ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ

3. Υγρά απόβλητα

3.1. Ορισμοί-Βασικές Έννοιες
Τα υγρά απόβλητα αποτελούν σήμερα μια από τις κυριότερες πηγές ρύπανσης του περιβάλλοντος. Τα υγρά απόβλητα αποτελούνται κατά 99,9% από νερό το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο είτε στις συνηθισμένες οικιακές χρήσεις (πλύσιμο, καθαριότητα, κ.λπ.) είτε στις βιομηχανικές παραγωγικές διαδικασίες, με αποτέλεσμα να έχει υποστεί σημαντική ποιοτική υποβάθμιση. Η υποβάθμιση αυτή οφείλεται στο γεγονός, ότι κατά τη χρήση του, το νερό γίνεται αποδέκτης πολλών χημικών και βιολογικών παραπροϊόντων, η απόρριψη των οποίων στο περιβάλλον δημιουργεί πληθώρα περιβαλλοντικών προβλημάτων (ρύπανση και μόλυνση).

Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας των αποβλήτων σε ρυπογόνα συστατικά (ή μολυσματικά, όπως οι παθογόνοι μικροοργανισμοί), αλλά και του μεγάλου όγκου τους, που συσσωρεύεται κυρίως σε μεγάλα αστικά κέντρα, είναι επιτακτική η κατάλληλη επεξεργασία τους πριν την διάθεσή τους στο περιβάλλον. Πρωταρχική επιδίωξη της επεξεργασίας των αποβλήτων είναι η απαλλαγή της μάζας του αποβλήτου από ρύπους και μολυσματικούς παράγοντες και, δευτερευόντως, η εξουδετέρωση των ρύπων, δηλαδή η αδρανοποίησή τους.

Η επιτακτικότατα του προβλήματος της επεξεργασίας αποβλήτων έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη πολλών συστημάτων επεξεργασίας με διαφορετική ικανότητα «καθαρισμού» των αποβλήτων. Η επιλογή της κάθε μεθόδου εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το φορτίο των αποβλήτων, ο όγκος τους, αλλά και η επιθυμητή ποιότητα τους μετά την επεξεργασία. Σε κάθε περίπτωση πάντως, η επεξεργασία των αποβλήτων ακολουθεί κάποιες βασικές αρχές, οι οποίες εξαρτώνται από τη σύστασή τους.

3.2. Σύσταση υγρών αποβλήτων
Για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τα διάφορα στάδια επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων, θα πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε τη σύστασή τους. Στην υδάτινη μάζα τους τα υγρά απόβλητα περιέχουν διάφορα οργανικά και ανόργανα συστατικά, τα οποία μπορούν να συνοψιστούν στις ακόλουθες γενικές κατηγορίες:

α) Φυσικά συστατικά

  1. Περιεχόμενα στερεά συστατικά. Περιλαμβάνουν στερεά διαφόρων μεγεθών, όπως ογκώδη αντικείμενα, άμμο και μικρού μεγέθους στερεά που αιωρούνται στη μάζα των αποβλήτων (αιωρούμενα στερεά).
  2. Χρώμα, οσμή και θερμοκρασία. Το χρώμα των υγρών αστικών αποβλήτων είναι συνήθως γκρι, αλλά με την διάσπαση των οργανικών ενώσεων μειώνεται το διαλυμένο οξυγόνο και το χρώμα σταδιακά μεταβάλλεται σε μαύρο, καθώς γίνονται σηπτικά. Η οσμή προκαλείται από δύσοσμα αέρια που απελευθερώνονται με τη διάσπαση της οργανικής ύλης και γίνεται πιο έντονη με το χρόνο. Τέλος, η θερμοκρασία κυμάινεται από 10-21οC (με τυπική τιμή τους 16οC) και εξαρτάται από την προέλευση των αποβλήτων.

β) Χημικά συστατικά

  1. Οργανικά συστατικά. Περιλαμβάνουν παραπροϊόντα των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων, όπως υπολείμματα τροφής (υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεΐνες), απορρυπαντικά κ.λπ.
  2. Άζωτο. Περιλαμβάνει το οργανικό άζωτο, που προέρχεται από πρωτεΐνες, ουρία και αμινοξέα, την αμμωνία που προέρχεται κυρίως από την αποικοδόμηση και υδρόλυση του οργανικού αζώτου και τα νιτρικά άλατα (ΝΟ3) που αποτελούν το κυριότερο προϊόν οξείδωσης του αμμωνιακού αζώτου. Τα νιτρικά άλατα ενισχύουν το φαινόμενο του ευτροφισμού.
  3. Φώσφορος. Βρίσκεται κυρίως με την μορφή του ανόργανου φωσφόρου (ως ορθοφωσφωρικά ή PO43-) και ως οργανικός φώσφορος σε μικρότερο ποσοστό, και συντελεί στο φαινόμενο του ευτροφισμού.

γ) Βιολογικά συστατικά
Το σημαντικότερο βιολογικό χαρακτηριστικό των υγρών αποβλήτων είναι η παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών, με σημαντικότερο εκπρόσωπο το βακτήριο του εντερικού συστήματος, Escherichiacoli.
Θα πρέπει εδώ να διασαφηνιστεί πως η ανωτέρω σύσταση είναι αντιπροσωπευτική των υγρών αστικών απόβλητων, ενώ για τα υγρά βιομηχανικά απόβλητα η σύστασή τους διαφοροποιείται ανάλογα με την παραγωγική διαδικασία κάθε βιομηχανίας. Έτσι, τα βιομηχανικά απόβλητα δεν περιέχουν συνήθως παθογόνους μικροοργανισμούς, ενώ το μεγαλύτερο μέρος των οργανικών τους συστατικών είναι κυρίως χημικής παρά βιολογικής προέλευσης (εξαίρεση αποτελούν ιδιαίτερες κατηγορίες αποβλήτων, όπως τα ιατρικά και νοσοκομειακά απόβλητα, τα οποία εντάσσονται στην κατηγορία των επικίνδυνων και τοξικών αποβλήτων).

Θα πρέπει να σημειωθεί πως η περιεκτικότητα των αποβλήτων σε κάθε ένα από τα ανωτέρω συστατικά δεν είναι σταθερή. Ανάλογα με τον πληθυσμό, το βιοτικό επίπεδο, αλλά και άλλες κοινωνικές παραμέτρους η σύσταση μπορεί να διαφοροποιείται σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό. Η τυπική σύσταση των υγρών αστικών αποβλήτων, αλλά και η σύσταση των υγρών αστικών αποβλήτων σε μερικές πόλεις της Ελλάδας παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.

Πίνακας 2: Σύσταση υγρών αστικών αποβλήτων (σε διάφορες πόλεις της Ελλάδας)

Αστικά κέντρα

Συστατικά

Αιωρούμενα Στερεά
(
mg/L)
100-350
(ΜΤ 220)

BOD5
(mg/L)
110-400
(ΜΤ 220)

COD
(mg/L)
250-1000 (ΜΤ 500)

Άζωτο
(mg/L)
20-85 (ΜΤ 40)

Βόλος

300

330

720

56

Καβάλα

282

355

750

43

Κατερίνη

230

280

450

35

Κως

300

240

620

45

Σπάρτη

230

323

700

31

mg/L: Μονάδα μέτρησης της συγκέντρωσης (χιλιοστά του γραμμαρίου ανά λίτρο).

Μ.Τ.
Μέση τιμή.

BOD
5: Biological Oxygen Demand ή Βιοχημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο. Αναφέρεται στην ποσότητα του οξυγόνου που απαιτείται για την οξείδωση (αποικοδόμηση) των οργανικών συστατικών των αποβλήτων από μικροοργανισμούς. Αποτελεί δείκτη των βιολογικά διασπάσιμων οργανικών συστατικών των αποβλήτων.

COD: ChemicalOxygenDemand ή Χημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο. Αναφέρεται στην ποσότητα του οξυγόνου που απαιτείται για την πλήρη οξείδωση των οργανικών συστατικών των αποβλήτων με χημικά μέσα. Με το COD προσδιορίζονται σχεδόν όλες οι οργανικές ενώσεις ανεξάρτητα από το αν είναι βιολογικά διασπάσιμες ή μη.

Έχοντας υπόψη τα συστατικά των αποβλήτων,  μπορούμε τώρα να μελετήσουμε τα διάφορα στάδια επεξεργασίας τους και πώς αυτά συντελούν στη σταδιακή μείωση του φορτίου και στη διαύγαση των αποβλήτων πριν τη διάθεσή τους στον τελικό αποδέκτη.

3.3. Επεξεργασία υγρών αποβλήτων
3.3.1. Προεπεξεργασία
Το πρώτο στάδιο στην επεξεργασία των αποβλήτων είναι προκαταρτικό και γι’αυτό χαρακτηρίζεται και ως «προεπεξεργασία». Στο στάδιο της προεπεξεργασίας επιδιώκεται η απομάκρυνση των μεγαλύτερων αντικειμένων που βρίσκονται σε αιώρηση στα λύματα και που εγκυμονούν κινδύνους έμφραξης των αγωγών, φθοράς του μηχανολογικού εξοπλισμού και δυσλειτουργίας των συστημάτων επεξεργασίας που ακολουθούν.
Στο πρώτο στάδιο της προεπεξεργασίας επιδιώκεται η απομάκρυνση των ογκωδών αντικειμένων (χαρτιά, κουρέλια, πλαστικά υλικά). Για το λόγο αυτό τα λύματα περνούν μέσα από μεταλλικές σχάρες ή κόσκινα που έχουν τοποθετηθεί σε κατακόρυφη ή κεκλιμένη θέση και απέχουν μεταξύ τους 2 με 7 cm (εσχάρωση) (εικόνα 60). Τα στερεά που συγκεντρώνονται στις σχάρες απομακρύνονται συνήθως με μηχανικά μέσα, αποθηκεύονται σε κλειστούς κάδους απορριμμάτων και απορρίπτονται σε χώρους υγειονομικής ταφής απορριμμάτων.

Εικόνα 60: Τυπική σχάρα συλλογής ογκωδών αντικειμένων


Πηγή: Λέκκας, 2001

Στη συνέχεια, τα απόβλητα περνούν μέσα από δεξαμενή (εξαμμωτή), όπου παραμένουν για μερικά λεπτά, ώστε να καθιζήσουν τα βαρύτερα σωματίδια, όπως η άμμος, τα σωματίδια αργίλου και άλλα σωματίδια γεωλογικής ή όχι υφής. Η άμμος και τα υπόλοιπα στερεά που συλλέγονται στο στάδιο αυτό αφυδατώνονται (στραγγίζονται) και συλλέγονται σε δοχεία, όμοια με αυτά που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή των εσχαρισμάτων. Η τελική διάθεση μπορεί να γίνει σε χώρους υγειονομικής ταφής απορριμμάτων ή να επαναχρησιμοποιηθεί σε δρόμους ως υλικό επίστρωσης.
Ακολούθως, τα απόβλητα οδηγούνται σε δεξαμενές, όπου διαχωρίζονται οι ελαιώδεις και λιπαρές ουσίες από τη μάζα των αποβλήτων. Αυτό επιτυγχάνεται με την παραμονή των αποβλήτων στις δεξαμενές, όπου τα λίπη και έλαια συγκεντρώνονται στην επιφάνεια, λόγω του ότι είναι ελαφρύτερα από το νερό. Σε μεγάλες μονάδες επεξεργασίας, η διαδικασία μπορεί να υποβοηθάται από τη διοχέτευση αέρα από τον πυθμένα. Τα λίπη και έλαια, που απομακρύνονται από τα απόβλητα, διατίθενται για υγειονομική ταφή ή καίγονται σε ειδικούς καυστήρες.
Σε πολλές περιπτώσεις, και κυρίως όταν η περιεκτικότητα σε λίπη και έλαια είναι χαμηλή, οι δια­δι­­κασίες της εξάμμωσης και της λιποσυλλογής συνδυάζονται σε μια δεξαμενή μεγι­στοποιώντας έτσι την οικονομία του χώρου (εικόνα 61).

Εικόνα 61: Τυπική δεξαμενή όπου συνδυάζονται η εξάμμωση με τη λιποσυλλογή
Στον πυθμένα συγκεντρώνονται τα σωματίδια, ενώ στην επιφάνεια τα λίπη και τα έλαια.


Πηγή: Στάμου, 2004.

Μέχρι το σημείο αυτό έχουν απομακρυνθεί τα μεγαλύτερα στερεά από τη μάζα των αποβλήτων, ενώ σχεδόν όλα τα οργανικά και ανόργανα συστατικά τους (με εξαίρεση τα λίπη και έλαια), καθώς και τα πολύ μικρότερα σωματίδια, παραμένουν ουσιαστικά άθικτα. Για το λόγο αυτό η επεξεργασία που ακολουθεί επικεντρώνεται, πλέον, στην απομάκρυνση των διαλυμένων συστατικών και των μικρότερων σωματιδίων.

3.3.2. Πρωτοβάθμια επεξεργασία
Ακολουθώντας το ρεύμα επεξεργασίας, αφού έχουν απομακρυνθεί τα μεγαλύτερα στερεά, σειρά έχει η απομάκρυνση των μικρότερων στερεών που έχουν παραμείνει στα απόβλητα. Τα στερεά αυτά διαφέρουν από τα προηγούμενα στο ότι φέρουν ένα σημαντικό μέρους του οργανικού υλικού των λυμάτων που βρίσκεται σε σωματιδιακή μορφή, ενώ το μέγεθός τους είναι σημαντικά μικρότερο.

Η απομάκρυνση των μικρότερων (αιωρούμενων) στερεών βασίζεται, και πάλι, στην καθίζηση. Αυτό επιτυγχάνεται στις δεξαμενές πρωτοβάθμιας καθίζησης (σχήμα 4), όπου τα απόβλητα παραμένουν για χρονικό διάστημα 2-3 ωρών σε ηρεμία, με αποτέλεσμα την καθίζηση των στερεών λόγω βαρύτητας. Με τον τρόπο αυτό απομακρύνεται το 50-65% των αιωρούμενων στερεών και το 25-40% των βιοδιασπώμενων οργανικών συστατικών των αποβλήτων, καθώς ένα μέρος των οργανικών αυτών συστατικών βρίσκεται πάνω στα στερεά. Έτσι, το ρεύμα των αποβλήτων απαλλάσσεται από ένα σημαντικό μέρος των στερεών, αλλά και από ένα μέρος του οργανικού φορτίου.

Σχήμα 4: Τυπικές δεξαμενές πρωτοβάθμιας καθίζησης (κυκλική και ορθογωνική)

   

3.3.3. Δευτεροβάθμια επεξεργασία
Τα απόβλητα που εξέρχονται από τη δεξαμενή πρωτοβάθμιας καθίζησης έχουν απαλλαγεί από ένα μεγάλο μέρος των στερεών, σε σχέση με την αρχική τους σύσταση, καθώς και από ένα μέρος του οργανικού φορτίου. Παρολαυτά η ποιότητα των αποβλήτων δεν είναι ακόμα ικανοποιητική για τη διάθεση στον αποδέκτη. Για το λόγο αυτό ακολουθεί η βιολογική επεξεργασία (βιολογικό στάδιο).
Στο βιολογικό στάδιο τα απόβλητα έρχονται σε επαφή με μικροοργανισμούς που βρίσκονται με τη μορφή συσσωματωμάτων (βιοκροκίδες) (εικόνα 62). Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν το φορτίο των αποβλήτων ως τροφή, με αποτέλεσμα ένα μέρος να μετατρέπεται σε απλά τελικά προϊόντα (διοξείδιο του άνθρακα, νερό, κ.λπ.) ενώ το υπόλοιπο μετατρέπεται σε κυτταρικό υλικό των μικροοργανισμών. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται τόσο η βιολογική αποικοδόμηση των οργανικών συστατικών όσο και η ανανέωση του πληθυσμού των μικροοργανισμών, κάτι ιδιαίτερα σημαντικό για τη συνέχιση της λειτουργίας της μονάδας επεξεργασίας αποβλήτων.

Εικόνα 62: Βιοκροκίδες στο μικροσκόπιο


 Πηγή: EETAA, 1995

Για την αερόβια βιολογική αποικοδόμηση των οργανικών συστατικών των αποβλήτων έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι. Η πιο διαδεδομένη μέθοδος βιολογικής επεξεργασίας των αστικών υγρών αποβλήτων είναι η μέθοδος της ενεργού ιλύος. Από την πρώτη εφαρμογή της μεθόδου σε μονάδα συνεχούς ροής (1913) μέχρι σήμερα, ένας σημαντικός αριθμός παραλλαγών της έχει αναπτυχθεί, προσδίδοντας ιδιαίτερη ευελιξία στη χρήση της. Στην απλούστερη μορφή του ένα σύστημα ενεργού ιλύος συνεχούς ροής αποτελείται από δύο δεξαμενές σε σειρά, τη δεξαμενή αερισμού και τη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης (σχήμα 5).
Στη δεξαμενή αερισμού παρέχεται αρκετό οξυγόνο ώστε να επιτευχθεί η αποικοδόμηση των οργανικών συστατικών από τους μικροοργανισμούς (βιομάζα). Στη συνέχεια, το μίγμα αποβλήτων και μικροβιακής βιομάζας (μικτό υγρό) οδηγείται στη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης, όπου υπό συνθήκες ηρεμίας οι βιοκροκίδες καθιζάνουν και έτσι, διαχωρίζονται από τα επεξεργασμένα απόβλητα. Μέρος των συμπυκνωμένων βιοκροκίδων (ιλύς) επαναφέρεται (ανακυκλοφορεί) στη δεξαμενή αερισμού για τη διατήρηση επαρκούς συγκέντρωσης βιομάζας για την αποικοδόμηση των λυμάτων, ενώ το υπερκείμενο υγρό οδηγείται για περαιτέρω επεξεργασία (τριτοβάθμια) ή καταλήγει στον τελικό αποδέκτη.

Σχήμα 5: Σχεδιάγραμμα μιας τυπικής μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων με τη μέθοδο της ενεργού ιλύος.

Ιδιαίτερη σημασία για την ομαλή λειτουργία μιας μονάδας ενεργού ιλύος έχει η διατήρηση κατάλληλων περιβαλλοντικών συνθηκών στη δεξαμενή αερισμού, που να ευνοούν τη δράση των μικροοργανισμών. Τέτοιες συνθήκες είναι η επίτευξη συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου μεγαλύτερης του 1-2 mg/l, η διατήρηση της τιμής του pH σε επίπεδα μεταξύ 6.5-8.0 και η ικανοποίηση αναλογίας BOD: άζωτο: φώσφορος ίσης με 100:6:1.
Η επίτευξη της απαραίτητης συγκέντρωσης οξυγόνου γίνεται με εξωτερική παροχή αέρα που επιτυγχάνεται με επιφανειακούς αεριστήρες ή με διαχυτήρες, όπου ο αέρας διαβιβάζεται στον πυθμένα της δεξαμενής με τη μορφή φυσαλίδων (εικόνα 63). Συνοψίζοντας, λοιπόν, τα ανωτέρω, θα μπορούσαμε να αναπαραστήσουμε μια τυπική μονάδα επεξεργασίας υγρών αστικών αποβλήτων με το απλουστευμένο σχήμα 6.

Εικόνα 63: Τυπική δεξαμενή αερισμού με επιφανειακό αεριστήρα σε μονάδα ενεργού ιλύος


Πηγή: Λέκκας, 2001

 

Σχήμα 6: Διάγραμμα μιας μονάδας ενεργού ιλύος χωρίς βιολογική αφαίρεση αζώτου και φωσφόρου.

Πηγή: Εκπαιδευτική βαλίτσα «Προστασία περιβάλλοντος μέσω διαχείρισης αποβλήτων», Παν/μιο Πατρών, 2000.
Σύμφωνα με στοιχεία του YΠΕΧΩΔΕ, σήμερα σε όλη τη χώρα έχουν κατασκευαστεί 245 εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, ενώ ακόμα 86 βρίσκονται υπό κατασκευή. Η επιθυμητή ποιότητα των εκροών από τις μονάδες επεξεργασίας υγρών αποβλήτων καθορίζεται από την Οδηγία 91/271 της Ευρωπαϊκής Ένωσης και συνοψίζεται στον ακόλουθο Πίνακα:

Πίνακας 3: Επιθυμητή ποιότητα επεξεργασμένων αποβλήτων

Χαρακτηριστικά

Όρια Οδηγίας 91/271

BOD5

<=25

COD

<=125

Αιωρούμενα στερεά

<=35Α

Ολικό Άζωτο (Kjeldahl)

<=10A

Ολικός Φώσφορος

<=1Β

Α: Για πληθυσμό άνω των 10.000 κατοίκων
Β: Για πληθυσμό άνω των 100.000 κατοίκων

Συγκρίνοντας την τυπική σύσταση των υγρών αστικών αποβλήτων (Πίνακας 2) με τα δεδομένα ποιότητας εκροής του Πίνακα 3, προκύπτει το επιθυμητό ποσοστό επεξεργασίας σύμφωνα με τη σχέση:

 

Αντικαθιστώντας τις τιμές του Πίνακα 2 (συγκέντρωση εισόδου) και 3 (συγκέντρωση εξόδου), προκύπτει πως η μονάδα επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων θα πρέπει να επιτυγχάνει κατά μέσο όρο αποδόσεις της τάξης του >=87% για το BOD, >=75% για το COD, >=85% για τα αιωρούμενα στερεά, >= 75% για το άζωτο και =>87% για το φώσφορο.
3.3.4. Τριτοβάθμια επεξεργασία
Η παρουσία ενώσεων αζώτου και φωσφόρου στα λύματα και η συμβολή τους στο φαινόμενο του ευτροφισμού καθιστούν συχνά αναγκαία την απομάκρυνσή τους κατά την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων. Από τις πιο διαδεδομένες μεθόδους απομάκρυνσης των ενώσεων του αζώτου σε μονάδες ενεργού ιλύος είναι η βιολογική απονιτροποίησή τους κάτω από ανοξικές συνθήκες. Στις συνθήκες αυτές, τα ετερότροφα, απονιτροποιητικά βακτήρια, αποκτούν την απαραίτητη ενέργεια για την ανάπτυξή τους όχι από το οξυγόνο - το οποίο απουσιάζει σκοπίμως, - αλλά από την αναγωγή των νιτρικών αλάτων σε άζωτο, ενώ παράλληλα, χρησιμοποιούν άνθρακα (που προέρχεται από το οργανικό φορτίο των αποβλήτων) για τη σύνθεση των κυττάρων τους. Η αντίδραση μετατροπής των νιτρικών αλάτων σε αέριο άζωτο ακολουθεί τέσσερα στάδια:

 

Για τη μετατροπή των νιτρικών σε αέριο άζωτο κατασκευάζονται συνήθως ανοξικοί αντιδραστήρες έναντι των δεξαμενών αερισμού. Μια τυπική μονάδα ενεργού ιλύος με βιολογική αφαίρεση αζώτου παρουσιάζεται στο σχήμα 7.

Σχήμα 7:  Σχεδιάγραμμα μιας τυπικής μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων
με την μέθοδο της ενεργού ιλύος και βιολογική αφαίρεση αζώτου.


Πηγή: Στασινάκης, 2003

Η βιολογική απομάκρυνση του φωσφόρου βασίζεται στην ίδια περίπου αρχή και επιτυγχάνεται με τη διαδοχή αναερόβιων - αερόβιων συνθηκών, που υποβοηθά την ανάπτυξη αερόβιων βακτηρίων με μεγαλύτερη ικανότητα (ενδοκυτταρικής) αποθήκευσης φωσφόρου (πολυ­φωσφο­ρικά βακτήρια). Για το λόγο αυτό κατασκευάζονται αναερόβιοι αντιδραστήρες στην αρχή της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας. Για τη διατήρηση επαρκούς συγκέντρωσης μικροοργανισμών στην αναερόβια δεξαμενή, μέρος του μικτού υγρού από την ανοξική δεξαμενή επανακυκλοφορεί στην αναερόβια δεξαμενή. Μια τυπική μονάδα ενεργού ιλύος με βιολογική αφαίρεση αζώτου και φωσφόρου παρουσιάζεται στο σχήμα 8.

Σχήμα 8. Σχεδιάγραμμα μιας τυπικής μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων
με την μέθοδο της ενεργού ιλύος και βιολογική αφαίρεση αζώτου και φωσφόρου.


Πηγή: Στασινάκης, 2003

3.3.5. Απολύμανση και τελική επεξεργασία
Η απολύμανση είναι το τελευταίο στάδιο στην επεξεργασία αποβλήτων και το μοναδικό που έχει ως σκοπό την καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών, ώστε να αποφευχθεί η μόλυνση του αποδέκτη και η διάδοση ασθενειών. Η απολύμανση μπορεί να γίνει με τρεις (3) τρόπους. Με χλωρίωση, με οζονισμό ή με υπεριώδη ακτινοβολία.
Η περισσότερο διαδεδομένη και δοκιμασμένη μέθοδος απολύμανσης των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων είναι η χλωρίωση. Γίνεται με υποχλωριώδες νάτριο (χλωρίνη) το οποίο διατίθεται εμπορικά σε υγρή μορφή με περιεκτικότητα χλωρίου <15% (κατά βάρος). Τα πλεονεκτήματα της χλωρίωσης είναι ο αποχρωματισμός των επεξεργασμένων αποβλήτων, η απομάκρυνση οσμών, η μεγάλη αποτελεσματικότητα στην καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών, καθώς και η απλή της εφαρμογή και το χαμηλό της κόστος σε σχέση με τις άλλες μεθόδους. Όμως, κατά τη χλωρίωση σχηματίζονται αλογονομένα παράγωγα ανόργανων και οργανικών ενώσεων που είναι καρκινογόνα και δημιουργούνται υπολείμματα χλωρίου τα οποία εκτός από την οσμή του χλωρίου, έχουν έχουν τοξικές επιδράσεις στους υδρόβιους οργανισμούς.
Σε αντίθεση με τη χλωρίωση, το όζον (Ο3) δε δημιουργεί τοξικά παράγωγα, είναι 300-3000 φορές πιο αποτελεσματικό και δεν επηρεάζεται η απόδοση της απολυμαντικής του ικανότητας από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (θερμοκρασία, pH), όπως με τη χλωρίωση. Όμως, ο οζονισμός απαιτεί εξοπλισμό υψηλού κόστους, η παραγωγή όζοντος απαιτεί πολλή ενέργεια, το όζον είναι διαβρωτικό και τοξικό και διασπάται πολύ γρήγορα χωρίς να αφήνει υπολείμματα, ώστε να μπορεί να παρακολουθηθεί. Η υπεριώδης ακτινοβολία από την άλλη, δεν έχει τα μειονεκτήματα των προηγούμενων μεθόδων, όμως είναι ιδιαιτέρα δαπανηρή.

Στον Πίνακα 4 που ακολουθεί συνοψίζονται τα κυριότερα χαρακτηριστικά των τριών τεχνολογιών απολύμανσης.

Πίνακας 4. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα μεθόδων απολύμανσης

Χαρακτηριστικά

Χλωρίωση

Οζονισμός

UV

Ιοκτόνος δράση

*

***

**

Βακτηριοκτόνος δράση

**

*

**

Επανεμφάνιση βακτηρίων (στα επεξεργασμένα απόβλητα)

*

*

*

Παραπροϊόντα

***

*

-

Απομένουσα τοξικότητα

***

*

-

Προβλήματα ασφάλειας

***

**

*

Κόστος επένδυσης

*

**

*

Ευκολία εγκατάστασης

*

*

**

Λειτουργικό κόστος

*

**

*

Συντήρηση

**

*

***

Σύστημα ελέγχου

*

**

***

3.3.6. Επεξεργασία λάσπης
Ανακεφαλαιώνοντας τα παραπάνω, σχετικά με την επεξεργασία των αποβλήτων θα μπορούσαμε πλέον να αναπαραστήσουμε μια πλήρη μονάδα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων με το σχήμα 9.

Όπως μπορούμε να παρατηρήσουμε, σε όσα στάδια χρησιμοποιείται η τεχνική της καθίζησης παράγεται μια μάζα στερεών με τη μορφή λάσπης (ιλύς). Στην προεπεξεργασία (1) αποτελείται από αδρανή υλικά, όπως άμμος, χώμα κ.λπ., στην πρωτοβάθμια καθίζηση (2) αποτελείται από αιωρούμενα στερεά και οργανικό υλικό των αποβλήτων, ενώ στη δευτεροβάθμια (3) από τα συσσωματώματα των μικροοργανισμών. Παρόλο που ένα μέρος αυτής της λάσπης (δευτεροβάθμια) ανακυκλοφορείται για τους λόγους που αναφέραμε, ένα μεγάλο μέρος πρέπει να απομακρυνθεί από τη μονάδα, λόγω περιορισμού χώρου, αλλά και ανάγκης για ανανέωση των μικροοργανισμών.

Σχήμα 9: Διάγραμμα μιας ολοκληρωμένης μονάδας επεξεργασία υγρών αποβλήτων
με τη μέθοδο της ενεργού ιλύος και βιολογική απομάκρυνση αζώτου και φωσφόρου

Τόσο η πρωτοβάθμια όσο και η δευτεροβάθμια ιλύς φέρουν πολύ μεγάλο ρυπαντικό φορτίο και ως εκ τούτου, θα πρέπει να υποστούν κατάλληλη επεξεργασία πριν τη διάθεσή τους. Να σημειωθεί εδώ, πώς η ιλύς δε διατίθεται στον ίδιο αποδέκτη με τα επεξεργασμένα υγρά απόβλητα, αλλά σε Χ.Υ.Τ.Α., μετά από κατάλληλη επεξεργασία.
Η επεξεργασία της ιλύος έχει τρεις (3) κυρίως στόχους: α) Τη μείωση του όγκου της ιλύος με σκοπό την ευκολότερη μεταφορά και διάθεσή της, β) τη σταθεροποίησή της (δηλ. τη μείωση των οργανικών ουσιών που περιέχει) με σκοπό την ασφαλέστερη τελική διάθεση και γ) τη μείωση των παθογόνων μικροοργανισμών.

Οι τυπικές διαδικασίες επεξεργασίας της ιλύος περιλαμβάνουν τα εξής στάδια:

α) Πάχυνση (thickening), για αύξηση της συγκέντρωσης των στερεών και ελάττωση του όγκου μέσω διαχωρισμού των στερεών από το μεγαλύτερο μέρος του νερού το οποίο περιέχεται στην ιλύ (εικόνα 64). Αυτό επιτυγχάνεται είτε με καθίζηση είτε με επίπλευση δηλ. με παροχή αέρα από τον πυθμένα της δεξαμενής, οπότε τα στερεά παρασύρονται στην επιφάνεια από τις φυσαλίδες του αέρα.

β) Σταθεροποίηση (stabilization), για τη μείωση των παθογόνων μικροοργανισμών και την αποφυγή δυσάρεστων οσμών και εντόμων. Για να επιτευχθούν οι στόχοι αυτοί, θα πρέπει να εξαντληθούν οι οργανικές βιοδιασπάσιμες ενώσεις που μπορούν να αποτελέσουν υπόστρωμα για την ανάπτυξη βιολογικής δραστηριότητας. Η σταθεροποίηση της ιλύος γίνεται με διάφορους τρόπους, όπως η χημική οξείδωση, η θερμική αποστείρωση, και, πιο συχνά, η αναερόβια χώνευση. Στην αναερόβια χώνευση χρησιμοποιούνται μικροοργανισμοί, απουσία οξυγόνου, για τη σταθεροποίηση της ιλύος μέσα σε δεξαμενές μέσω της μετατροπής της σε μεθάνιο και ανόργανα προϊόντα (συμπεριλαμβανομένου διοξειδίου του άνθρακα).

γ) Προετοιμασία για απονέρωση (conditioning). Η διαδικασία αυτή γίνεται κατά κύριο λόγο με χρήση κάποιων χημικών, όπως ο σίδηρος (Fe3+) και ο υδράσβεστος. Με την προσθήκη τους στην ιλύ επιτυγχάνεται η συσσωμάτωσή της (συμπύκνωση), οπότε και διευκολύνεται η διαδικασία της αφυδάτωσης.

δ) Αφυδάτωση ή απονέρωση (dewatering). Στόχος της απονέρωσης είναι: α) η μείωση του κόστους μεταφοράς της επεξεργασμένης ιλύος, β) η ευκολότερη διαχείριση της στερεάς επεξεργασμένης ιλύος αντί της ρευστής (μη απονερωμένης) γ) η ευκολότερη καύση (όταν αυτή εφαρμόζεται), γ) η απαλλαγή από οσμές και δ) η αποφυγή στράγγισης (όταν γίνεται ταφή). Η απονέρωση γίνεται κυρίως με μηχανικούς τρόπους.

ε) Διάθεση (Disposal) σε χωματερή ή ως εδαφοβελτιωτικό. Η ιλύς που παράγεται κατά την επεξεργασία των λυμάτων στην Ελλάδα διατίθεται κυρίως σε χώρους υγειονομικής ταφής μαζί με αστικά στερεά απόβλητα, χωρίς να έχει εφαρμοστεί ποτέ η μέθοδος διάθεσης στη θάλασσα. Πολύ περιορισμένη είναι και επαναχρησιμοποίηση της ιλύος ως εδαφοβελτιωτικού.

3.3.7. Εναλλακτικές μέθοδοι επεξεργασίας
Εκτός από τη μέθοδο της ενεργού ιλύος έχουν αναπτυχθεί και πολλές άλλες μέθοδοι για την επεξεργασία των αποβλήτων. Συνοπτικά, οι σημαντικότερες μέθοδοι είναι:

α) Τα βιολογικά φίλτρα ή χαλικο-διυλιστήρια
β) Οι βιολογικοί πύργοι
γ) Οι βιολογικοί δίσκοι
δ) Τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας.

Από τις μεθόδους αυτές, τα βιολογικά φίλτρα και τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας είναι που βρίσκουν τη μεγαλύτερη εφαρμογή. Το βιολογικό φίλτρο (σχήμα 10), όπως και το σύστημα ενεργού ιλύος έχει ως στόχο την απομάκρυνση των οργανικών ουσιών από τα λύματα με τις διαδικασίες της βιολογικής οξείδωσης και σύνθεσης. Η βασική διαφορά των δύο συστημάτων έγκειται στο ότι, ενώ στο σύστημα ενεργού ιλύος η βιομάζα βρίσκεται σε αιώρηση, στα βιολογικά φίλτρα οι μικροοργανισμοί είναι προσκολλημένοι σε ένα σταθερό φορέα. Πρόκειται για μία κυλινδρική (συνήθως) δεξαμενή γεμάτη με ένα αδρανές υλικό (πλαστικό ή χαλίκι) όπου αναπτύσσονται μικροοργανισμοί. Τα απόβλητα διαβρέχουν το υλικό και αναπτύσσεται βιολογική δράση, παρουσία οξυγόνου από την ατμόσφαιρα.

Σχήμα 10. Τυπικό βιολογικό φίλτρο

Πηγή: Βαγενάς, 2006

Φυσικά συστήματα επεξεργασίας ονομάζονται αυτά που η επεξεργασία γίνεται με φυσικά μέσα και διεργασίες. Κατατάσσονται σε δυο κατηγορίες:

α) Τα συστήματα που βασίζονται στο έδαφος.
β) Τα συστήματα που βασίζονται σε φυσικούς ή τεχνητούς υγροβιότοπους και σε συστήματα επιπλεόντων υδροχαρών φυτών.

Τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας, ουσιαστικά, αναπαριστούν τη δομή και τη λειτουργία των φυσικών υγροβιότοπων που περιέχουν μια πλούσια μικροβιακή κοινότητα, ικανή να επιτύχει τη βιοχημική διάσπαση των ρυπαντών (σχήματα 11α & 11β).

Σχήμα 11α: Εδαφικά φυσικά συστήματα επεξεργασίας


Πηγή: Metcalf and Eddy,1991 και Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995

 

Σχήμα 11β: Συστήματα που βασίζονται σε φυσικούς
ή τεχνητούς υγροβιότοπους και σε συστήματα επιπλεόντων υδροχαρών φυτών

Πηγή: Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995 και Kim et.al. 2006

3.4. Υγρά βιομηχανικά απόβλητα
Τα βιομηχανικά απόβλητα, όπως προαναφέραμε, έχουν κάποιες ιδιαιτερότητες σε σχέση με τα αστικά:

  1. Διαφορετική χημική σύνθεση (π.χ. ύπαρξη χημικών ρύπων, υψηλό οργανικό φορτίο)
  2. Διαφορετική επικινδυνότητα (π.χ. ύπαρξη τοξικών ρύπων, όπως τα βαρέα μέταλλα)
  3. Μεγάλη διακύμανση υδραυλικών και ρυπαντικών φορτίων (π.χ. ανάλογα με την παραγωγική διαδικασία του εργοστασίου, είναι δυνατόν η παραγωγή αποβλήτων να πραγματοποιείται σε διάστημα λίγων ωρών)
  4. Ακανόνιστη συχνότητα εκπομπών (φύση της παραγωγικής διαδικασίας, εποχικότητα λειτουργίας, ανυπαρξία αγοράς για τα τελικά προϊόντα όλο το χρόνο)

Είναι, λοιπόν, φανερό πως το κάθε είδος βιομηχανικών αποβλήτων αποτελεί μια ξεχωριστή περίπτωση. Η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου εξαρτάται από σειρά παραμέτρων, όπως:

  1. τα χαρακτηριστικά των αποβλήτων (είδος και φύση ρυπαντών, βιοδιασπαστική ικανότητα, τοξικότητα οργανικών και ανόργανων συστατικών)
  2. την απαιτούμενη ποιότητα της τελικής εκροής (με βάση τα χαρακτηριστικά του αποδέκτη, νομοθεσία)
  3. το κόστος της επεξεργασίας και τη διαθεσιμότητα γης για την κατασκευή της εγκατά­στα­σης.

Όπως και στα αστικά απόβλητα, έτσι και στα βιομηχανικά, η προεπεξεργασία αποτελεί το πρώτο στάδιο επεξεργασίας. Τα στάδια της εσχάρωσης, της εξάμμωσης και της συλλογής λιπών και ελαιών είναι συνήθως τα ίδια. Στα βιομηχανικά απόβλητα όμως, προστίθεται συνήθως και ένα ακόμη στάδιο που αφορά στην εξουδετέρωση του pH των αποβλήτων, καθώς μπορεί να είναι πολύ βασικά ή όξινα για τη βιολογική επεξεργασία.

Η βιολογική (δευτερογενής) επεξεργασία γίνεται με τις ίδιες περίπου μεθόδους, δηλαδή, της ενεργού ιλύος, με βιολογικά φίλτρα κ.λπ.
Η τριτοβάθμια επεξεργασία είναι συνήθως διαφορετική και προστίθεται σε ορισμένες περιπτώσεις για την αφαίρεση ειδικών ρυπαντών. Συνήθως εφαρμόζονται τεχνικές, όπως η διύλιση (για την απομάκρυνση κολλοειδών), η προσρόφηση σε ενεργό άνθρακα ή η χημική οξείδωση (για την απομάκρυνση διαλυμένων οργανικών ενώσεων).
Επίσης, στα βιομηχανικά απόβλητα εφαρμόζονται και ξεχωριστές επεξεργασίες σε ξεχωριστά ρεύματα αποβλήτων. Έτσι, αν τα απόβλητα περιέχουν μεγάλες ποσότητες βαρέων μετάλλων, φυτοφαρμάκων και γενικότερα τοξικών ενώσεων, που δεν απομακρύνονται κατά την προεπεξεργασία και παρεμποδίζουν τη βιολογική επεξεργασία, εφαρμόζονται ξεχωριστές τεχνικές για την απομάκρυνση των ενώσεων αυτών, πριν το βιολογικό στάδιο (π.χ. προσρόφηση σε ενεργό άνθρακα, χημική οξείδωση, ιοντοανταλλαγή κ.λπ.).

3.5. Ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση υγρών αποβλήτων
Η μεγάλη κατανάλωση νερού σε συνδυασμό με τα προβλήματα ρύπανσης των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων, έφερε στο προσκήνιο την ανάγκη εξοικονόμησης του υδατικού δυναμικού του πλανήτη. Εκτός από τις προσπάθειες για μειωμένη κατανάλωση, μια σειρά εναλλακτικών λύσεων έχει προταθεί για την επίλυση του προβλήματος της διαθεσιμότητας των υδατικών πόρων.

Μια από αυτές τις λύσεις είναι η επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων. Η πιο ρεαλιστική προσέγγιση στο θέμα της επαναχρησιμοποίησης των υγρών αποβλήτων είναι η χρήση τους για μη πόσιμους σκοπούς, δηλαδή, για αγροτικές, αστικές, βιομηχανικές χρήσεις, καθώς και για φόρτιση των υπόγειων υδροφορέων (που δεν χρησιμοποιούνται για ύδρευση). Λιγότερο ρεαλιστική, αλλά όχι ουτοπική, στις μέρες μας είναι η χρήση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων για πόση ή για εμπλουτισμό του δικτύου ύδρευσης. Αν και η τεχνολογία παραγωγής πόσιμου ύδατος από υγρά αστικά απόβλητα είναι δεδομένη (π.χ. στους διαστημικούς σταθμούς, όπου πρακτικά το σύνολο των αποβλήτων ανακυκλώνεται), η χρήση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων για ύδρευση δεν είναι αποδεκτή από το κοινωνικό σύνολο.
Αντίθετα, η επαναχρησιμοποίηση για μη πόσιμους σκοπούς έχει βρει ευρεία απήχηση παγκοσμίως. Η μεγαλύτερη ανάκτηση επεξεργασμένων αποβλήτων αφορά στις αγροτικές χρήσεις όπου σημειώνεται και η μεγαλύτερη απαίτηση για νερό. Αξίζει να σημειωθεί πως σε παγκόσμιο επίπεδο το ποσοστό του νερού που χρησιμοποιείται για γεωργικές εφαρμογές υπερβαίνει το 70% της συνολικής κατανάλωσης νερού, ενώ στην Ελλάδα το ποσοστό αυτό ανέρχεται περίπου στο 86%.
Για να επιτραπεί η επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων σε γεωργικές εφαρμογές, εξετάζεται μια σειρά παραμέτρων που σχετίζονται με:

  1. τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του επεξεργασμένου νερού
  2. το είδος της καλλιέργειας
  3. τα χαρακτηριστικά της περιοχής (τοπογραφία, χαρακτηριστικά εδάφους, χρήσεις γης, γεωλογικές συνθήκες, κ.λπ.)
  4. τη μέθοδο άρδευσης (άρδευση με καταιονισμό, επιφανειακή άρδευση ή τοπική άρδευση) και
  5. την πρακτική της άρδευσης (περιορισμένη ή απεριόριστη).

Είναι προφανές πως το επεξεργασμένο νερό θα πρέπει να τηρεί κάποιες αυστηρές προδιαγραφές ποιότητας πριν τη χρήση του. Η Ελλάδα δεν έχει ακόμη θεσπίσει προδιαγραφές για την επαναχρησιμοποίηση των λυμάτων, έτσι, θα μπορούσε κάποιος να θεωρήσει ότι ισχύουν οι προδιαγραφές πού έχει εκδώσει ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO), οι οποίες, όμως, κατά γενικό κριτήριο θεωρούνται μη αυστηρές. Για το λόγο αυτό, πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν θεσπίσει τα δικά τους κριτήρια για την επαναχρησιμοποίηση των λυμάτων. Τα κριτήρια, για παράδειγμα, που έχει θεσπίσει η Κύπρος αναλύονται στον Πίνακα 5.

Σημαντικό στοιχείο της επαναχρησιμοποίησης επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση είναι το αν αυτή είναι περιορισμένη, δηλαδή, αν εφαρμόζεται σε ορισμένα είδη καλλιεργειών ή είναι απεριόριστη. Η περιορισμένη άρδευση με επεξεργασμένα υγρά απόβλητα, δηλαδή η επαναχρησιμοποίηση των αποβλήτων σε καλλιέργειες που οι καρποί δεν καταναλώνονται ωμοί, αποτελεί ένα σημαντικό κριτήριο που προστατεύει τη δημόσια υγεία, απαιτεί, όμως, αυστηρό έλεγχο για τη διασφάλιση της τήρησής του. Για τις ελληνικές συνθήκες, πάντως, δε συνιστάται προς το παρόν η εφαρμογή της περιορισμένης άρδευσης (Στάμου, 2004).

Πίνακας 5: Κριτήρια της Κύπρου για αστικά λύματα που θα χρησιμοποιηθούν
για άρδευση (Πηγή:
Dodou, 2000)

Άρδευση

BOD5
(mg/L)

Αιωρούμενα στερεά (mg/L)

Κολοβα­κτηρίδια

Εντερικοί σκώληκες/L

Απαιτούμενη επεξεργασία

Απεριόριστη άρδευση (α)

(A) 10*

10*

5*
15**

Μηδέν

Δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια
και απολύμανση

Χώροι αναψυχής ελεύθερης πρόσβασης- άρδευση καλλιεργειών προϊόντων που τρώγονται μαγειρεμένα ή μετά από επεξεργασία

(Α) 10*
15**

10*
15*

10*
100**

Μηδέν

Δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια
και απολύμανση

Περιορισμένη άρδευση- χώροι αναψυχής περιορισμένης πρόσβασης

(Α) 20*
30**

30*
45**

200*
1.000**

Μηδέν

Δευτεροβάθμια και αποθήκευση για πάνω από 7 ημέρες και απολύμανση ή τριτοβάθμια και απολύμανση

Περιορισμένη άρδευση- χώροι αναψυχής περιορισμένης πρόσβασης (εναλλακτικά)

(Β) -

 

200*
1.000**

Μηδέν

Λίμνες σταθε­ρο­ποίησης- ωρί­μανσης, συνολικός χρόνος παραμονής πάνω
από 30 ημέρες ή δευτεροβάθμια και αποθήκευση για πάνω από 30 ημέρες

Καλλιέργειες για ζωοτροφές

(Α) 20*
30**

30*
45**

1.000*
5.000**

Μηδέν

Δευτεροβάθμια και αποθήκευση για πάνω από 7 ημέρες ή τριτοβάθμια και απολύμανση

(B) -

-

5.000*

Μηδέν

Λίμνες σταθερο­ποίησης- ωρίμανσης, συνολικός χρόνος παραμονής πάνω
από 30 ημέρες ή δευτεροβάθμια και αποθήκευση για πάνω από 30 ημέρες

Βιομηχανικές καλλιέργειες (καλλιέργειες που παράγουν προϊόντα τα οποία υποβάλλονται σε περαιτέρω επεξεργασία πριν την κατανάλωσή τους)

(Α) 50*
70**

-

3.000*
10.000**

-

Δευτεροβάθμια και απολύμανση

(Β) -

 

3.000*
10.000**

 

Λίμνες σταθερο­ποίησης- ωρί­μανσης, συνολικός χρόνος παραμονής πάνω από 30 ημέ­ρες ή δευτερο­βάθμια και αποθή­κευση για πάνω από 30 ημέρες

Α:    Κλασικές μέθοδοι επεξεργασίας Β. Λίμνες σταθεροποίησης
*:     Τιμές που δεν επιτρέπεται να τις υπερβεί πλέον του 80% των δειγμάτων ανά μήνα, με ελάχιστο αριθμό 5 δειγμάτων ανά μήνα.
**:   Μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή
α:     Εξαιρούνται φυλλώδη λαχανικά που τρώγονται ωμά, β: πατάτες, ζαχαρότευτλα και ομοειδή

Πληθώρα εφαρμογών επαναχρησιμοποίησης επεξεργασμένων υγρών λυμάτων για άρδευση έχουν αναπτυχθεί ανά την υφήλιο. Για παράδειγμα, το 90% των λυμάτων της πόλης του Μεξικού χρησιμοποιείται μετά από κατάλληλη επεξεργασία για την άρδευση 90.000 εκταρίων. Ομοίως, περίπου 130 εκατ. κυβικά μέτρα αποβλήτων το χρόνο από την πόλη του Tel Aviv διατίθενται μετά από επεξεργασία για τον εμπλουτισμό του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα και στη συνέχεια αντλούνται για την άρδευση των αγροτικών εκτάσεων στην έρημο Negev. Στην Ουγγαρία χρησιμοποιούνται περίπου 300 εκατ. κυβικά μέτρα εκροής υγρών αποβλήτων το χρόνο για άρδευση διαφόρων αροτραίωνκαλλιεργειών (όπως σίτος, η κριθή, ο αραβόσιτος, η σίκαλη, η κράμβη, το ηλιοτρόπιο, κ.λπ.) και φυτειών λεύκης.

Στην Ελλάδα η επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων υγρών αστικών αποβλήτων για άρ­δευ­ση βρίσκεται σε ερευνητικό επίπεδο, με πιλοτικά έργα να λειτουργούν ή να βρίσκονται σε φά­ση κατασκευής. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα εργασιών επαναχρησιμοποίησης διεξά­γε­ται από το ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. στη περιοχή Θεσσαλονίκης, οι οποίες αφορούν στην άρδευση ζαχαρό­τευτλων, βάμβακος, ρυζιού, καθώς και ντομάτας και ζέρμπερας σε θερμοκήπιο, με ιδιαίτερα θετικά αποτελέσματα (εικόνες 65α, 65β).

Άδρευση ζαχαρότευτλων με επεξεργασμένα απόβλητα στη περιοχή Γαλλικού Θεσσαλονίκης
 
Ζέρμπερες αρδευμόμενες με επεξεργασμένα αστικά απόβλητα σε θερμοκήπιο

Πηγή: Παρισόπουλος και συν., 2001

Η επαναχρησιμοποίηση των υγρών αποβλήτων για αστικές χρήσεις έχει επίσης βρει μεγάλη εφαρμογή. Αυτή αφορά στην άρδευση κοινόχρηστων χώρων, όπως το πότισμα κήπων σε οικίες, την άρδευση δημοτικών πάρκων, τη χρήση τους σε παράλληλο κύκλωμα ύδρευσης για την τροφοδοσία στα καζανάκια των τουαλετών, τη δημιουργία τεχνητών λιμνών αναψυχής, την αποθήκευση ύδατος για σκοπούς πυρόσβεσης, τα πλυντήρια αυτοκινήτων κ.λπ. Χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα των Ολυμπιακών Αγώνων του 2000 στο Sydney της Αυστραλίας, όπου περίπου 7.000 κυβικά μέτρα ανακυκλωμένων λυμάτων χρησιμοποιούνταν καθημερινά στις αθλητικές εγκαταστάσεις για την έκπλυση των τουαλετών και για άρδευση του πρασίνου. Η πλεονάζουσα ποσότητα των ανακυκλωμένων λυμάτων παροχετευόταν σε περίπου 2.000 παρακείμενες οικίες και χρησιμοποιούταν για τους ίδιους σκοπούς. Στην Ελλάδα η επαναχρησιμοποίηση γίνεται σε ορισμένες ξενοδοχειακές μονάδες και περιοχές ιδιωτικής πολεοδόμησης, όπου υποχρεωτικά χρησιμοποιούνται τα δευτεροβάθμια επεξεργασμένα λύματα για άρδευση των χώρων πρασίνου.

Η χρησιμοποίηση του ανακυκλωμένου νερού στη βιομηχανία, το οποίο συνήθως παράγεται ως παραπροϊόν κατά τις διάφορες διεργασίες, είναι σχετικά σύνηθες φαινόμενο. Οι κυριότερες χρήσεις του είναι στην ψύξη, στη μεταποίηση και στη βαριά βιομηχανία. Στην Ελλάδα μια τέτοια εφαρμογή έχει αναπτυχθεί στο Κέντρο Επεξεργασίας Λυμάτων Ψυτάλλειας, όπου βρίσκεται εγκατεστημένη η μονάδα επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων του λεκανοπεδίου Αθηνών. Εκεί ανακυκλώνονται περίπου 30.000 κυβικά μέτρα αποβλήτων την ημέρα, αφού επεξεργαστούν σε αυτόματους ηθμούς (φίλτρα). Τα 2/3 του ανακυκλωμένου ύδατος χρησιμοποιείται ως νερό ψύξης των συμπιεστών αέρα και ως νερό παρασκευής διαλυμάτων πολυηλεκτρολυτών, ενώ το υπολειπόμενο 1/3 απολυμαίνεται με εφαρμογή υπεριώδους ακτινοβολίας (UV) και χρησιμοποιείται για άρδευση του πρασίνου και ως νερό πλύσης διαφόρων εξαρτημάτων.

Ο εμπλουτισμός υπόγειων υδροφορέων αποτελεί μια ακόμα σημαντική εφαρμογή της επαναχρησιμοποίησης των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων και εξυπηρετεί ποικίλες ανάγκες, όπως:

  1. την παρεμπόδιση διείσδυσης θαλασσίου ύδατος στους υδροφορείς
  2. την ανύψωση της στάθμης των υφισταμένων υδροφορέων
  3. την αποθήκευση νερού για σκοπούς άρδευσης ή ακόμη και ύδρευσης

Αν και όλες οι εφαρμογές ενέχουν το δυνητικό κίνδυνο της ρύπανσης ή της μόλυνσης του υπόγειου υδροφορέα, εάν τα απόβλητα δεν έχουν υποστεί τον απαιτούμενο βαθμό επεξεργασίας, η τελευταία εφαρμογή αντιμετωπίζεται με περισσότερο σκεπτικισμό από τους καταναλωτές σε σχέση με τις άλλες δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης.