Εκτίμηση και καταγραφή ενεργειακής κατανάλωσης και εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων στην Ελλάδα

Γκολιόπουλος, Νικόλαος; Gkoliopoulos, Nikolaos

dc.contributor.author	Γκολιόπουλος, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Gkoliopoulos, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2020-05-01T20:51:16Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50331
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18029
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	επεξεργασία λυμάτων	el
dc.subject	Ενεργειακή κατανάλωση	el
dc.subject	Εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου	el
dc.subject	Λειτουργικά κόστη ΕΕΛ	el
dc.subject	WWTP energy consumption	en
dc.subject	CO2 emissions	en
dc.subject	wastewater treatment	en
dc.subject	wastewater treatment plants in greece	en
dc.subject	WWTP operational costs	en
dc.subject	λύματα	el
dc.title	Εκτίμηση και καταγραφή ενεργειακής κατανάλωσης και εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων στην Ελλάδα	el
dc.contributor.department	Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επεξεργασία Λυμάτων	el
heal.dateAvailable	2021-04-30T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-21
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία συνιστά μία ολοκληρωμένη έρευνα της ενεργειακής κατανάλωσης των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ), του κόστους συντήρησης και λειτουργίας τους καθώς και των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Ουσιαστικά, η εργασία έρχεται να επιστεγάσει και να εξάγει συμπεράσματα, με δεδομένες αντίστοιχες μελέτες μικρότερης κλίμακας και διαφορετικής μεθοδολογίας που έχουν πραγματοποιηθεί την τελευταία δεκαετία. Αρχικά, ζητήθηκε από πλήθος εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων να διαθέσουν στοιχεία που σχετίζονται τόσο με την κατασκευή τους, όσο και με τη λειτουργία τους (λειτουργικά κόστη & κόστη συντήρησης). Συνολικά, ελήφθησαν στοιχεία από 31 εγκαταστάσεις σε όλη την Ελλάδα. Για τις 8 εγκαταστάσεις ήρθε σε επικοινωνία ο συγγραφέας της παρούσης εργασίας, ενώ τα στοιχεία των υπολοίπων 23 αντλήθηκαν από τις εργασίες που είχαν εκπονήσει ο κ. Κουνάδης Χρήστος (2018) και η κα. Δημοπούλου (2011). Αναπτύχθηκε αρχικά, ένα θεωρητικό μοντέλο για την εκτίμηση της ενεργειακής κατανάλωσης των υπόψη ΕΕΛ, βασισμένο στη μεθεδολογία από το βιβλίο «Επεξεργασία και Διαχείριση Λυμάτων και Ιλύος» (Ανδρεαδάκης, 2015). Μελετήθηκε ο βαθμός στον οποίο ένα θεωρητικό ενεργειακό μοντέλο δύναται να προσεγγίσει την πραγματική ενεργειακή κατανάλωση μίας εγκατάστασης. Ακόμη, πραγματοποιήθηκε επεξεργασία των στοιχείων κόστους, που αφορούν την κατασκευή και την λειτουργία-συντήρηση των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων, με στόχο την εξαγωγή συμπερασμάτων. Επιπρόσθετα, υπολογίστηκαν για κάθε εγκατάσταση οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που παράγουν, μια ιδιαίτερα κρίσιμη παράμετρο δεδομένου ότι, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θέση στόχο την μείωση των εκπομπών κατά 40% τουλάχιστον την επόμενη δεκαετία. Από την επεξεργασία των προαναφερθέντων στοιχείων προέκυψαν ενδιαφέροντα συμπεράσματα για τον θεωρητικό υπολογισμό της ενεργειακής κατανάλωσης μιας εγκατάστασης, την αντίστοιχη πραγματική κατανάλωση, καθώς και για τα κόστη κατασκευής, προσωπικού, χημικών και συντήρησης της εγκατάστασης. Μελετήθηκε επιπλέον, η συσχέτιση του μεγέθους της εγκατάστασης και του χρόνου κατασκευής της με την ενεργειακή κατανάλωση της εγκατάστασης. Το θεωρητικό μοντέλο υπολογισμού της ενεργειακής κατανάλωσης που αναπτύχθηκε στην παρούσα εργασία δίνει αρκετά αξιόπιστα αποτελέσματα με μέση απόκλιση 3%. Το συγκεκριμένο μοντέλο, δίνει επιπλέον τη δυνατότητα να εντοπιστούν εγκαταστάσεις που λειτουργούν χωρίς την απαραίτητη προσοχή και επιμέλεια, ή ακόμα χειρότερα υπολειτουργούν επιβαρύνοντας τον τελικό αποδέκτη. Στα κυριότερα συμπεράσματα, αναφέρεται ότι ως προς το μέγεθος της εγκατάστασης, οι μεγαλύτερες ΕΕΛ φαίνεται να έχουν μικρότερη ενεργειακή κατανάλωση από τις μικρότερες, ενώ αντίστοιχα οι μεγαλύτερες ΕΕΛ εκπέμπουν μικρότερες ποσότητες αερίων του θερμοκηπίου. Συγκεκριμένα,το ετήσιο ενεργειακό κόστος ανά κάτοικο στις μικρές εγκαταστάσεις με σύστημα παρατεταμένου αερισμού ανέρχεται κατά μέσο όρο σε 13 €, ενώ στις μεγάλες με συμβατικό σύστημα σε λιγότερο από 2 €. Στην Ευρώπη, η ετήσια μέση ενεργειακή κατανάλωση αναφέρεται μεταξύ 20 και 120 kWh/ισ.κατ. και σύμφωνα με τον Jonasson (2010) η κατανάλωση στο Ηνωμένο Βασίλειο, τη Σουηδία και την Αυστρία είναι αντίστοιχα περίπου 38, 42 και 23 kWh/ισ.κατ. Είναι συνεπώς, ικανοποιητικό που στην Ελλάδα η ετήσια μέση ενεργειακή υπολογίστηκε 30 kWh/ισ.κατ. Επιπρόσθετα εξάγεται ότι το συμβατικό σύστημα ενεργού ιλύος καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από το σύστημα παρατεταμένου αερισμού και εκπέμπει σχεδόν τη μισή ποσότητα από τα αέρια του θερμοκηπίου. Όσον αφορά τη μέθοδο αερισμού, όπως προκύπτει από την ανάλυση των διατιθέμενων στοιχείων οι διαχυτήρες είναι πιο οικονομικοί σε μεγαλύτερες εγκαταστάσεις, ενώ ο επιφανειακός αερισμός είναι πιο οικονομικός στις μικρότερες. Αυτό δεν δικαιολογείται από τους υγειονολογικούς υπολογισμούς και μάλλον σχετίζεται με την επιλογή των φυσητήρων στις μικρές εγκαταστάσεις. Ο αερισμός, καταναλώνει το 50-60% της ενέργειας της εγκατάστασης κατά βάση και στα συστήματα με διάχυση το ποσοστό φαίνεται ελαφρώς μειωμένο συγκριτικά με τον επιφανειακό αερισμό. Το κόστος κατασκευής των εγκαταστάσεων ανέρχεται συνήθως σε 150-200 €/κατ, αλλά αυτό αφορά τη δυναμικότητα της εγκατάστασης οπότε αν αναχθεί στον εξυπηρετούμενο πληθυσμό σε κάποιες περιπτώσεις αυξάνεται σημαντικά. Το συνολικό κόστος λειτουργίας και συντήρησης των εγκαταστάσεων μειώνεται δραστικά καθώς οι εγκαταστάσεις γίνονται μεγαλύτερες με συμβατικό σύστημα αερισμού. Πιο συγκεκριμένα, στις μικρές εγκαταστάσεις με παρατεταμένο αερισμό το ετήσιο κόστος ανά κάτοικο είναι 94 € κατά μέσο όρο, ενώ στις μεγάλες εγκαταστάσεις με συμβατικό σύστημα είναι 10 €. Το κόστος της ενέργειας της εγκατάστασης κυμαίνεται περίπου στο 20-50% σε σχέση με το συνολικό κόστος λειτουργίας της εγκατάστασης, το κόστος προσωπικού στο 35-55%, το κόστος χημικών στο 2-10% και το κόστος συντήρησης 10-25% αντίστοιχα. Η διπλωματική εργασία ολοκληρώνεται με προτάσεις που αφορούν στη βελτίωση της ενεργειακής κατανάλωσης και του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των ΕΕΛ και διατυπώνονται ως ακολούθως. Η πρώτη πρόταση αφορά την εγκατάσταση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις εγκαταστάσεις των ΕΕΛ, όπως ήδη γίνεται σε άλλες χώρες, για τη μείωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου που εκλύουν. Η δεύτερη, περιλαμβάνει την προσθήκη στα τεύχη δημοπράτησης των έργων λειτουργίας των ΕΕΛ, περιορισμός για την ενεργειακή κατανάλωση τους, στη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Η τρίτη, σχετίζεται με την ενιαία δημοπράτηση των έργων κατασκευής ΕΕΛ και λειτουργίας τους για τα πρώτα 5 χρόνια, ώστε να διασφαλιστεί η βελτιστοποίηση του κόστους στην κατασκευή και τη λειτουργία της.	el
heal.advisorName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Μαλαμής, Συμεών	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	258 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false