300 κάτοικοι

42. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣ Ν. ΜΑΔΥΤΟΥΚάτοψη

43. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ Εισροή Δεξαμενές Imhoff

44. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ Κλίνες Ξήρανσης Λάσπης 1ο Στάδιο Τεχν. Υγροβιοτόπων (26-3-2004)

45. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ

46. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ 1-4-2004 26-3-2004

47. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ 22-4-2004

48. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ

49. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥΑποδόσεις

50. … ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΥΓΡΟΒΙΟΤΟΠΟΣΝ. ΜΑΔΥΤΟΥ - Αποδόσεις BOD