Αξιολόγηση φυσικών συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων στις αναπτυσσόμενες χώρες

Δαμάλα, Πολυξένη; Damala, Polyxeni

dc.contributor.author	Δαμάλα, Πολυξένη	el
dc.contributor.author	Damala, Polyxeni	en
dc.date.accessioned	2016-05-31T08:34:19Z
dc.date.available	2016-05-31T08:34:19Z
dc.date.issued	2016-05-31
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42561
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5305
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Αναπτυσσόμενες χώρες	el
dc.subject	Τεχνητές λίμνες	el
dc.subject	Τεχνητοί υγροβιότοποι	el
dc.subject	Φυσικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων	el
dc.subject	Επεξεργασία υγρών αποβλήτων	el
dc.title	Αξιολόγηση φυσικών συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων στις αναπτυσσόμενες χώρες	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-20
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι, αφενός, η επισκόπηση της κατάστασης των αναπτυσσόμενων χωρών σε θέματα που σχετίζονται με την παραγωγή, διαχείριση και επεξεργασία των λυμάτων και αφετέρου, η αξιολόγηση των τεχνητών υγροβιότοπων και τεχνητών λιμνών, που ανήκουν στα φυσικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων και αποτελούν κατάλληλες μεθόδους επεξεργασίας για εφαρμογή στις αναπτυσσόμενες χώρες. Για την επίτευξη των στόχων της εργασίας, σε πρώτο στάδιο πραγματοποιήθηκε μια εκτενής βιβλιογραφική επισκόπηση προκειμένου να αποτυπωθούν βασικά ζητήματα που σχετίζονται με τις αναπτυσσόμενες χώρες και τις βιώσιμες μεθόδους επεξεργασίας λυμάτων. Αρχικά, παρουσιάζεται η υφιστάμενη κατάσταση των χωρών στο τομέα του νερού και της διαχείρισης λυμάτων. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι συνήθεις τεχνολογίες επεξεργασίας λυμάτων που εφαρμόζονται στις αναπτυσσόμενες χώρες και οι σημαντικότερες παράμετροι που επιδρούν στην επιλογή της καταλληλότερης για εφαρμογή τεχνολογίας. Ακολούθως, αναλύονται ζητήματα που σχετίζονται με την πρακτική της επαναχρησιμοποίησης των λυμάτων στο γεωργικό τομέα και τέλος, γίνεται αναφορά στα φυσικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων, τα οποία θεωρούνται βιώσιμες εναλλακτικές μέθοδοι για την επεξεργασία των λυμάτων στις αναπτυσσόμενες χώρες. Σε δεύτερο στάδιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της αξιολόγησης που πραγματοποιήθηκε σε ένα σύνολο συστημάτων τεχνητών υγροβιότοπων (οριζόντιας, κάθετης, επιφανειακής ροής & συνδυασμοί αυτών) και τεχνητών λιμνών (αναερόβιες, αερόβιες, επαμφοτερίζουσες λίμνες & συνδυασμοί αυτών), πλήρους ή πιλοτικής κλίμακας, που είναι διαθέσιμα από τη διεθνή βιβλιογραφία. Συνολικά επεξεργάστηκαν και καταχωρήθηκαν 72 δημοσιεύσεις, από τις οποίες αξιολογήθηκε η απόδοση των συστημάτων ως προς την απομάκρυνση των εξεταζόμενων παραμέτρων (BOD, COD, TN, NH4-N, NH3-N, TP, PO4-3-P, TC, FC, E.coli), η επίδραση των λειτουργικών παραμέτρων στην απόδοση των διεργασιών, το κόστος, η απαίτηση γης και λοιπά στοιχεία που συλλέχθηκαν κατά την επεξεργασία των δεδομένων. Βάσει της έρευνας που πραγματοποιήθηκε, διαπιστώθηκε ότι η αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση νερού, η έντονη αστικοποίηση, οι ταχείς ρυθμοί ανάπτυξης του πληθυσμού αλλά και οι αδυναμίες των κυβερνήσεων να υλοποιήσουν αποτελεσματικές στρατηγικές διαχείρισης των λυμάτων αποτελούν τα κυριότερα εμπόδια για τη διασφάλιση των απαιτούμενων συνθηκών υγιεινής και την εφαρμογή ορθών πρακτικών στο τομέα της διαχείρισης και επεξεργασίας των λυμάτων. Επιπλέον, σε μεγάλο μέρος των αναπτυσσόμενων χωρών η επαναχρησιμοποίηση των ανεπεξέργαστων λυμάτων αποτελεί πρακτική που εφαρμόζεται εκτεταμένα παρά τους προφανείς κινδύνους που ελλοχεύει, καθώς αποτελεί ένα μέσο ενίσχυσης της καλλιέργειας των τροφίμων και των εισοδημάτων των αγροτών. Στο πλαίσιο αυτό, τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας μπορούν να αποτελέσουν κατάλληλες μεθόδους επεξεργασίας καθώς συνδυάζουν ικανοποιητικές αποδόσεις, μειωμένα κόστη (λόγω της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και χημικών) και απλότητα στη λειτουργία και συντήρηση, ενώ παράλληλα επιτυγχάνουν σημαντική απομάκρυνση των παθογόνων μικροοργανισμών (κυρίως οι τεχνητές λίμνες και τεχνητοί υγροβιότοποι). Η αξιολόγηση των φυσικών συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων που πραγματοποιήθηκε, οδήγησε στα ακόλουθα συμπεράσματα. Από την ανάλυση των εξεταζόμενων συστημάτων τεχνητών υγροβιότοπων, αναφορικά με τις εφαρμοζόμενες φορτίσεις, προέκυψε ότι η επίδραση της οργανικής φόρτισης στη συγκέντρωση του οργανικού φορτίου της εκροής και στην απομάκρυνση των παθογόνων είναι εντονότερη σε σχέση με το σύνολο των υπόλοιπων ειδών φορτίσεων και παραμέτρων που εξετάστηκαν. Επίσης, η απομάκρυνση των παθογόνων φάνηκε να συσχετίζεται με τη φόρτιση των στερεών. Αναλύοντας την απόδοση των διαφορετικών ειδών τεχνητών υγροβιότοπων, τα συνδυασμένα συστήματα που περιλαμβάνουν παραπάνω από ένα είδος υγροβιότοπου, όπως είναι αναμενόμενο εμφανίζουν καλύτερες αποδόσεις και χαρακτηριστικά ποιότητας εξόδου για το σύνολο των παραμέτρων που εξετάστηκαν. Αντίθετα, οι τεχνητοί υγροβιότοποι οριζόντιας ροής παρουσιάζουν τη χαμηλότερη απόδοση. Από την ανάλυση κόστους που πραγματοποιήθηκε, παρατηρήθηκαν θετικές οικονομίες κλίμακας για ισοδύναμο πληθυσμό μεγαλύτερο από 1000 κατοίκους, ενώ οι μέσες τιμές του κόστους κατασκευής και του κόστους λειτουργίας και συντήρησης υπολογίστηκαν στα 201 €/κάτοικο και 29 €/κατ./έτος αντιστοίχως. Επίσης, η μέση ειδική επιφάνεια των συστημάτων ισούται με 2,6 m2/κατ.. Από την ανάλυση των εξεταζόμενων συστημάτων τεχνητών λιμνών, δεν προέκυψε κάποια ιδιαίτερη συσχέτιση μεταξύ των εφαρμοζόμενων φορτίσεων και της ποιότητας των παραγόμενων εκροών, με εξαίρεση την περίπτωση της απομάκρυνσης των παθογόνων που φάνηκε να επηρεάζεται από τη φόρτιση των στερεών και τον υδραυλικό χρόνο παραμονής. Η ανάλυση των διαφορετικών ειδών τεχνητών λιμνών που εξετάστηκαν έδειξε ότι και σε αυτή την περίπτωση, τα συνδυασμένα συστήματα που περιλαμβάνουν πάνω από ένα είδος λίμνης εμφανίζουν τα υψηλότερα ποσοστά απομάκρυνσης οργανικού φορτίου, αιωρούμενων στερεών και παθογόνων μικροοργανισμών. Επίσης, η ποιότητα εκροής των συστημάτων δεν διαφοροποιείται αισθητά για το σύνολο των περιπτώσεων με εξαίρεση την περίπτωση των αναερόβιων λιμνών που εμφανίζουν χαμηλότερα ποσοστά απόδοσης και ποιότητας εκροής. Η μέση ειδική επιφάνεια του συνόλου των εξεταζόμενων συστημάτων ισούται με 3 m2/κατ., ενώ αναφορικά με την ανάλυση κόστους, τα διαθέσιμα στοιχεία είναι πολύ περιορισμένα και δεν επιτρέπουν τη διατύπωση συμπερασμάτων. Τέλος, συγκρίνοντας τη συνολική απόδοση των συστημάτων προκύπτει ότι οι εξεταζόμενοι τεχνητοί υγροβιότοποι εμφανίζουν υψηλότερα ποσοστά απομάκρυνσης για το σύνολο των παραμέτρων, με εξαίρεση τους παθογόνους μικροοργανισμούς, η απομάκρυνση των οποίων είναι αποτελεσματικότερη στα συστήματα των τεχνητών λιμνών. Επίσης, λαμβάνοντας υπ’ όψιν τα χαρακτηριστικά των παραγόμενων εκροών προκύπτει ότι τα συστήματα παρουσιάζουν μέτρια απόδοση ως προς την απομάκρυνση των ρυπαντών ενώ οι υψηλές συγκεντρώσεις του οργανικού φορτίου και των στερεών που παρατηρούνται για την πλειονότητα των εξεταζόμενων συστημάτων καθιστά τις παραγόμενες εκροές ακατάλληλες για επαναχρησιμοποίηση στο γεωργικό τομέα.	el
heal.advisorName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	184 σ.	ε
heal.fullTextAvailability	true