Χαρακτηρισμός και επεξεργασία γκρίζου νερού

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία είχε ως αντικείμενο τον χαρακτηρισμό και την επεξεργασία του γκρίζου νερού. Ως γκρίζο νερό χαρακτηρίζονται τα οικιακά υγρά απόβλητα, εκτός του μαύρου νερού δηλαδή των αποβλήτων της τουαλέτας. Το γκρίζο νερό μπορεί να προέρχεται από την κουζίνα, το πλυντήριο ρούχων και το μπάνιο. Τα λύματα που προέρχονται από το μπάνιο είναι λιγότερο επιβαρυμένα και αναφέρονται ως ασθενές γκρίζο νερό. Τα χαρακτηριστικά του γκρίζου νερού προσδιορίστηκαν από την ανάλυση δειγμάτων που προέρχονταν από τρεις οικίες με διαφορετικά χαρακτηριστικά κατοίκων. Κατά τον προσδιορισμό της παροχής του γκρίζου νερού, διαπιστώθηκε ότι αυτό αποτελεί σχεδόν το 72% των οικιακών λυμάτων. Οι υψηλότερες παροχές είναι αυτές του γκρίζου νερού του νεροχύτη και της μπανιέρας. Επίσης, προσδιορίστηκαν παράμετροι γκρίζου νερού που προέρχεται από την κουζίνα, τη μπανιέρα, το πλυντήριο ρούχων και τον νιπτήρα. Διαπιστώθηκε ότι οι δραστηριότητες που διενεργούνται σε κάθε πηγή γκρίζου νερού καθορίζουν τα χαρακτηριστικά του, ενώ πολλές παράμετροι επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τις συνήθειες των κατοίκων. Όσο αφορά στο οργανικό φορτίο και τα στερεά, οι ροές της μπανιέρας και του νιπτήρα είναι λιγότερο επιβαρυμένες. Η ροή του πλυντηρίου ρούχων περιέχει υψηλή συγκέντρωση οργανικού φορτίου και τασιενεργών ενώσεων ενώ η ροή της κουζίνας χαρακτηρίζεται από την υψηλή συγκέντρωση COD και το χαμηλό pH. Παρόλο που το γκρίζο νερό αποτελεί το λιγότερο επιβαρυμένο κλάσμα των οικιακών λυμάτων, απαιτείται επεξεργασία πριν την επαναχρησιμοποίηση του. Στα πλαίσια της εργασίας μελετήθηκε η επεξεργασία ασθενούς γκρίζου νερού με τη χρήση ενός σύνθετου συστήματος επεξεργασίας, το οποίο αποτελείται από φίλτρα άμμου και ενεργού άνθρακα. Κατά την επεξεργασία, τα λύματα παρέμεναν στη δεξαμενή καθίζησης για 20 ώρες και στη συνέχεια διοχετεύονταν σε φίλτρο άμμου καθοδικής ροής. Η εκροή του φίλτρου αυτού εισερχόταν σε φίλτρο κοκκώδους ενεργού άνθρακα. Η παρακολούθηση των χαρακτηριστικών του γκρίζου νερού ανά στάδιο επεξεργασίας οδήγησε στα εξής συμπεράσματα: η απομάκρυνση στερεών μετά τη διέλευση των λυμάτων από το φίλτρο άμμου είναι της τάξης του 50%, αλλά η απομάκρυνση του οργανικού φορτίου είναι περιορισμένη (30%). Το φίλτρο του ενεργού άνθρακα βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα των επεξεργασμένων λυμάτων, καθώς επιτυγχάνεται συνολική απομάκρυνση CODt 92%. Ωστόσο, το επεξεργασμένο γκρίζο νερό δεν έχει χαρακτηριστικά κατάλληλα για επαναχρησιμοποίηση. Το στάδιο της απολύμανσης είναι απαραίτητο, ενώ με σκοπό τη μεγαλύτερη απομάκρυνση των στερεών και του οργανικού φορτίου προτείνεται να μελετηθεί η χρήση κροκίδωσης.

The aim of this thesis is the greywater characterization as well as the greywater treatment. Household wastewater consists of greywater and blackwater. Greywater is the wastewater produced in bathtubs, showers, hand basins, kitchen sinks, dishwashers and laundry machines and blackwater is the wastewater which comes from toilets. Mixed greywater produced in bathtubs, showers and hand basins, called light greywater, has lower concentrations in contaminants than mixed greywater produced in bathtubs, showers, hand basins, kitchen sinks, dishwashers and laundry machines. In order to estimate greywater characteristics, samples produced in three residences (A, B, C) were analyzed. The number of inhabitants in residences A, B and C is 1, 2 and 4, respectively. Average greywater production was estimated to be 72% of the total household wastewater. Greywater major sources proved to be kitchen sinks and bathtubs. Greywater samples produced in kitchen sinks, bathtubs, laundry machines and hand basins were analyzed. As found, greywater characteristics are affected by the activities carried out in each greywater source as well as by residents habits. Bathtubs and hand basins greywater are the less contaminated sources in organic matter and solids. Laundry machine greywater has greater concentrations in COD and LAS and kitchen greywater is characterized by high COD concentrations and low pH values. Although light greywater is less contaminated than mixed household wastewater, light greywater should be treated before reuse. In this study, sand and GAC filters were used in order to treat greywater. Greywater retention time in the settling tank was about 20 hours and afterwards greywater passed through sand. The effluent of this filter passed through granular activated carbon filter. According to the results, sedimentation and sand filtration resulted in TSS reduction equal to 50%, but COD removal was about 30%. The use of GAC filter improved effluent characteristics, as CODt average total removal was 92%. However, for greywater reuse disinfection process should be applied, and coagulation could be used in order to improve solids and organic matter’s removal.