| Περίληψη: | Τα τελευταία χρόνια, τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο αλλά κυρίως σε Ευρωπαϊκό,
παρατηρείται μια προσπάθεια για θέσπιση διαρκώς αυστηρότερων νόμων και
διατάξεων που αφορούν την πολιτική περιβάλλοντος, αντικατοπτρίζοντας την
αυξημένη οικολογική συνείδηση του συνόλου των πολιτών. Παράλληλα,
αναζητούνται μέθοδοι και τεχνικές προκειμένου σε όλους τους τομείς
δραστηριότητας των ανθρώπων να επιτυγχάνεται περιορισμός της ρύπανσης. Μέσα
σε αυτό το γενικότερο πλαίσιο διαχείρισης, ιδιαίτερη σημασία έχουν τα έργα
αποχέτευσης και επεξεργασίας αποβλήτων, που ως σκοπό έχουν την όσο το δυνατόν
γρηγορότερη και οικονομικότερη απομάκρυνση των ακάθαρτων και βλαβερών για το
περιβάλλον νερών (απόβλητα), καθώς και την κατάλληλη επεξεργασία (καθαρισμό
τους), ώστε να διατεθούν ακίνδυνα στο περιβάλλον (Αραβώσης et al, 2003).
Σκοποί της διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων είναι η απομάκρυνση των
αιωρούμενων σωματίων, της οργανικής ύλης, των μικροβιακών οργανισμών και της
τροφικής τους αλυσίδας, αφήνοντας τα υγρά που απομένουν κατάλληλα για
απορρόφηση από το έδαφος ή τη διάθεσή τους σε ποτάμια ή στη θάλασσα. Οι τρεις
βασικές στάθμες της διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων χαρακτηρίζονται ως
πρωτοβάθμια, δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια. Κατά την πρωτοβάθμια επεξεργασία
πρέπει να απομακρύνονται περίπου τα δυο τρίτα των αιωρούμενων σωματίων και το
ένα τρίτο της οργανικής ύλης. Στη δευτεροβάθμια επεξεργασία σε δοχεία ή
επιφάνειες αερισμού γίνεται αποδόμηση των μικροοργανισμών που μεταλλάσσονται
σε οργανική ύλη. Στο πέρας της χρησιμοποιείται πολλές φορές χλώριο ή ενώσεις του
για την απομάκρυνση των επιβλαβών μικροβίων. Αυτή είναι η τριτοβάθμια
επεξεργασία, που απαιτείται μόνο όταν πρέπει τα επεξεργασμένα λύματα να χυθούν
σε περιβαλλοντολογικά ευαίσθητη υγρή όδευση, οπότε απομακρύνονται οι θρεπτικές
ουσίες, όπως αζωτούχες και φωσφορούχες ενώσεις που διευκολύνουν την ανάπτυξη
βακτηρίων, μικροβιακών ή άλλων οργανισμών. Πρέπει να τονιστεί ότι οι τρεις αυτές
διαδικασίες δεν είναι ποτέ πλήρως διαχωρισμένες και γενικά εξαρτώνται από το σύστημα επεξεργασίας λυμάτων και τις απαιτήσεις αποδόμησής τους. Οι
υποχρεώσεις των μηχανικών, των ιδιοκτητών και των ενοίκων που ισχύουν για τις
κεντρικές αποχετεύσεις κτιρίων ή οικισμών περιλαμβάνονται σε σχετική Υγειονομική
Διάταξη (Aπ. E1β/221 της 22.1/ 24.2.1965 ΦEK 138B) ή αναφέρονται στο Γ.O.K.,
στον Kτιριοδομικό Kανονισμό και στην T.O.T.E.E. 2412/ 86. Προϋπόθεση για την
κατασκευή ιδιωτικού συστήματος συλλογής, επεξεργασίας και διάθεσης των υγρών
αποβλήτων είναι η έκδοση άδειας από την αρμόδια αρχή. H προστασία του
περιβάλλοντος, του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα και των θαλασσών επιβάλλει την
αποφυγή διάθεσης λυμάτων κατά τρόπο που να προξενεί μόλυνση στο υδατικό
απόθεμα της γης. Είναι έτσι αναγκαίο σε κάθε περίπτωση που δεν έχει εξασφαλιστεί
κεντρικό δίκτυο αποχέτευσης να λαμβάνονται μέτρα διάθεσης των λυμάτων με
κατασκευές που γίνονται με δαπάνη των κατασκευαστών των κτιρίων ή των οικισμών
ώστε να εξασφαλίζεται διάθεση των λυμάτων κατά τρόπο που να μην επηρεάζεται
δυσμενώς το περιβάλλον. Η νομοθεσία η σχετική με τη διάθεση των λυμάτων κτιρίων
σε περιοχές χωρίς κεντρικό δίκτυο αποχέτευσης επιβάλλει την υποβολή μελέτης
επεξεργασίας και διάθεσής τους (Τσίγκας, 2003)
Τα τελευταία χρόνια, προκειμένου να ελεγχθεί η ρύπανση και να αποφευχθεί
η περαιτέρω υποβάθμιση των υδατικών πόρων του πλανήτη, έχουν θεσπιστεί ειδικές
νομοθετικές διατάξεις, που αφορούν στη βιολογική διεργασία των υγρών αποβλήτων
πριν αυτά διατεθούν στους υδάτινους αποδέκτες. Έτσι η βιολογική απομάκρυνση
τόσο του οργανικού φορτίου όσο και των θρεπτικών συστατικών (κυρίως αζώτου και
φωσφόρου) έχει καταστεί πλέον επιτακτική.
Οι διεργασίες βιολογικής απομάκρυνσης του αζώτου μέσω της νιτροποίησης
και της απονιτροποίησης βρίσκουν σήμερα ευρεία εφαρμογή στην επεξεργασία τόσο
των αστικών και των βιομηχανικών υγρών αποβλήτων όσο και στην
προεπεξεργασία του πόσιμου νερού. Η νιτροποίηση (βιολογική οξείδωση της
αμμωνίας) υλοποιείται από δύο διαφορετικές κατηγορίες αυτότροφων βακτηριών. Η
πρώτη ομάδα (νιτρωδοποιητές) μετατρέπει την αμμωνία (NH+4 ) σε νιτρώδη(NO−2 )
και στη συνέχεια η δεύτερη ομάδα, οι νιτρικοποιητές, οξειδώνει περαιτέρω το
ενδιάμεσο προϊόν (νιτρώδη) σε νιτρικά (NO −
3 ). Η απονιτροποίηση είναι η βιολογική
διεργασία, η οποία ευθύνεται για την απομάκρυνση του αζώτου με τη μορφή τωννιτρικών και/ή νιτρωδών από τα απόβλητα μέσω της μετατροπής τους σε αέριο
άζωτο.
Τα τελευταία χρόνια, γίνεται σημαντική ερευνητική προσπάθεια για να
παρακαμφθεί το στάδιο της νιτρικοποίησης. Είναι επιθυμητό η αμμωνία να
οξειδώνεται σε νιτρώδη και μετά απευθείας να λαμβάνει χώρα η απονιτροποίηση,
παρά να γίνεται πρώτα η μετατροπή σε νιτρικά στα συστήματα απομάκρυνσης
αζώτου. Θεωρητικά εξοικονομείται περίπου 25% σε δέκτη ηλεκτρονίων (οξυγόνο)
και 40% σε δότη ηλεκτρονίων, ενώ επίσης ο ρυθμός απονιτροποίησης αυξάνεται
κατά 63% με μικρότερη παραγωγή βιομάζας, οφέλη ιδιαίτερα σημαντικά από
οικονομικής πλευράς, καθώς μειώνεται αρκετά το κόστος λειτουργίας της μονάδας
επεξεργασίας αποβλήτων. Η παράκαμψη αυτή συνήθως επιτυγχάνεται ρυθμίζοντας
κατάλληλα τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, το pH και τη θερμοκρασία.
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εύρεση του βέλτιστου τρόπου
λειτουργίας αντιδραστήρα SBR μέσω σχεδιαστικών και λειτουργικών
διαφοροποιήσεων με σκοπό την απομάκρυνση του αζώτου από τα λύματα με
παράκαμψη της παραγωγής των νιτρικών. Έγινε χρήση των κατάλληλων ρυθμίσεων
του πλήθους και της διάρκειας των αερόβιων και ανοξικών φάσεων λειτουργίας του
αντιδραστήρα σύμφωνα με την προηγούμενη γνώση που είχαμε αποκτήσει από την
εμπειρία του εργαστηρίου πάνω σε αυτή την τεχνολογία και την πατέντα που έχει
εξελίχθη στο εργαστήριο μας. Έτσι έγινε περαιτέρω εξέλιξη της πιλοτικής μονάδας
που είχε εγκατασταθεί στο χώρο του Βιολογικού Καθαρισμού της πόλεως της Πάτρα
σε μεγαλύτερη κλίμακα και σε πραγματικές συνθήκες μεταβολής οργανικής
φόρτισης.
Κατά την διάρκεια της παρούσας εργασίας έγινε σχεδιασμός και κατασκευή
τριών διαφορετικών μονάδων επεξεργασίας λυμάτων τύπου SBR.
|
|---|
