Συγκριτική αξιολόγηση εναλλακτικών μεθόδων διαχείρισης της παραγόμενης ιλύος στη νήσο Λέσβο

Abstract

Με δεδομένο ότι οι μεγάλες ποσότητες ιλύος που παράγονται από την επεξεργασία των αστικών υγρών αποβλήτων περιέχουν εκτός από υψηλό ρυπαντικό φορτίο και μεγάλο αριθμό πολύτιμων συστατικών, ο τρόπος τελικής της διάθεσης έχει σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Έτσι, τα τελευταία χρόνια, το κρίσιμο ζήτημα της διαχείρισης της ιλύος που παράγεται από τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, απασχολεί όλο και περισσότερο την παγκόσμια κοινότητα λόγω της αυξανόμενης παραγόμενης ποσότητας και των αυστηρών κριτηρίων διάθεσής της που επιβάλει η σχετική νομοθεσία.Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση και παρουσίαση των μεθόδων και των τεχνικών επεξεργασίας και διάθεσης της ιλύος που εφαρμόζονται σήμερα, τόσο σε Ευρωπαϊκό όσο και σε εθνικό επίπεδο και η προσπάθεια εφαρμογής αυτών στη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων της Μυτιλήνης.Αναλυτικότερα, έγινε αναφορά στο κοινοτικό και εθνικό νομοθετικό πλαίσιο που διέπει την ιλύ, καθώς και στη φιλοσοφία που επικρατεί στα κράτη - μέλη σχετικά με την επεξεργασία και αξιοποίηση της. Η παραπάνω βιβλιογραφική ανασκόπηση έδειξε σημαντικές διαφορές στις εφαρμοζόμενες τεχνολογίες για την επεξεργασία της ιλύος και στις ακολουθούμενες μεθόδους για την αξιοποίησή της από τα κράτη - μέλη. Πιο συγκεκριμένα, συχνότερα εφαρμοζόμενες μέθοδοι φαίνεται να είναι η αναερόβια χώνευση (η αερόβια προτιμάται σε περιπτώσεις μονάδων μικρής δυναμικότητας) και η μηχανική αφυδάτωση. Προχωρημένες και εναλλακτικές τεχνολογίες, όπως η θερμική ξήρανση, η κομποστοπιήση κ.α, χρησιμοποιούνται εκτεταμένα σε χώρες της κεντρικής και βόρειας Ευρώπης (Σουηδία, Γερμανία, Γαλλία, Ην. Βασίλειο). Όσον αφορά τις διαδικασίες αξιοποίησης του τελικού προϊόντος, αυτή που κερδίζει αισθητά έδαφος και θα συνεχίσει και τα επόμενα χρόνια είναι η γεωργική διάθεση. Από την άλλη, η υγειονομική ταφή εφαρμόζεται σε λίγες χώρες, ανάμεσά τους και η Ελλάδα, ενώ σε αρκετές έχει απαγορευτεί. Τέλος, μέθοδοι όπως η αποτέφρωση, η πυρόλυση και η αεριοποίηση κατέχουν ένα πολύ μικρό κομμάτι της πίτας. Στην Ελλάδα διαπιστώθηκε ότι εναλλακτικές μέθοδοι όπως η κομποστοποίηση, η ηλιακή ξήρανση και η ασβεστοποίηση έχουν ελάχιστη εφαρμογή, ενώ η υγειονομική ταφή εφαρμόζεται σχεδόν στο σύνολο των περιπτώσεων.Στο τελευταίο κομμάτι της εργασίας έγινε μία προσπάθεια εφαρμογής των όσων προήλθαν από τη βιβλιογραφική αναφορά στην ΕΕΛ Μυτιλήνης. Μελετήθηκαν τρία εναλλακτικά σενάρια διαχείρισης της αφυδατωμένης ιλύος α) άμεση θερμική ξήρανση β) κομποστοποίηση με αεριζόμενους σωρούς και γ) ηλιακή ξήρανση. Ακολούθησε η συγκριτική αξιολόγηση των παραπάνω με τη μέθοδο της πολυκριτητριακής ανάλυσης, βασιζόμενη σε οικονομικά, τεχνικά, περιβαλλοντικά και ποιοτικά κριτήρια. Η αξιολόγηση έδειξε ως καταλληλότερη μέθοδο αυτή της ηλιακής ξήρανσης με μικρή διαφορά από την κομποστοποίηση.

Given that the large quantities of sludge which are produced in municipal wastewater treatment constitute except from high pollutant load a big number of valuable ingredients, sludge’ s final disposal has important environmental impacts. Thus, in resent year, the crucial issue of sludge treatment which is produced from the wastewater treatment plants (WWTPs), concern strongly the global community due to the increasing quantity of produced sludge and the placing of stricter criteria imposed by the legislation. The aim of this thesis is the investigation of sludge treatment and final disposal methods which are applied nowadays in EU countries and in Greece and the implementation of those methods in the Wastewater Treatment Plant of Mytilene.First of all, there is a reference in the EU and national legislation about the treatment of sludge and how these countries implement these treatments methods. The literature review reveals that a great variety of sludge treatment and disposal technologies which used in the EU member-states. The most popular method is appeared to be the Anaerobic Digestion (aerobic digestion is the prevailing technology in cases of small WWTPs) and Mechanical Dewatering. Alternative and advanced technologies such as thermal drying, composting, etc, are extensively used in countries of central and south Europe (Sweden, German, France, UK). Regarding the methods of final disposal, agricultural application is commonly used and it seems that will be the most popular method for the next few years. On the other hand, sanitary landfill is applied by a few countries including Greece, while in others has been banned. Finally, methods like incineration, pyrolysis and gasification occupy a small piece of the pie. It has been found that in Greece alternative methods like composting, solar drying and stabilization with lime have little application, while sanitary landfill is the most common used method.In the last part of the thesis, the results of the literature review were applied in the case of WWTP of Mytilene. Three alternative management scenarios of dewatered sludge were examined a) direct thermal drying, b) composting with aerated static pile and c) solar drying. Next, a multicriterial analysis was used for the comparative evaluation of these scenarios, based in economic, technical, environmental and qualitative criteria. The evaluation of the results shown that solar drying is the best method, while composting appears to be the next best method.