Τεχνικοοικονομική αξιολόγηση εναλλακτικών συστημάτων τριτοβάθμιας επεξεργασίας αστικών λυμάτων με σκοπό την επαναχρησιμοποίηση

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία σαν στόχο έχει την τεχνικοοικονομική αξιολόγηση εναλλακτικών σχημάτων και σεναρίων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Ο απώτερος σκοπός της επεξεργασίας είναι η επαναχρησιμοποίηση των εκροών σύμφωνα με τις προσταγές του Φ.Ε.Κ. Β΄ 354/2011 και της Κοινή Υπουργικής Απόφασης Κ.Υ.Α.145116/2011 με θέμα ‘ Καθορισμός μέτρων, όρων και διαδικασιών για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων ’. Με τον τρόπο αυτό δημιουργείται μία βάση δεδομένων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο οικονομικής αξιολόγησης τεχνολογιών επαναχρησιμοποίησης επεξεργασμένων εκροών. Σύμφωνα με την νομοθεσία, εξετάζουμε την επαναχρησιμοποίηση λυμάτων με σκοπό την περιορισμένη και απεριόριστη άρδευση όπως επίσης και την αστική χρήση. Αναφορικά για την περιορισμένη άρδευση, εξετάζονται οι τεχνολογίες απολύμανσης χλωρίωσης-αποχλωρίωσης και UV, ενώ για την απεριόριστη, προσθήκη χημικών και διύλιση μέσω αμμοδιυλιστηρίων, αμμόφιλτρων συνεχούς ανοδικής ροής, δισκόφιλτρων περιστρεφόμενου τυμπάνου και το τελικό στάδιο της απολύμανσης. Για την αστική χρήση έχει επιλεγεί το σύστημα μεμβράνης MBR – UF καθώς και αμμόφιλτρα συνεχούς ανοδικής ροής χαμηλής φόρτισης. Και τα δύο σενάρια ακολουθούνται από απολύμανση. Τα συστήματα έχουν σχεδιαστεί και διαστασιολογηθεί για μία σειρά από παροχές που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα ισοδύναμων κατοίκων. Για τον απόλυτα ρεαλιστικό προσανατολισμό της αξιολόγησης τα επιμέρους στοιχεία και ο εξοπλισμός έχουν επιλεγεί από το εμπόριο και κοστολογηθεί από τους προμηθευτές. Όσον αφορά τα επιμέρους κόστη που συνυπολογίζονται, αυτά αφορούν πάγια κόστη και κόστη λειτουργίας. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι του εξοπλισμού, των κατασκευών δεξαμενών και εκσκαφών, της κατανάλωσης ενέργειας και χημικών καθώς επίσης και της απαίτησης σε έκταση (footprint). Τα κατασκευαστικά έργα και ο ηλεκτρολογικός εξοπλισμός διαφοροποιούνται ως προς το κόστος εξυπηρέτησης κεφαλαίου σύμφωνα με τον χρόνο ζωής τους. Τα κόστη των εξεταζόμενων τεχνολογιών ανάγονται σε ετήσια και συνδυάζονται σύμφωνα με τα πιθανά σενάρια επεξεργασίας ώστε να εξαχθούν προτάσεις για την οικονομικότερη επιλογή ανά παροχή. Συνοπτικά κάποια από το συμπεράσματα είναι η μείωση του ανηγμένου κόστους με την αύξηση του εξεταζόμενου πληθυσμού ενώ το εύρος του ετήσιου κόστους ανά κάτοικο για τις εξεταζόμενες παροχές, ανέρχεται σε 0,18 – 4,1 (€/έτος) για την περιορισμένη άρδευση 0,74 – 18,4 (€/έτος) για απεριόριστη και τέλος 1,33 - 18(€/έτος) για την αστική χρήση.

The current project aims to provide a techno-economical assessment of alternative technologies and scenarios of wastewater treatment. The processing’s paramount aim is the reuse and reclamation of outflows in accordance with the demands of the Joint Ministerial Decision 145116/2011 the subject of which is “the definition of measures, terms and processes regarding the reclamation of wastewater treatment”. Thus, a database is created which can be used as a tool to compare economically alternative wastewater reclamation technologies. In accordance with the valid wastewater legislation, we examine the wastewater reclamation in order to apply it in limited and unlimited irrigation and as well as in urban use. Regarding limited irrigation, the disinfection technologies of chlorination/dechlorination and UV are taken into consideration, while regarding unlimited irrigation the processes involved include the addition of chemical substances and the filtration with sand filters, continuous upward flow sand filters, disk filters rotary drum and the final stage of disinfection. Regarding urban use, we chose the membrane system MBR-UF, as well as continuous upward flow sand filters of low pressure. Both scenarios are followed by disinfection. The systems are designed and computed for a series of supplies that cover a wide spectrum of equivalent population. In order to obtain an absolutely realistic orientation in the assessment, the individual elements and the equipment used are found in the market and were priced by their suppliers. The additional costs we take into consideration, concern the fixed and the functional costs. The most important among them are the costs involving the equipment, the construction of the tanks and excavations, the consumption of energy and chemicals as well as the footprint. The construction projects and the electrological equipment are differentiated according to their lifespan. The costs of the technologies we examine are calculated in an annual axis and are combined according to possible processing scenarios in order to come up with suggestions for the most cost effective solution per supply and per capita. Finally, some conclusions are that the normalized cost reduced by increasing the population concerned while the spectrum of the annual cost per capita for the selected supplies amounts to 0,18 - 4,1 (€ / year) for limited irrigation, from 0,74 to 18, 4 (€ / year) for unlimited and 1,33 - 18 (€ / year) for urban use.