Διαχείριση ιλύων από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων στην Ευρώπη με έμφαση στην Ελλάδα

Abstract

Η παρούσα διπλωματική μελέτη έχει σκοπό να αναδείξει ένα κρίσιμο περιβαλλοντικό ζήτημα που είναι η διαχείριση των ιλύων που προέρχονται από εγκαταστάσεις επεξεργασίας των αστικών λυμάτων. Τα τελευταία χρόνια το ζήτημα αυτό φαίνεται να απασχολεί έντονα την παγκόσμια κοινότητα λόγω τόσο της αυξανόμενης ποσότητας της παραγόμενης ιλύος όσο και των αυστηρότερων κριτηρίων διάθεσής της που επιβάλλονται από τη νομοθεσία. Στο πρώτο μέρος περιγράφονται αναλυτικά οι διαδικασίες που παράγουν την ιλύ αλλά και τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του παραπροϊόντος αυτού. Η παραγωγή υπολειμματικής ιλύος είναι αναπόφευκτη συνέπεια όλων των σύγχρονων μεθόδων επεξεργασίας των λυμάτων. Επομένως, η παραγωγή της θα συνεχίσει να αποτελεί ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της τεχνολογίας ελέγχου ρύπανσης του νερού και όσο περισσότερα λύματα υποβάλλονται σε επεξεργασία τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η ποσότητα των βιοστερεών που θα παράγονται. Η ιλύς διαθέτει μεγάλο αριθμό πολύτιμων συστατικών, όπως θρεπτικά συστατικά και οργανική ύλη και έχει υψηλή θερμική αξία, με αποτέλεσμα να είναι κατάλληλη για ένα μεγάλο εύρος χρήσεων. Ωστόσο, είναι συγχρόνως και φορέας ανεπιθύμητων ρυπαντών, όπως είναι τα βαρέα μέταλλα, τα συνθετικά οργανικά και οι παθογόνοι μικροοργανισμοί, με αποτέλεσμα ο τρόπος τελικής τους διάθεσης να έχει σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, όπως είναι οι εκπομπές στον αέρα, ο κίνδυνος για τη δημόσια υγεία και η πιθανότητα ρύπανσης των εδαφών και των υδάτων. Στο δεύτερο μέρος περιγράφονται όλες οι υφιστάμενες μέθοδοι χρησιμοποίησης ή διάθεσης της ιλύος . Σκοπός της διάθεσης της απορριπτόμενης ιλύος στο έδαφος είναι η ασφαλής επίτευξη της επαναφοράς της στο φυσικό περιβάλλον .Όλα τα είδη της ιλύος (υγρή, ημι-στερεή, στερεή και ξηραμένη ιλύς) μπορεί να εφαρμοστούν στο έδαφος. Ωστόσο, η χρήση κάθε είδους εμπεριέχει πρακτικούς περιορισμούς στην αποθήκευση, μεταφορά και στη μέθοδο εφαρμογής. Στο τρίτο μέρος πραγματοποιείται η επισκόπηση της υπάρχουσας ευρωπαϊκής νομοθεσίας , καθώς και η συγκριτική ανάλυση των εθνικών νομοθεσιών των κρατών-μελών με τους ολοένα αυξανόμενους περιοριστικούς όρους της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Το νομικό πλαίσιο που έχει καταρτιστεί από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και ορίζει τις διάφορες κατευθύνσεις για τη διάθεση της ιλύος, αποτελείται κυρίως από οδηγίες οι οποίες πρέπει να ενσωματωθούν στις εθνικές νομοθεσίες των κρατών – μελών. Στο τέταρτο μέρος παρουσιάζεται μέσω συγκεντρωτικών στατιστικών δεδομένων η υφιστάμενη κατάσταση διαχείρισης των ιλύων στην Ευρώπη. Αρκετές χώρες παρουσιάζουν μεγάλη αύξηση στην ανακύκλωση της ιλύος στη γεωργία με αντίστοιχη μείωση στην υγειονομική ταφή της. Στο πέμπτο και τελευταίο μέρος δίδεται βάση στη διαχείριση της ιλύος στην Ελλάδα, αναλύεται το εθνικό σχέδιο διαχείρισης στερεών αποβλήτων και αναδεικνύονται τα νομικά κενά που υφίστανται στη διάθεση της ιλύος. Σήμερα περίπου το 98% της παραγόμενης ιλύος στην Ελλάδα καταλήγει σε χωματερές ή Χ.Υ.Τ.Α., ένα ποσοστό που είναι το μεγαλύτερο στην Ε.Ε., όπου ο αντίστοιχος ευρωπαϊκός μέσος όρος δεν υπερβαίνει το 25%. Εντούτοις, σε πολλές περιπτώσεις η επιλογή για τη διάθεση της ιλύος του κατάλληλου Χ.Υ.Τ.Α., έχει αποδειχθεί μια πολύ πολύπλοκη και δύσκολη διαδικασία, εξαιτίας των αντιδράσεων των τοπικών κοινωνιών. Στη συνέχεια στο ίδιο κεφάλαιο πραγματοποιείται η καταγραφή των ποιοτικών χαρακτηριστικών ιλύων που προέρχονται από διαφορετικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ) ανά την Ελλάδα. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται αποτελέσματα αναλύσεων που έχουν πραγματοποιηθεί από το Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας του ΕΜΠ σε δείγματα αφυδατωμένης ιλύος τη τελευταία δεκαετία (1999-2009). Με βάση αυτά τα αποτελέσματα πραγματοποιείται σύγκριση με τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των ιλύων που καθορίζονται στην ελληνική, ευρωπαϊκή και αμερικανική νομοθεσία για τη γεωργική επαναχρησιμοποίηση της ιλύος, με σκοπό το προσδιορισμό της καταλληλότητας της ελληνικής ιλύος για χρησιμοποίηση στη γεωργία. Επίσης, από τη σύγκριση των ορίων της ευρωπαϊκής νομοθεσίας που αφορούν τη διάθεση μη επικίνδυνων αποβλήτων σε Χ.Υ.Τ.Α. με τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την εκτέλεση των δοκιμών αποστράγγισης- εκπλυσιμότητας που ορίζει η ευρωπαϊκή επιτροπή στα δείγματα των ιλύων που προέρχονται από τις διάφορες ΕΕΛ στην Ελλάδα, προσδιορίζεται η καταλληλότητα των ελληνικών ιλύων για διάθεση σε Χ.Υ.Τ.Α. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν οδήγησαν στη διατύπωση ότι η ιλύς που παράγεται στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων ανά την Ελλάδα έχει πολύ ικανοποιητικά ποιοτικά χαρακτηριστικά και με βάση τις συγκεντρώσεις σε βαρέα μέταλλα είναι κατάλληλη για επαναχρησιμοποίηση στη γεωργία ακόμη και σύμφωνα με τα αυστηρά όρια που θέτει η υπό έκδοση αναθεώρηση της οδηγίας περί επαναχρησιμοποίησης της ιλύος στη γεωργία. Επίσης, τα αποτελέσματα της δοκιμής αποστράγγισης έδειξαν ότι η ποιότητα των εκχυλισμάτων ικανοποιεί όλα τα όρια που τίθενται για αποδοχή μη επικινδύνων στερεών αποβλήτων σε χώρους υγειονομικής ταφής που δέχονται αποκλειστικά στερεά με χαμηλό ποσοστό οργανικών, εκτός από το οργανικό περιεχόμενο της ιλύος που αντιστοιχεί στην ολική συγκέντρωση του διαλυτού οργανικού άνθρακα (DOC).

This diplomatic study is intended to highlight a crucial environmental issue which is the management of sludge from treatment facilities of urban waste water. The last few years the issue seems to employ strongly the global community both because of increasing quantity of sludge produced and the placing of stricter criteria imposed by the legislation. In the first part of this study are described in detail the procedures which produce the sludge and the quantitative and qualitative characteristics of this co-product. The production of residual sludge is today the inevitable consequence of all modern methods that treat waste water. Therefore, this production will continue to be an important feature of the wastewater control pollution technology and the more effluent treated in, the greater is the quantity of biosolids that will be produced. The sewage sludge bears many valuable components, like nutrients and organic material, and has a high calorific value, which means that it’s adequate for a large range of uses. However, it is at the same time a carrier of undesirable pollutants, such as heavy metals and synthetic organic and pathogenic micro-organisms. This particular composition of the sludge could have significant environmental effects when it’s being disposed or treated, such as emissions to air, the risk to public health and a possible pollution of soil and water. All the existing methods for the use or disposal of sewage sludge are described in the second part of this study. The purpose of sludge disposal on land is the safe achievement of re-establishment of the natural environment. All types of sludge (wet, semi-solid, solid and dried sludge) can be applied to land. However, the use of any of these types, involve practical limitations in storage, transport and method of application. A review of the existing European legislation, and a comparative analysis of national legislation of the Member-States with the ever increasing legal restrictions of the European Commission, is carried out in the third part of the study. The legal framework established by the European Commission that shall define the various guidelines for the disposal of sewage sludge, consists mainly directives which must be incorporated into national legislation of the Member States. The existing situation for the management of sludge in Europe is presented in the fourth part, through centralised statistical data. Several countries show large increases in the recycling of sludge in agriculture with corresponding reduction in landfill. In the fifth and final part it is given basis in the management of sludge in Greece, analysing the national strategy for the management of solid waste and marking out the legal loopholes at the disposal of sludge. Today approximately 98% of sludge produced in Greece is landfilled, a rate which is the largest in European Union, where the corresponding European average does not exceed 25%. However, in many cases the choice of an appropriate disposal site has proved a very complex and difficult process, mainly because of the reactions of the local communities. Then in the same chapter is carried out the recording of qualitative characteristics of sludges from different treatment plants in Greece. In particular, the results of analyzes in dehydrated sludge samples of the last decade (1999-2009), carried out by the Laboratory of health technology of the National Technical University of Athens (N.T.U.A), are presented. Based on these results, the quality characteristics of the sludge are compared with the requirements of Greek, European and American legislation for the agricultural re-use of sludge, with a view to determine the appropriateness of the Hellenic sludge for the use in agriculture. Also, the appropriateness of the Greek sludges for disposal in landfill is determined by comparing the limits of the European legislation relating to the disposal of non-hazardous waste with the results arising from the leaching tests on sludge samples from the various treatment plants in Greece. The results obtained have led to the conclusion that the sludge produced in sewage treatment plants in Greece has very satisfactory quality characteristics and is suitable for reuse in agriculture, based on the concentrations in heavy metals, even according to the strict limits set by the forthcoming revision of the Directive on reuse of sludge in agriculture. Also, the results of the leaching tests showed that the quality of the extracts satisfies all the limits set for acceptance inorganic non-hazardous waste, with a low content of organic/biodegradable matter in landfills, apart from the organic content of the sludge corresponds to a total concentration of dissolved organic carbon (DOC).