Τα μικρά συστήματα επεξεργασίας (ΜΣΕ) αστικών υγρών αποβλήτων, συμπεριλαμβανομένων των αποκεντρωμένων συστημάτων, έχουν αποδειχτεί διεθνώς ότι είναι η βέλτιστη λύση για οικισμούς ή συγκροτήματα κατοικιών. Παλαιότερα, αυτά τα συστήματα εφαρμόζονταν κυρίως σε περιπτώσεις, που η σύνδεση με κεντρικά δίκτυα αποχέτευσης ήταν αδύνατη, λόγω τεχνικών δυσχερειών ή ήταν υψηλού κόστους. Σήμερα τα ΜΣΕ έχουν επικρατήσει διότι είναι πιο απλά, εύκολης κατασκευής και χαμηλότερου κόστους.
Στον αναπτυγμένο κόσμο έχει ολοκληρωθεί και λειτουργεί ή είναι υπό μελέτη/κατασκευή μεγάλος αριθμός συστημάτων επεξεργασίας μεγαλύτερων των 2000 ισοδυνάμων κατοίκων (ι. κ.), ενώ υστερούν τα ΜΣΕ για μικρότερα των 2000 ι. κ. Στη χώρα μας, υπολογίζεται ότι περίπου 8000 ΜΣΕ, που θα εξυπηρετήσουν το 20% περίπου του συνολικού ισοδύναμου πληθυσμού της χώρας, θα κατασκευασθούν στο προσεχές μέλλον (Διαλυνάς, 2004).
Η αποκεντρωμένη διαχείριση των υγρών αποβλήτων στη χώρα μας θα πρέπει να εξεταστεί σοβαρά. Οι σημερινοί μέσοι Δήμοι περιλαμβάνουν πολλούς οικισμούς σε διαφορετικά υψόμετρα και σε μεγάλες ή μικρές αποστάσεις μεταξύ τους. Σε τέτοιες περιπτώσεις μια συνολική διαχείριση των υγρών αποβλήτων βασισμένη σε μια κεντρική μονάδα θεωρείται πολύ δαπανηρή και δημιουργεί πολλές τεχνικές και άλλες δυσχέρειες. Αυτό σε συνδυασμό με την ανάγκη εξυπηρέτησης πολλών ιδιωτικών φορέων, όπως είναι οι απομακρυσμένες ξενοδοχειακές μονάδες, οι ιδιωτικοί οικισμοί και τα εμπορικά κέντρα, για επενδύσεις σε αποκεντρωμένα συστήματα, επιτείνει την ανάγκη υιοθέτησης κατάλληλης καινοτόμου τεχνολογίας, που θα αποδίδει άμεσα αποτελέσματα, χωρίς την ανάγκη κεντρικής μονάδας και τα κοστοβόρα δίκτυα μεταφοράς των υγρών αποβλήτων σε μεγάλες αποστάσεις.
Τα τελευταία χρόνια, δύο σχετικά νέες τεχνολογίες έχουν αποκτήσει ενδιαφέρον και στη χώρα μας και γενικά στην Ευρώπη, αυτές των φίλτρων υφάσματος και μεμβράνων (MBR). Η τεχνολογία των MBR έχει εφαρμογή περισσότερο σε κεντρικές μονάδες. Αντίθετα, τα φίλτρα υφάσματος υιοθετήθηκαν αρχικά στις ΗΠΑ κυρίως ως συστήματα αποκεντρωμένης διαχείρισης υγρών αποβλήτων. Πολύ σύντομα η αποτελεσματικότητα τους σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος και την απλότητα και την αποτελεσματικότητα λειτουργίας τους, τα κατέστησε μια καινοτόμο τεχνολογία διαχείρισης υγρών αποβλήτων. Η εταιρεία Orenco Systems, Inc. (OSI, 2001) πατένταρε την κατασκευή τους και τα διάδωσε σε όλες σχεδόν τις πολιτείες των ΗΠΑ. Η OSI δραστηριοποιείται σε περισσότερες από 70 χώρες, σε 5 ηπείρους, παράγοντας συστήματα και εξοπλισμό υψηλής ποιότητας και αντοχής για επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση υγρών αποβλήτων. Σε επίπεδο Ευρώπης, η OSI συνεργάζεται με την Dialynas S.A. για την συμπαραγωγή των φίλτρων υφάσματος και διάθεσή τους στις αγορές της Ευρώπης.
Σήμερα υπάρχουν περισσότερες από 15.000 εγκατεστημένες μονάδες μεγέθους από 20 έως και 7.500 ι. κ. σήμερα. Τα φίλτρα υφάσματος αποτελούν τεχνολογία αιχμής στην επεξεργασία αστικών αποβλήτων, και συνδυάζουν χαμηλό κόστος (ενεργειακό και λειτουργικό) και ελάχιστη εξάρτηση από πολύπλοκες μηχανικές διεργασίες. Η βασική αρχή λειτουργίας είναι αυτή της προσκολλημένης βιομάζας. Η ανάπτυξη της βιομάζας, γίνεται σε ένα πορώδες ύφασμα (ειδικά κατασκευασμένο για αυτήν τη χρήση) και προσκολλάται σε αυτό. Η επεξεργασία είναι αερόβια, έτσι, ώστε να αποφεύγεται η δημιουργία οσμαερίων και άλλων οχλήσεων (Διαλυνάς, 2004).
Η μεγάλη καινοτομία του συστήματος είναι ότι έχει τη δυνατότητα να επεξεργάζεται αποτελεσματικά τα υγρά απόβλητα με ελάχιστη χρήση γης. Η απαιτούμενη έκταση εγκατάστασης είναι περίπου 0,1 m²/ι. κ. Ο λόγος που συμβαίνει αυτό, είναι ότι η διάταξη των υφασμάτων μέσα στο φίλτρο είναι τέτοια, ώστε να καλύπτεται μεγάλο εμβαδόν υφάσματος σε μικρή επιφάνεια. Στις περιπτώσεις, που η διαθέσιμη έκταση γης ή το κόστος της είναι απαγορευτικά, αυτό το σύστημα θεωρείται πρωτοποριακό. Τέτοια μικρά συστήματα (κόμπακτ) κατασκευάζονται για μονάδες δυναμικότητας από 20 έως 100 ι.κ. Ένα τέτοιο σύστημα για 20 ι.κ. φαίνεται στην Εικόνα 1.
Με παράλληλη συνδεσμολογία μπορούν και κατασκευάζονται μεγαλύτερες μονάδες, που εξυπηρετούν με την ίδια αποτελεσματικότητα μεγαλύτερες ανάγκες. Τέτοια συστήματα εξυπηρέτησης μεγαλύτερων οικισμών είναι διαθέσιμα με διαφορετική αρχιτεκτονική αλλά με την ίδια αρχή λειτουργίας. Το μεγαλύτερο μέχρι σήμερα αυτής της τεχνολογίας σύστημα (7.500 ι. κ.) φαίνεται στην Εικόνα 2.
Η κύρια πηγή ενέργειας είναι η ηλεκτρική ενέργεια, για τη λειτουργία αντλίας δοσομέτρησης και ανακυκλοφορίας των υγρών αποβλήτων στο θεωρούμενο σύστημα. Η αντλία τροφοδοτεί τα υγρά απόβλητα σε δίκτυο διανομής, έτσι ώστε να εφαρμόζονται ομοιόμορφα στα υφασμάτινα φίλτρα της και στη συνέχεια να συλλέγοντα στον πυθμένα της δεξαμενής, όπου υπάρχουν τα φίλτρα.
Τα φίλτρα υφάσματος προϋποθέτουν προ-επεξεργασία σε σηπτική δεξαμενή των υγρών απόβλητων. Τα υγρά απόβλητα εισέρχονται στη σηπτική δεξαμενή, όπου τα στερεά καθιζάνουν, ενώ ταυτόχρονα τα λίπη και τα έλαια επιπλέουν στην επιφάνεια. Μέρος της εκροής αντλείται δια μέσου ειδικού κοσκίνου κατασκευασμένου από λιπόφοβο υλικό για να αποφεύγονται εμφράξεις. Στην συνέχεια εφαρμόζονται ομοιόμορφα στα υφασμάτινα φίλτρα.
Η διεργασία επεξεργασίας, όπως προαναφέρθηκε, είναι αερόβια και η οξυγόνωση γίνεται με φυσικό τρόπο (με απορρόφηση οξυγόνου από τον αέρα). Τα προ-επεξεργασμένα υγρά απόβλητα τροφοδοτούνται με αντλία (ανοξείδωτη) προς τα φίλτρα υφάσματος σε μικρές ποσότητες κατά διαστήματα (1-3 min κάθε 20-30 min). Με το δίκτυο εφαρμογής εντός των κόμπακτ συστημάτων, τα προ-επεξεργασμένα απόβλητα εφαρμόζονται σε όλη την επιφάνεια και κατεισδύουν μέσα στο φίλτρο με βαρύτητα, ενώ ταυτόχρονα γίνεται εισροή οξυγόνου (αέρα) με φυσικό εφελκυσμό. Έτσι, τα υγρά απόβλητα διέρχονται από το πορώδες των υφασμάτων και επιφανειακά, όπου έχει προσκολληθεί βιομάζα (μικρόβια), η οποία αποδομεί και καταναλώνει τις οργανικές ουσίες των αποβλήτων, παράγοντας τελικά διοξείδιο του άνθρακα, νερό και αέριο άζωτο (Ν2 και Ν2Ο). Οι φορτίσεις είναι πολύ χαμηλές ανά μονάδα βιομάζας με αποτέλεσμα τον πλήρη μεταβολισμό των οργανικών ρυπαντών και τη σημαντική μείωση της παραγόμενης ιλύος (Διαλυνάς, 2004).
Η επεξεργασία με τα φίλτρα υφάσματος είναι οικολογική και φιλική στο περιβάλλον, καθόσον απαιτεί ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας (4-5 φορές μικρότερη άλλων τεχνολογιών) από ένα αντίστοιχο σύστημα ενεργού ιλύος – παρατεταμένου αερισμού.
Συμπερασματικά, ο βασικός λόγος της επίτευξης τόσο ικανοποιητικών αποτελεσμάτων με τέτοια συστήματα είναι η ικανότητα του υφάσματος να χρησιμοποιεί πολύ μεγάλη επιφάνεια σε πάρα πολύ μικρό όγκο. Η αναλογία αυτή είναι περίπου δέκα φορές μεγαλύτερη σε σχέση με άλλες τεχνολογίες. Οι κατασκευαστές των υφασμάτινων φίλτρων δίνουν μέση ζωή στο ύφασμα 30 έτη με προϋπόθεση να μην εισρέουν στο σύστημα μεγάλες ποσότητες οργανικών διαλυτών. Το ύφασμα σε μεγέθυνση φαίνεται στην Εικόνα 3.
Άλλο πολύ σημαντικό πλεονέκτημα του φίλτρου υφάσματος είναι ότι δεν χρειάζεται έκπλυση. Η βιομάζα αναπτύσσεται πάνω στο ύφασμα και παραμένει εκεί χωρίς να δημιουργεί εμφράξεις στο φίλτρο και να απαιτεί πρόσθετες παρεμβάσεις. Πολύ σημαντική ακόμα είναι η διάταξη του υφάσματος μέσα στο φίλτρο. Η προ-επεξεργασία των υγρών αποβλήτων σε σηπτική δεξαμενή σε συνδυασμό με φίλτρο υφάσματος δίνει εκροή πολύ υψηλής καθαρότητας με BOD μικρότερο από 5mg/L. Επίσης, επιτυγχάνεται απομάκρυνση αζώτου και φωσφόρου σε ποσοστό από 60 έως 90%. Για τα παθογόνα η απομάκρυνση προσεγγίζει το 99% ακόμα και χωρίς την ύπαρξη επιπλέον σταδίου απολύμανσης (Angelakis et al., 2023).
Τέλος, πολλές ευχαριστίες και συγχαρητήρια οφείλονται στην εταιρία Dialynas S.A (www.dialynas.com).
*O Ανδρέας Ν. Αγγελάκης είναι επίτιμο μέλος και διακεκριμένο Fellows της Παγκόσμιας Εταιρείας Υδατικών Πόρων
Βιβλιογραφία
Angelakis, A. N., Capodaglio, A. G., and Dialynas, E. G. (2023). Wastewater Management: From the Ancient Greece to Modern Times and the Future. Water 15, 43. https://doi.org/10.3390/w15010043.
Διαλυνάς, Ε. (2004). Εναλλακτικές Τεχνολογίες Αποκεντρωμένης Διαχείρισης Υγρών Αποβλήτων. Στο: Η Διαχείριση των Αστικών Υγρών Αποβλήτων, Α. Ν. Αγγελάκης. Έργο Equal και Ένωση Δημοτικών Επιχειρήσεων Ύδρευσης και Αποχέτευσης, Εθνικό Κέντρο Περιβάλλοντος και Αειφόρου Ανάπτυξης , Αθήνα.
Orenco Systems Inc. (2001). La Pine, Oregon, USA, Dhttps://odl.orenco.com/documents/AHO-ATX-PERF-1.pdf
