Γεωλογία - Διαχείριση Φυσικών Πόρων (Α Γενικού Λυκείου - Επιλογής)
 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ | |
| 10.1. Υγρά απόβλητα Τα απόβλητα των πόλεων και των βιομηχανιών είναι στερεά, υγρά και αέρια. Τα υγρά απόβλητα έχουν μεγάλη ποσότητα νερού. Για μια πόλη ενός εκατομμυρίου κατοίκων χρειάζονται άνω των 10 εκατομμυρίων λίτρων νερού κάθε μέρα. Έτσι τα απόβλητα της πόλης αυτής είναι άνω των 10 εκατομμυρίου λίτρων την ημέρα, αφού όσο νερό καταναλώνεται τόσο αποβάλλεται, εκτός από το βρόχινο.Στη βιομηχανία το νερό χρησιμοποιείται πολύ και παντού. Βαφεία υφασμάτων, βυρσοδεψεία, χαρτοποιεία, θερμοηλεκτρικοί σταθμοί | κ.λπ. χρησιμοποιούν πολύ νερό. Μόνο το χαρτί που γίνεται με καθίζηση ινών του ξύλου πάνω σε δίκτυ που αιωρείται σε νερό σε αναλογία 1%, χρειάζεται για φιλτράρισμα ενός τόνου, 100 τόνους νερού, που ένα μόνο μέρος τους ανακυκλώνεται στο εργοστάσιο. Κάθε βιομηχανία χρησιμοποιεί δική της μέθοδο εργασίας και ρυπαίνει με διαφορετικό τρόπο το νερό. Άρα χρειάζεται ιδιαίτερη μέθοδος κατεργασίας των αποβλήτων, ώστε να ξαναχρησιμοποιηθεί το νερό ή να απορριφθεί χωρίς να βλάψει το περιβάλλον. Τα αστικά λύματα είναι αυτά που προέρχονται από κατοικίες, υπηρεσίες, ξενοδοχεία κ.ά. |
| ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 | |
| Πολλά μεγάλα ξενοδοχεία διαθέτουν δικό τους σύστημα επεξεργασίας λυμάτων και χρησιμοποιούν το νερό για ύδρευση καλλωπιστικών φυτών. Αυτό κάνουν και μερικά εργοστάσια. Τα λύματα από κατοικίες δεν μπορούν να υποστούν καμία επεξεργασία από την κάθε οικογένεια. Απορρίπτονται στον υπόνομο και συγκεντρώνονται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, όπου εκεί διαχωρίζεται το νερό από τα στερεά και επιπλέον καθαρίζεται, απολυμαίνεται και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. Τα στερεά μπορεί να διαχωριστούν και να πάρουμε από αυτά λίπος για σαπωνοποιία, να χρησιμοποιηθούν σαν οργανικό και ανόργανο λίπασμα, να ζυμωθούν προς βιαέριο (μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα σε αναλογία 50:50, αν προέρχεται από υδατάνθρακες, 70:30 αν προέρχεται από λευκώματα ή λίπη) ή ακόμη να καούν μετά από ξήρανση μετατρέποντας την ενέργειά τους σε ηλεκτρική. 10.1.1. Προέλευση και χαρακτηρισμόςαποβλήτων Τα υγρά απόβλητα μπορεί να προέρχονται:α Από κατοικίες, ξενοδοχεία, σχολεία, γραφεία. β Από βιομηχανίες, βιοτεχνίες που περιέχουν λιγότερα λύματα κατοικίας, αλλά περισσότερα λύματα από επεξεργασία δέρματος, μετάλλου, χαρτοπολτού, υφασμάτων κ.λπ. Και αυτά ρίπτονται στους υπονόμους συνήθως χωρίς προηγούμενη επεξεργασία, γΑπό τους δρόμους. Οι δρόμοι μαζεύουν το νερό της βροχής και το διοχετεύουν συνήθως σε ιδιαίτερο δίκτυο. Φυσικά χαρακτηριστικά. Τα φυσικά χαρακτηριστικά των αποβλήτων είναι η περιεκτικότητα σε στερεά, το χρώμα, η οσμή και η θερμοκρασία τους. Τα στερεά μπορεί να αιωρούνται ή να είναι διαλυμένα, ή να είναι σε κολλοειδή διασπορά. Το χρώμα των λυμάτων εξαρτάται από το χρόνο επώασής τους. Σκουραίνουν όταν υποστούν σήψη, ενώ έχουν διάφορα χρώματα ανάλογα με την προέλευση τους. Η οσμή γίνεται πιο δυσάρεστη με την επώαση | και οφείλεται στην έκλυση αμμωνίας και κυρίως υδροθείου. Η δυσάρεστη οσμή δεν σημαίνει και κίνδυνο μόλυνσης, εκτός αν πρόκειται για βιομηχανικά απόβλητα, οπότε ο κίνδυνος δεν προέρχεται από μικρόβια, αλλά από τοξικές ουσίες, διαλυτικά, οξέα κ.ά. Η θερμοκρασία τέλος παίζει σπουδαίο ρόλο. Τα απόβλητα των κατοικιών έχουν υψηλότερη θερμοκρασία από το περιβάλλον, έτσι ευνοείται η ανάπτυξη μικροοργανισμών. Αν τα λύματα εργοστασίου είναι θερμά (νερά ψύξης μηχανών, λουτρά βαφής υφασμάτων) το φαινόμενο είναι πιο έντονο. Επιπλέον η διαλυτότητα του οξυγόνου και των άλλων αερίων ελαττώνονται με αποτέλεσμα την αλλαγή της ισορροπίας των μικροοργανισμών. Τα διαλυμένα στερεά μπορεί να είναι ανόργανα ή οργανικά : Τα ανόργανα είναι ενώσεις του αζώτου όπως αμμωνία, νιτρώδη και νιτρικά ανιόντα. Στα ανόργανα διαλυμένα στερεά υπάγονται και οι ενώσεις του φωσφόρου, φωσφορικά και όξινα φωσφορικά άλατα. Αποτελούν εξαιρετικό λίπασμα για τα φυτά και μαζί με τις ενώσεις του αζώτου αυξάνουν το φαινόμενο του ευτροφισμού. Τα χλωριούχα προέρχονται από τα αστικά απόβλητα. Η αλκαλικότητα του νερού οφείλεται σε διαλυμένα άλατα ασβεστίου, μαγνησίου και κυρίως νατρίου. Η κύρια δράση τους είναι η αύξηση του ρΗ που επιδρά στην παραπέρα επεξεργασία. χημική και βιολογική, των λυμάτων. Στα ανόργανα άλατα συμπεριλαμβάνονται τα διαβρωτικά άλατα του θειικού οξέος, που προέρχονται από την οξείδωση του υδροθείου που είναι, προϊόν αποικοδόμησης λευκωμάτων. Το υδρόθειο μολύνει τα παραγόμενο βιαέριο από την αναερόβια σήψη. Στα απόβλητα το υδρόθειο δίνει μαύρο χρώμα, όταν υπάρχουν μέταλλα όπως ο σίδηρος, ο χαλκός κ.λπ. Στα ανόργανα συστατικά τέλος υπάγονται και τα βαρέα μέταλλα που προέρχονται από βαφεία, βυρσοδεψεία, εγκαταστάσεις επιμετάλλωσης, εργοστάσια συσσωρευτών μολύβδου κ.λπ. Αυτά είναι επικίνδυνα σε μεγάλες ποσότητες, επειδή δηλητηριάζουν το όλο |
| ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ | |
| σύστημα και θανατώνουν τους μικροοργανισμούς. Στα οργανικά συστατικά ανήκουν: *Πρωτεΐνες που είναι πολυπεπτίδια, δηλαδή προϊόντα συμπύκνωσης αμινοξέων. *Σάκχαρα που περιέχουν C, Η και Ο. *Λίπη και έλαια που αποτελούνται από C, Η και Ο και είναι το 10% περίπου των στερεών των αστικών λυμάτων. Εκτός από τα πιο πάνω στερεά οργανικά, υπάρχουν και άλλα πολλά που είναι δύσκολο να τα μετρήσουμε, αλλά είναι και πρακτικά χωρίς σημασία ο ακριβής προσδιορισμός τους. Σημασία έχει το πόσο οξυγόνο χρειάζονται για να αποικοδομηθούν με τη βοήθεια ή όχι μικροοργανισμοί. Έτσι μετρούμε το οξυγόνο που χρειάζονται οι μικροοργανισμοί του λύματος για 5 ημέρες, 21 ημέρες κ.λπ. Ανάλογα με την πόλη, το μέγεθος της, το είδος της ρύπανσης και το μέγεθος ρύπανσης, τα απόβλητα πρέπει να τύχουν κατεργασίας με διαφορετικό τρόπο και οι εγκαταστάσεις να διαθέτουν τον κατάλληλο εξοπλισμό και την κατάλληλη δυναμικότητα. Γι αυτό γίνεται μια ανάλυση των αποβλήτων, ώστε και αν ακόμη η σύστασή τους αλλάξει, οι εγκαταστάσεις να τροφοδοτούνται με λύματα σταθερού ρυπαντικού φορτίου. Βιολογικά χαρακτηριστικά Τα χαρακτηριστικά αυτά αφορούν τους μικροοργανισμούς που υπάρχουν στα λύματα. Ο ρόλος των μικροοργανισμών είναι σπουδαίος, επειδή σ' αυτούς ανατίθεται το έργο της αποικοδόμησης των οργανικών συστατικών των λυμάτων. Ο υγιεινολόγος μηχανικός πρέπει να τους χειριστεί κατάλληλα βοηθώντας τη δράση τους και την παραγωγικότητά τους για καλύτερη εκμετάλλευση των εγκαταστάσεων και ακόμη πρέπει να καταστρέφει τους παθογόνους με άλλους μικροοργανισμούς ή χημικά μέσα, πριν το νερό φύγει από το κέντρο επεξεργασίας αποβλήτων.Ανάλογα με τον τρόπο που τρέφονται οι μικροοργανισμοί διαχωρίζονται σε αυτότροφους (autotrophic), αν αφομοιώνουν CΟ2 και συνθέτουν όπως όλα τα φυτά, και σε ετερότροφους (heterotrophic), αν καταναλίσκουν οργανικές | ενώσεις. Οι αυτότροφοι μπορεί να συνθέτουν με φως (φωτοσυνθετικοί) ή όχι (χημειοσυνθετικοί). Ανάλογα με τη θερμοκρασία που ευνοεί την ανάπτυξή τους χωρίζονται σε ψυχρόφιλους (psychrophilic), μεσόφιλους (mesophilic) και θερμόφιλους (thermophilic). Ανάλογα με την ανάγκη που έχουν σε οξυγόνο οι μικροοργανισμοί χωρίζονται σε αερόβιους (aerobic) ή αφρού, που επικρατούν στην επιφάνεια υγρών όπου υπάρχει οξυγόνο, σε αναερόβιους (anaerobic) ή πυθμένος. Οι αναερόβιοι όχι απλά δεν μπορούν να ζήσουν χωρίς οξυγόνο, αλλά μπορεί να θανατωθούν αν βρεθούν σε ατμόσφαιρα οξυγόνου. Υπάρχουν και μικροοργανισμοί που η ανάπτυξή τους δεν εξαρτάται από την παρουσία ή απουσία οξυγόνου. Τα είδη των μικροοργανισμών που απαντούν στα λύματα είναι κυρίως βακτήρια, άλγη, και πρωτόζωα. Βακτήρια (bacteria) ή βακτηρίδια. Είναι ραβδόμορφα μήκους 1-5 μm. Είναι αυτοτροφικοί και ετεροτροφικοί, αερόβιοι ή αναερόβιοι. Υπάρχουν στον αέρα, στο νερό και στο έδαφος και μπορούν να επιζήσουν σε διάφορες συνθήκες. Άλγη (algae). Είναι αυτοτροφικοί μικροοργανισμοί που επειδή αναπτύσσονται με φωτοσύνθεση δεσμεύουν διοξείδιο του άνθρακα και εκλύουν οξυγόνο χρήσιμο για την ανάπτυξη άλλων μικροοργανισμών. Πρωτόζωα (protozoa). Είναι μονοκύτταροι, υδρόβιοι μικροοργανισμοί που καταναλίσκουν σαν τροφή κολλοειδή αιωρήματα , άλγη, βακτήρια καθαρίζοντας έτσι τα λύματα απ' αυτούς. Παθογόνοι μικροοργανισμοί. Είναι αυτοί που προκαλούν ασθένειες, όπως τύφο, χολέρα, φυματίωση, άνθρακα. Ο υγιεινολόγος μπορεί και τους ανιχνεύει, μπορεί να τους εξουδετερώνει με άλλους ακίνδυνους και με μέσα απολύμανσης. Το φορτίο μικροβίων στα λύματα ή στις ακτές κολύμβησης εκφράζουμε συνήθως σε κολοβακτήριοειδή που κάθε άνθρωπος έχει στα έντερά, του περίπου 1011. Έτσι παίρνουμε μια ιδέα για το πόσο μολυσμένο είναι ένα δείγμα από λύματα. Μερικά απ' αυτά ζουν στο έδαφος, ενώ άλλα προέρχονται από κόπρανα. Οι μικροοργανισμοί, πριν τροφοδοτηθούν τα |
| ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10  Εικόνα 10-1 | |
| λύματα στο ΚΕΑ (Κέντρο Επεξεργασίας Αποβλήτων), δεν βρίσκονται σε ιδανικές για την ανάπτυξή τους συνθήκες. Όταν τα λύματα εισέλθουν σε δεξαμενές καλλιέργειας των μικροοργανισμοί, δηλαδή αποικοδόμησης των οργανικοί υλών των λυμάτων, δημιουργούνται συνθήκες που ευνοούν την ανάπτυξή τους και τον πολλαπλασιασμό τους. Κατά το πρώτο στάδιο η παρουσία τους δεν γίνεται αντιληπτή. Σ' αυτό το στάδιο οι μικροοργανισμοί επωάζονται, προσαρμόζονται, απλά επιβιώνουν. Όταν προσαρμοστούν αρχίζουν και πολλαπλασιάζονται γρήγορα, λογαριθμικά, καταναλώνοντας συγχρόνως και. πολλά οργανικά υλικά. Όμως σε κάποια στιγμή παρατηρείται μια στασιμότητα στην αντίδραση αποικοδόμησης, επικρατούν οι ισχυρότεροι μέχρι που τα θρεπτικά συστατικά λιγοστεύουν. Τότε αρχίζει η δράση να ελαττώνεται. ελαττώνεται και ο ρυθμός πολλαπλασιασμού τους και αρχίζουν να αποθνήσκουν μετατρεπόμενοι. σε τροφή άλλων. Προκαταρκτική επεξεργασία των λυμάτων Σαν προκαταρκτική επεξεργασία είναι η τροφοδοσία των λυμάτων σε λίμνες εξισορρόπησης, διότι ανάλογα με τις ώρες και τις ημέρες η σύσταση των λυμάτων αλλάζει. Έτσι, αν τροφοδοτηθούν αυτά σε λίμνη προς ανάμειξη, θα είναι σχεδόν σταθερής σύνθεσης η παραλαβή λυμάτων απ' αυτή. Αυτό είναι σπουδαίο, διότι η εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων θα λειτουργεί πιο αποδοτικά με λύματα σταθερότερης | σύστασης. Τα λύματα από τη λίμνη ανάμειξης και εξισορρόπησης περνούν από σκάρες μεταλλικές για να συγκρατηθούν ογκώδη αντικείμενα, κιβώτια, πλαστικά, κλαδιά κ.ά. Η εργασία λέγεται εσχάρωση, ένα χοντρό κοσκίνισμα. Τα αντικείμενα που συλλέγονται συχνά είναι δύσκολο να μεταφερθούν και να ταφούν. Συχνά τα αλέθουν σε μύλους και τα ξαναρίχνουν στα λύματα για επεξεργασία. Άλλοτε τα καίνε, π.χ. ξύλα, χαρτοκιβώτια. Μετά τις σκάρες τα λύματα περνούν σε δεξαμενές καθίζησης, όπου με αργή κίνηση χωρίς στροβιλισμούς, αποτίθενται. στον πυθμένα τα χώματα που μεταφέρουν. Αυτά πρέπει να φεύγουν ώστε να μη φθείρονται σωληνώσεις (ή φράσσουν), δεξαμενές κ.λπ. Στην επιφάνεια των λυμάτων, όπως αυτά κινούνται, υπάρχουν φράγματα (κόφτρες) που σταματούν και συλλέγουν λίπη και επιπλέοντα σκουπίδια, κυρίως φύλλα δέντρων. Η συγκράτηση των χωμάτων μπορεί να γίνει και με φίλτρα κινητά και αυτοκαθαριζόμενα. Η εγκατάσταση επεξεργασίας τροφοδοτείται με σταθερή (όσο γίνεται) σύσταση λυμάτων. Αυτό επιτυγχάνεται με χρήση δεξαμενής μεγάλης χωρητικότητας. Σ' αυτές τις δεξαμενές μπορεί να γίνει, η πρώτη καθίζηση στερεών. Αν αυτό δεν είναι επιθυμητό, με φύσημα αέρα τα λεπτά σωματίδια παραμένουν μέσα στα λύματα σαν αιώρημα. |
| ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ  Εικόνα 10-2 | |
| Πρωτοβάθμια επεξεργασία Κατ' αυτήν την επεξεργασία απομακρύνονται όλα τα αιωρούμενα σωματίδια ακόμη και τα κολλοειδή. Συμφέρει ο διαχωρισμός των λυμάτων σε σχεδόν διαυγή και σε λάσπη που καταλαμβάνει μικρό όγκο. Αυτός ο διαχωρισμός των σωματιδίων υποβοηθείται τελικά με χημικές ουσίες που κροκιδώνουν τα κολλοειδή αιωρήματα. Ακολούθως τα λύματα προωθούνται σε δεξαμενή μεγάλης χωρητικότητας όπου εξετάζονται ως προς την οξύτητα όπου και γίνεται ρύθμιση με προσθήκη οξέων υδροχλωρικού ή θειικού οξέος ή βάσης ασβέστη.Το ομογενοποιημένο μείγμα επιθυμητού ρΗ μεταφέρεται σε δεξαμενές για ανάμειξη, που μπορεί να γίνει καλύτερα με στρόβιλο με σύγχρονη παροχή αέρα. Ακόμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί | νερό στο οποίο έχουμε διαλύσει αέρα με πίεση. Το νερό αναμειγνύεται με τα λύματα, τα αιωρούμενα σωματίδια παίζουν το ρόλο ενεργών κέντρων, εκλύεται ο αέρας αδιάλυτος από το μείγμα και προσκολλάται επάνω στα σωματίδια που τα κάνει ελαφρύτερα του νερού και τα ανεβάζει στην επιφάνεια. Τότε απομακρύνονται τα σωματίδια σαν αφρός. Ο διαχωρισμός των στερεών μπορεί να γίνει και σε κυκλικούς παχυντές. Είναι αβαθείς λεκάνες κωνικές που το κέντρο είναι βαθύτερο από την περιφέρεια. Τα υγρά τροφοδοτούν τη δεξαμενή στο μέσον, υψηλά. Έχει μεγάλη διάμετρο και μικρό βάθος, έτσι που τα στερεά που καθιζάνουν φτάνουν γρήγορα στον πυθμένα. Στον πυθμένα φτάνει ένας βραχίονας που περιστρέφεται και φέρει λοξά ξέστρα που σπρώχνουν |
| ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 | |
| τη λάσπη συνέχεια προς το βαθύτερο κέντρο. Το διαυγές υγρό υπερχειλίζει στην περιφέρεια της δεξαμενής όπου υπάρχουν και φράγματα σαν σέσουλες που συγκρατούν τον αφρό. Η λάσπη από τον πυθμένα του κέντρου αντλείται με αντλία για παραπέρα επεξεργασία. Δευτεροβάθμια επεξεργασία Η δευτεροβάθμια επεξεργασία είναι βιολογική και έχει σκοπό να απαλλάξει τα λύματα από διαλυμένα κυρίως οργανικά που δεν μπορούν να φύγουν με μηχανικές ή χημικές επεξεργασίες, που ήδη έχουν γίνει. Τις οργανικές ύλες θα καταναλώσουν κατάλληλοι μικροοργανισμοί. Οι μικροοργανισμοί υπάρχουν στα λύματα ή έχουν εγκατασταθεί στις σωληνώσεις και τοιχώματα δεξαμενών ή επάνω στα φίλτρα, τους βιοδίσκους.Όπως γνωρίζουμε η ζύμωση μπορεί να γίνει από αερόβιους ή από αναερόβιους μικροοργανισμούς . Τα πειράματα δείχνουν ότι η αποτελεσματικότητα των αερόβιων είναι τετραπλάσια απ' αυτήν των αναερόβιων μικροοργανισμών. Γι αυτό και στις μικρές μονάδες (ξενοδοχεία, νοσοκομεία, εργοστάσια) προτιμούν την αερόβια επεξεργασία που χρειάζεται μικρότερες εγκαταστάσεις. Τα συστήματα που εφαρμόζονται είναι τα εξής: * Σύστημα ενεργού λάσπης. Κατά το σύστημα αυτό το νερό μολύνεται με λάσπη από προηγούμενη επεξεργασία και με αερισμό οι μικροοργανισμοί καταναλίσκουν τα οργανικά υλικά. Ακολούθως καθιζάνουν και η λάσπη με τους μικροοργανισμούς υφίστανται κατεργασία λάσπης εκτός από ένα μέρος της που ανακυκλοφορεί για να εμβολιάσει άλλη παρτίδα νερών. *Σύστημα αερισμού. Κατ' αυτό το σύστημα το νερό αερίζεται με επιφανειακά συστήματα ή με φύσημα αέρα στον πυθμένα των δεξαμενών, οπότε το οξυγόνο ανέρχεται στην επιφάνεια σε μικρές φυσαλίδες. *Λίμνες καθίζησης. Αφήνεται το νερό να καθαρίσει μόνο του. Στην επιφάνεια της λίμνης το νερό οξυγονώνεται και επικρατούν οι αερόβιοι, ενώ στον πυθμένα δρουν οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί. Η λάσπη που παράγεται καθιζάνει στη λίμνη ή σε άλλες αβαθείς λίμνες ή δεξαμενές Εφαρμόζονται συστήματα στα οποία τα υγρά αναγκάζονται να περάσουν μέσα από φίλτρα ή να έλθουν σε επαφή με επιφάνειες, όπου υπάρχουν μικροοργανισμοί που καταναλώνουν όλα τα οργανικά που φέρει το νερό και τους μικροοργανισμούς ακόμη. |
|
| ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ  Εικόνα 10-3 | |
| είναι αερόβια στην επιφάνεια όπου υπάρχει αέρας και αναερόβια στον πυθμένα. Η ζύμωση μπορεί να διαρκέσει 20 μέρες. Αν το φορτίο της λίμνης αναμειγνύεται και αερίζεται με συστήματα αερισμού επιφανειακά ή στον πυθμένα, η ζύμωση μπορεί να τελειώσει σε 3-4 μέρες. | Τα λύματα υφίστανται τη βιοχημική επεξεργασία και η λάσπη καθιζάνει στον πυθμένα. Η λίμνη έχει πυθμένα επίπεδο και πλευρές με |
| ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 | |
| μικρή κλίση, ώστε να μην καταστρέφονται από τους κυματισμούς που προκαλούν οι προπέλες. Οι πλευρές μπορεί να είναι επιστρωμένες. Οι προπέλες είναι επάνω σε σχεδίες που επιπλέουν στο νερό και αλλάζουν θέση, επειδή είναι δύσκολο ο αερισμός να επιτευχθεί με ακίνητη προπέλα. Η στάθμη του νερού κυμαίνεται μεταξύ ενός και δύο μέτρων. Αν ο καιρός είναι ζεστός και η στάθμη χαμηλή παρατηρείται δυσοσμία από την αναερόβια σήψη του πυθμένα. Η επεξεργασία σταματά, όταν αρχίσουν να εμφανίζονται "άλγη". Όταν όλοι οι άλλοι μικροοργανισμοί αυτοκαταστραφούν επικρατούν τα "άλγη" που αν αναπτυχθούν πολύ δημιουργούν πρόβλημα στις εγκαταστάσεις της παραπέρα επεξεργασίας. 4. Βιολογικά φίλτρα. Αυτά είναι επιφάνειες πορώδεις επάνω στις οποίες υπάρχει ισορροπία μικροβιακού φορτίου από μύκητες, βακτήρια, πρωτόζωα, άλγη κ.λπ. Τα άλγη με τη φωτοσύνθεση την ημέρα παράγουν οξυγόνο που μ' αυτό αναπτύσσονται τα βακτήρια. Τα πρωτόζωα καταναλίσκουν οργανικές ενώσεις από τα απόβλητα αλλά και βακτήρια. Έτσι όλοι οι μικροοργανισμοί τρέφονται από τις οργανικές ουσίες που έχουν τα απόβλητα και από τους άλλους μικροοργανισμούς. Σε βιομηχανικά απόβλητα με χαμηλό ρΗ επικρατούν μύκητες που η ταχύτητα δράσης τους είναι μικρότερη, μπορεί όμως να ρυθμιστεί το ρΗ. Επάνω στο βιολογικό φίλτρο κροκιδώνονται και τα κολλοειδή που και αυτά καταναλίσκονται κυρίως από τα πρωτόζωα. Έτσι το φίλτρο δεν φράσσει αλλά αφήνει να περάσει μόνο το νερό. Τα άλγη παράγουν οξυγόνο που διαλύεται στο νερό. Το νερό με το οξυγόνο και τις οργανικές ύλες τροφοδοτούν την άνω στρώση των βιολογικών φίλτρων και επικρατούν οι αερόβιοι μικροοργανισμοί. Πιο κάτω από τους αερόβιους ζουν οι αναερόβιοι, επειδή εκεί δεν υπάρχει οξυγόνο. Υπάρχουν όμως οργανικές ενώσεις για να τραφούν. Στα πιο κάτω στρώματα οι μικροοργανισμοί δεν βρίσκουν τροφή, άρα δεν αναπτύσσονται και αποθνήσκουν. Εκτός απ' αυτή την εγκατάσταση υπάρχουν και άλλες που είναι πιο πολύπλοκες και άλλες ακόμη πιο απλές | όπως είναι οι βιολογικοί πύργοι ύψους άνω των 5μ γεμάτοι με πορώδες υλικό στους πόρους του οποίου γίνονται οι βιολογικές αντιδράσεις. Τριτοβάθμια επεξεργασία Η τριτοβάθμια επεξεργασία είναι και αυτή χημική επεξεργασία αλλά ειδική για κάθε διαφορετική ρύπανση από διάφορα εργοστάσια. Σε γενικές γραμμές απομακρύνεται το άζωτο και ο φώσφορος, ενώ με οξείδωση μικροοργανισμών γίνεται η απολύμανση, ώστε το νερό να αποδοθεί για ανακυκλοφορία, για άρδευση ή σε ποταμό.Η οξείδωση μικροοργανισμών μπορεί να γίνει με όζον που διασπάται σε μοριακό οξυγόνο και οξυγόνο "εν τω γεννάσθαι", πολύ δραστικό. Η χλωρίωση του νερού είναι μια κοινή μέθοδος απολύμανσής του. Για λόγους ασφαλείας προστίθεται περισσότερο από το απαιτούμενο. Την περίσσεια συχνά την εξουδετερώνουν με διοξείδιο του θείου που μετατρέπεται σε θειικό οξύ. Σε μικρές μονάδες χλωρίωσης δεν διοχετεύουν χλώριο, αλλά προσθέτουν χλωράσβεστο που δρα με τον ίδιο τρόπο. Στο νερό του δικτύου της πόλης υπάρχει χλώριο για να φονευθούν μικροοργανισμοί που μπορούν να περάσουν μέσα στις σωλήνες του νερού μετά από βλάβη ή θραύση των σωλήνων. Τέλος, απολύμανση μπορεί να γίνει με φωτισμό του νερού με υπεριώδη ακτινοβολία που έχει μεγάλη διεισδυτικότητα. Επεξεργασία λάσπης Η επεξεργασία της λάσπης έχει σκοπό τη μείωση του όγκου της, την εύκολη σταθεροποίηση και απολύμανση και τελική αφυδάτωση για να χρησιμοποιηθεί σαν λίπασμα ή να απορριφθεί ακίνδυνα.Α) Πάχυνση. Σαν πρώτη επεξεργασία είναι η πάχυνση με τη βαρύτητα σε κυκλική, αβαθή δεξαμενή (παχυντή) ή με τη μέθοδο της επίπλευσης. όπου τα στερεά επιπλέουν επειδή φυσαλίδες αέρα προσκολλούνται σε αυτά και τα φέρνουν στην επιφάνεια, όπως είδαμε. Χρησιμοποιείται ακόμη και το φυγοκεντρικό τύμπανο κατακόρυφου άξονα. Με τη φυγοκέντριση αυξάνει η επιτάχυνση και η λάσπη που είναι πολύ πιο βαρύτερη συγκρατείται μέσα σε |
| ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ | |
| περιστρεφόμενο υποδοχέα, ενώ τα υγρά υπερχειλίζουν και απομακρύνονται. Μόλις γεμίσει ο υποδοχέας σταματά η τροφοδοσία σε λάσπη και ένα ξέστρο αφαιρεί την αφυδατωμένη σχεδόν λάσπη και ξαναρχίζει η περιστροφή του φίλτρου και η τροφοδοσία του με λάσπη. Σε άλλη συσκευή φυγοκέντρισης συνεχούς λειτουργίας η λάσπη τροφοδοτείται από επάνω και πυκνή λάσπη βγαίνει συνεχούς από πλευρική περιφερειακή σωλήνα. Το νερό χωρίς λάσπη εξέρχεται από στόμιο πιο κάτω από το στόμιο εισαγωγής. Με την πύκνωση της λάσπης απομακρύνεται περίπου το 30-50% του νερού. Β) Σταθεροποίηση. Μετά την πύκνωση η λάσπη υφίσταται κατεργασία σταθεροποίησης δηλαδή κατεργασία για μείωση του μικροβιακού φορτίου. Αυτή η μείωση μπορεί να γίνει με δημιουργία συνθηκών κατάλληλων για ανάπτυξη των μικροβίων που περιέχει και αλληλοκατανάλωση μεταξύ τους, αλλά και κατανάλωση του οργανικού βιοαποικοδομήσιμου φορτίου. Γ) Αφυδάτωση. Ο πιο απλός τρόπος αφυδάτωσης είναι η απόθεση της λάσπης σε κεκλιμένο ή οριζόντιο επίπεδο στρωμένο με χαλίκη και σκεπασμένο με άμμο. Η λάσπη διηθείται αργά και τα υγρά περνούν και απομακρύνονται από τα χαλίκια, ενώ η λάσπη στεγνώνει σε πλάκες. Όμως η λειτουργία είναι αργή, εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες αλλά και τη σύσταση της λάσπης. Ανεξάρτητοι από καιρικές συνθήκες και μεγάλης απόδοσης είναι οι φυγοκεντρικοί διαχωριστές με το περιστρεφόμενο τύμπανο. Κατ' άλλη μέθοδο η λάσπη αφυδατώνεται, όπως οι οινολάσπες των οινοποιείων. Πιέζεται η λάσπη σε φιλτροπρέσσες που αφήνουν τα στερεά ανάμεσα από διηθητικά στοιχεία της φιλτροπρέσσας, ενώ τα υγρά εξέρχονται διαυγή. Όταν ελαττωθεί η παροχή των υγρών ή αυξηθεί η πίεση λειτουργίας της αντλίας, σημαίνει πλήρωση των διακένων με στεγνή λάσπη. Σταματά η παροχή και λύνονται τα διηθητικά στοιχεία για να πέσει η λάσπη με τη βαρύτητα. Αξιοποίηση αποβλήτων Με την ανάπτυξη της χημείας και της τεχνολογίας, συνεχούς βρίσκονται τρόποι για εκμετάλλευση των αποβλήτων. Για παράδειγμα στην | Κίνα υπάρχουν άνω του ενός εκατομμυρίου σπιτικοί βόθροι που παράγουν βιαέριο για οικιακή χρήση. Αυτό προέρχεται από αναερόβια σήψη των οικιακών λυμάτων και των λυμάτων του χοιροστασίου του χωριού. Τα απόβλητα των δεξαμενόπλοιων έχουν μεγάλη περιεκτικότητα σε πετρελαιοειδή. Προέρχονται από κροκίδωση αργού πετρελαίου (που είναι κολλοειδές αιώρημα) και από πετρέλαιο προηγούμενου φορτίου επάνω στα τοιχώματα των δεξαμενών. Αν το επόμενο φορτίο πετρελαίου έχει κολλοειδές αντιθέτου φορτίου από τα κολλοειδή του προηγούμενου φορτίου, παρατηρείται κροκίδωση στην επιφάνεια των δεξαμενών. Αυτά τα ιζήματα τα κατεργάζονται και τα αξιοποιούν. Στη βιομηχανία εκρηκτικών υλών τα οξέα της νίτρωσης (θειικό και νιτρικό) εξουδετερώνονται με απορρίμματα σιδήρου προς παραγωγή αλάτων για τη γεωργία. Στα εργοστάσια χαρτοπολτού τα απόνερα περιέχουν λιγνίτη, που είναι τροφή για καλλιέργειες ζυμών, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κτηνοτροφία. 10.2. Στερεά απορρίμματα Διάθεση απορριμμάτων Τα οικιακά απορρίμματα χαρακτηρίζονται από τη μεγάλη ποικιλία των υλικών που τα αποτελούν. Η απομάκρυνσή τους και η εναπόθεσή τους σε ειδικούς χώρους πρέπει να γίνεται γρήγορα για λόγους αισθητικούς, δυσοσμίας, αλλά και για τον κίνδυνο ανάπτυξης παθογόνων μικροοργανισμοί στα οργανικά υποστρώματα που περιέχουν. Οι μικροοργανισμοί αυτοί απειλούν την υγεία του ανθρώπου, γιατί μεταφέρονται από τα απορρίμματα στον άνθρωπο με τα κουνούπια, τις μύγες, τα ποντίκια κ.λπ. Έτσι πρέπει να καταβάλλεται προσπάθεια, ώστε να εμποδίζεται η ανάπτυξη των εντόμων και των τρωκτικών. Αυτό επιτυγχάνεται κυρίως εμποδίζοντας την ανεξέλεγκτη πρόσβασή τους στα απορρίμματα με την κάλυψή τους, την ελάττωση του όγκου τους με συμπίεση ή την ταφή τους.Κατά την ταφή των απορριμμάτων οι οργανικές ουσίες διασπώνται και οξειδώνονται με |
| ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 | |
 Εικόνα10-4 αποτέλεσμα τη δημιουργία πολλών απλούστερων ενώσεων. Η οξείδωση ανάλογα με το μηχανισμό της μπορεί να φτάσει μέχρι το διοξείδιο του άνθρακα, δηλαδή την πλήρη οξείδωση.  Εικόνα10-5 | Η ταφή των απορριμμάτων αποτελεί ένα σύνθετο πρόβλημα που έχει σχέση με την επιλογή του χώρου και με τον τρόπο εναπόθεσης. Ο χοίρος εναπόθεσης πρέπει να πληρεί ορισμένους όρους ως προς το έδαφος, το περιβάλλον αλλά και το υπέδαφος. Πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για να μην καταστρέφεται το φυσικό περιβάλλον, να μην υποβαθμίζεται αισθητικά το τοπίο, να μην καταστρέφεται το δάσος και να μη χρησιμοποιείται μεγάλη έκταση. Δεν πρέπει να επιλέγεται περιοχή κοντά σε αρχαιολογικούς χώρους, ούτε σε περιοχές που δέχονται πολλούς επισκέπτες. Πέραν των προϋποθέσεων αυτών, πρέπει να υπάρχει ενδελεχής μελέτη των πετρωμάτων του υπεδάφους σε συνάρτηση με τους υδροφόρους ορίζοντες. Κύρια μέριμνα είναι η αποφυγή ρύπανσης των υπόγειων υδάτων. Η ποιότητα του υπεδάφους, η σταθερότητα του ως προς τη διάβρωση και ειδικότερα η υδατοπερατότητά του είναι οι παράγοντες που πρέπει να εξετασθούν, πριν την τελική επιλογή της περιοχής. Το μεγάλο πρόβλημα στην εναπόθεση των απορριμμάτων είναι η συνεχής βιολογική μεταβολή των οργανικών ουσιών με τη δημιουργία απλούστερων ενώσεων, οι οποίες με την υγρασία αποτελούν τα λεγόμενα στραγγίσματα που ρέουν προς τα κάτω και έρχονται σε επαφή με το έδαφος. Είναι φανερό ότι όταν η στρώση των απορριμμάτων δεν είναι μονωμένη, η ροή αυτή γίνεται έντονη, διότι προστίθεται και το νερό της βροχής. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητη η πλευρική και στο κάτω μέρος της εναπόθεσης μόνωση. Η μόνωση αυτή γίνεται με διάφορους τρόπους. Τοποθετούνται φύλλα πλαστικού και ορυκτής μόνωσης με δημιουργία στρώσης μέχρι 70cm από άργιλο, θηραϊκή γη, άσφαλτο και άλλες. Ο συνδυασμός αργίλου και υδρυάλου φαίνεται να δημιουργεί την καλύτερη μόνωση διότι αντέχει στους οργανικούς διαλύτες. Μετά τη συμπλήρωση της εναπόθεσης πρέπει να γίνει και ανάλογη μόνωση της επιφάνειας. Κατά τη βιολογική διεργασία των στραγγισμάτων και ειδικότερα κατά την αναερόβια αποικοδόμηση οι διάφορες ουσίες, π.χ. σάκχαρα, μας δίνουν αιθυλική αλκοόλη, οξεικό οξύ, |
| ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ | |
| διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο ή οξέα μεγαλύτερου μοριακού βάρους τα οποία με τη σειρά τους αποικοδομούνται με τελικά προϊόντα μεθάνιο, νερό και ρίζες. Τα στραγγίσματα χαρακτηρίζονται από μεγάλες περιεκτικότητες σε κάλιο, μαγγάνιο, νάτριο αλλά επίσης από συγκεντρώσεις ασβεστίου, μαγνησίου, ψευδαργύρου, χλωρίου αλλά και βαρέων μετάλλων, όπως νικέλιο, κάδμιο, κοβάλτιο, χρώμιο και χαλκό. Τα στραγγίσματα πρέπει να υποβληθούν σε ορισμένες κατεργασίες για να μην επιβαρύνουν το έδαφος. Μετά τη βιολογική επεξεργασία ακολουθεί προσρόφηση με άνθρακα, τεχνικές καθίζησης με διάφορα άλατα και άλλες ενώσεις. Τέλος σε πολλές περιπτώσεις απαιτείται οξείδωση των τοξικών αερίων ουσιών. Ο καθαρισμός των στραγγισμάτων μπορεί να γίνει με τους εξής τρόπους: επίπλευση, καθίζηση, κροκκίδωση, φιλτράρισμα, προσρόφηση, οξείδωση, εξάτμιση και καύση, όπως και με αντίστροφη όσμωση. Στα απορρίμματα παράγονται κατά την αερόβιο ή αναερόβιο διαδικασία, αέριες ενώσεις. Κατά την πρώτη διαδικασία παράγονται διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία. Γενικότερα σε εγκαταστάσεις εναπόθεσης απορριμμάτων δημιουργούνται διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αμμωνία, άζωτο, οξυγόνο, υδρογόνο, ακεταλδεϋδη, υδρόθειο, βενζόλιο, ακετόνη και άλλα. Σε μεγαλύτερη περιεκτικότητα βρίσκονται συνήθως το διοξείδιο του άνθρακα, το άζωτο, το βενζόλιο και η ακετόνη. Η θερμοκρασία, η υγρασία και το οξυγόνο συνδυαζόμενα με την ύπαρξη πολλών θρεπτικών ουσιών, καθώς και της κατάλληλης οξύτητας, είναι παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγή αερίων από τις μάζες των απορριμμάτων. Από τα παραγόμενα αέρια το μεθάνιο έχει μεγάλη σημασία για την παραγωγή ενέργειας. Υπολογίζεται ότι για μια πόλη πενήντα χιλιάδων κατοίκων η παραγωγή μεθανίου από τα απορρίμματα μπορεί να φτάσει και 2.500 χιλιάδες λίτρα την ημέρα. Για το λόγο αυτό σε |
Εικόνα 10_6 ορισμένες χώρες έχουν αναπτυχθεί συστήματα συγκέντρωσης των καυσίμων αερίων. Βέβαια τα συστήματα αυτά, λόγω του τρόπου εναπόθεσης των απορριμμάτων της μεγάλης έκτασης και φυσικά επειδή δεν είναι δυνατή η τέλεια μόνωση από το περιβάλλον, δεν μπορούν να συγκεντρώσουν παρά μόνο ένα ποσοστό των αερίων αυτών χαμηλότερο του 50%. Το παραγόμενο αέριο καθαρίζεται με ενεργό άνθρακα, οπότε προσροφώνται σ' αυτόν το υδρόθειο και οργανικές ενώσεις, και στη συνέχεια γίνεται κατεργασία του με φυσικές ή χημικές μεθόδους για τη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα. Ακολουθεί κατεργασία για να απαλλαγεί το αέριο από την υγρασία. Για την προστασία των εγκαταστάσεων πρέπει επίσης να απαλλαγεί το βιοαέριο και από διαβρωτικά αέρια, όπως χλώριο και φθόριο. Το αέριο μπορεί επίσης να καεί για την παραγωγή ατμού και στη συνέχεια μέσω τουρμπινών να δεχτεί ηλεκτρική ενέργεια. Είναι δυνατή η καύση απ' ευθείας σε μηχανή εσωτερικής καύσης αερίου δι' απ' ευθείας παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Σε όλες τις περιπτώσεις όμως η παραγόμενη ενέργεια επαρκεί μόνο για τις ανάγκες της εγκατάστασης. |
| ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10
| ||||
| ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ
| ||||
