ΘΕΜΑ_ΚΕΙΜΕΝΟ

ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣΠΟΙΟΤΗΤΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Στα πλαίσια του μαθήματος Ποιότητα Υδατικών Πόρων και Διαχείριση

Περιβάλλοντος, ο διδάσκων καθηγητής κ. Αθανάσιος Γείτονας ανέθεσε στην τριμελή ομάδα

των μετπτυχιακών φοιτητών την εργασία με τίτλο «Αναβάθμιση υφιστάμενης

εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων Δημοτικών Διαμερισμάτων Ασβεστοχωρίου &

Εξοχής Νομού Θεσσαλονίκης».

Αντικείμενο του παρόντος θέματος είναι η μελέτη αναβάθμισης – επέκτασης των

υφιστάμενων Εγκαταστάσεων Επεξεργασίας Λυμάτων (Ε.Ε.Λ) των Δημοτικών

Διαμερισμάτων Ασβεστοχωρίου και Εξοχής, κυρίως σε ότι αφορά τον υπολογισμό όλων των

απαραίτητων παραμέτρων για την εκ νέου διαστασιολόγηση των εγκαταστάσεων –

δεξαμενών ενός αστικού συστήματος Εγκαταστάσεων Επεξεργασίας Λυμάτων, λαμβάνοντας

σα δεδομένο και το ότι θα πρέπει να εξυπηρετείται και η Κοινότητα Πεύκων.

Η παρούσα εργασία διαρθρώνεται σε τρία (3) κεφάλαια : στο 1ο παρατίθενται τα

πληθυσμιακά στοιχεία και η πληθυσμιακή εξέλιξη της περιοχής, στο 2ο παραθέτουμε την

διαστασιόλογηση των έργων της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας και στο 3ο αναπτύσσουμε την

δευτεροβάθμια επεξεργασία καθώς και τα συστήματα διάθεσης. Η εργασία ολοκληρώνεται

με το διάγραμμα ροής της προτεινόμενης Εγκαταστάσης Επεξεργασίας Λυμάτων καθώς

επίσης και με φωτογραφίες της σημερινής – υφιστάμενης Εγκατάστασης Επεξεργασίας

Λυμάτων. Τέλος η ομάδα μελέτης παραδίδει σε ηλεκτρονική μορφή φύλλο εργασίας στο

EXCEL για τον υπολογισμό (μέσω δοκιμών) όλων των μεγεθών για τη διαστασιολόγηση της

δεξαμενής αερισμού, τον υπολογισμό του χρόνου παραμονής και την ηλικίας ιλύος.

Κλείνοντας θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε την υπάλληλο του Δήμου Χορτιάτη κ.

Χρύσα Κουκούμα Τοπογράφο Μηχανικό για τα στοιχεία που μας παρείχε και για την όλη

συνδρομή της. Επίσης ευχαριστούμε τον επιβλέποντα καθηγητή κ. Αθανάσιο Γείτονα για την

υποστήριξη που μας παρείχε και για τις κατατοπιστικές υποδείξεις του.

1


ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι υφιστάμενες Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Λυμάτων έχουν κατασκευαστεί στην

περιοχή Φούρκα απέναντι από την διασταύρωση του λατομείου Κυψέλη, δυτικά της

Κοινότητας Πεύκων και σε απόσταση περίπου 500μ. από τη διασταύρωση των οδών

Θεσσαλονίκης – Ασβεστοχωρίου – Φιλύρου. Το σύστημα βιολογικής επεξεργασίας που έχει

επιλεγεί είναι το σύστημα παρατεταμένου αερισμού με σταθεροποίηση της λάσπης μέσα στη

δεξαμενή αερισμού, σύστημα το οποίο παρέχει τη δυνατότητα εύκολης επέκτασης. Από

επιτόπια επίσκεψή μας, διαπιστώσαμε ότι οι Ε.Ε.Λ είναι σε λειτουργία, αλλά με δεδομένο το

ότι η ευρύτερη περιοχή δεν διαθέτει ολοκληρωμένο σύστημα αποχέτευσης, η παροχή των

λυμάτων γίνεται προφανώς μέσω αυτοκινούμενων βυτιοφόρων.

Η μελέτη εφαρμογής για την Ε.Ε.Λ έχει εκπονηθεί στα τέλη του 1992 από την Ε.Β.Ο.Ξ.

Α.Ε με σύμβουλο την BIOCHEM A.E, ενώ στη μελέτη του Κεντρικού Αποχετευτικού

αγωγού ΑΣ 4ης Γεωγραφικής Ενότητας (γραφείο μελετών Βασ. Βραγγαλα) που εκπονήθηκε

το 1994, υπολογίζονται στην τελική παροχή αστικών λυμάτων που θα αποχετευτούν στον

κατασκευαζόμενο αγωγό και τα λύματα της Κοινότητας Πεύκων.

Ήδη η μελέτη εφαρμογής προβλέπει τη δυνατότητα μελλοντικών επεκτάσεων, κυρίως

λόγω αύξησης των ρυπαντικών φορτίων, ενώ η επέκταση των εγκαταστάσεων θα γίνει με

αύξηση του βαθμού αποδόσεως αλλά και με την κατασκευή μονάδων μηχανικής

αφυδατώσεως της λάσπης (ταινιοφιλτρόπρεσσα). Όσο αφορά την χωροταξική παράμετρο της

αναβάθμισης – επέκτασης των Ε.Ε.Λ, διαπιστώνουμε ότι οι υφιστάμενες εγκαταστάσεις

διατάσσονται σε αναβαθμούς στα πρανή μεγάλου ρέματος, η δε επέκτασή τους θα μπορούσε

να γίνει σε χαμηλότερο υψόμετρο, σε πλάτωμα της ευρύτερης κοίτης του ρέματος.

Σημειώνουμε ότι στα στενά πλαίσια εκπόνησης ενός παρόμοιου θέματος, η χωροταξική –

τοπογραφική διάταξη των Ε.Ε.Λ αποτελεί από μόνη της μία ξεχωριστή μελέτη αφού τίθενται

ζητήματα χωροθέτησης παρόμοιων έργων, ζητήματα ιδιοκτησιακά, περιβαλλοντικά, θέματα

τοπικής αυτοδιοίκησης κλπ.

Η διάθεση των επεξεργασμένων λυμάτων προβλεπόταν από τη μελέτη εφαρμογής να

γίνεται, μετά από απολύμανση, για την διαβροχή των αδρανών υλικών παρακείμενου

λατομείου και για την παραγωγή ασβεστοπολτού από τα ασβεστοποιεία της περιοχής. Με τα

σημερινά δεδομένα – όπου αυτές οι δραστηριότητες φθίνουν και ουσιαστικά έχουν

καταργηθεί – τα επεξεργασμένα λύματα μπορούν να διατίθενται στο παρακείμενο ρέμα. Η

αφυδατωμένη ιλύς καθώς και τα εσχαρώματα και η άμμος θα διατίθενται σε χώρο

υγειονομικής ταφής.

2


Κλείνοντας αυτή την εισαγωγή θα θέλαμε να επισημάνουμε πως για μία ακόμη φορά

στη χώρα μας, οι ανάγκες για διαχείριση των αστικών λυμάτων έπονται – για να μην πούμε

ότι ακολουθούν τελευταίες – την αυξανόμενη ζήτηση για κατοικία, ζήτηση η οποία

ακολουθεί μονοσήμαντα τους κανόνες της αγοράς και δε λαμβάνει υπόψη της και άλλες

σημαντικές παραμέτρους, όπως χωροταξικές, πολεοδομικές, περιβαλλοντικές κλπ. Στην

περίπτωση του θέματός μας η πληθυσμιακή έκρηξη στην περιοχή μελέτης, υπαγορεύεται από

την αυξανόμενη ζήτηση για κατοικία σε περιοχές που εφάπτονται και συχνά βρίσκονται

ανάντη της Περιφερειακής Οδού της Θεσσαλονίκης, περιοχές οι οποίες – όπως και τόσες

άλλες – δεν είχαν τις απαραίτητες υποδομές για να υποδεχθούν τέτοιο κύμα νέων κατοίκων.

3


1. ΠΛΗΘΥΣΜΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

1.1 ΓΕΝΙΚΑ

Η παράμετρος που ουσιαστικά διαφοροποιεί την διαστασιολόγηση των έργων είναι ο

πληθυσμός, ο οποίος είχε υπολογιστεί για το έτος 2010 κοντά στους 7.500 κατοίκους

(Ασβεστοχώρι & Εξοχή) ενώ με τα σημερινά δεδομένα πλησιάζει τους 23.500 κατοίκους

(συμπεριλαμβάνεται η Κοινότητα Πεύκων). Ουσιαστικά δηλαδή οι Ε.Ε.Λ που έχουν

κατασκευαστεί εξυπηρετούν 7.500 κατοίκους των δύο Δημοτικών Διαμερισμάτων,

Ασβεστοχωρίου & Εξοχής.

Σημειώνεται ότι σαν χρόνος ζωής των έργων αναβάθμισης- επέκτασης των Ε.Ε.Λ. και

κατ’ επέκταση της μελλοντικής πληθυσμιακής πρόβλεψης, λαμβάνονται τα 30 χρόνια, με

έτος βάσης το 2004 και έτος ορίζοντα το 2034.

Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζουμε την εξέλιξη του πληθυσμού σύμφωνα με τα επίσημα

απογραφικά στοιχεία της Ε.Σ.Υ.Ε και για τις τρεις περιοχές που μελετάμε:

ΠΙΝΑΚΑΣ Ι

ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ

ΕΤΗ ΑΠΟΓΡΑΦΗΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

ΠΕΡΙΟΧΕΣ 1951 1961 1971 1981 1991 2001

Ασβεστοχώρι - 2618 2602 2647 3449 4789 8500 κάτοικοι (παροχή

υδρομέτρων) - 2004Εξοχή * 1373 1587 1327 964 1350 1511

Πεύκα - - - 1510 2280 6430 15000 κάτοικοι (παροχή

υδρομέτρων) - 2004ΣΥΝΟΛΟ 12730

* Στον πληθυσμό της Εξοχής περιλαμβάνονται και οι ασθενείς του Νοσοκομείου

Παπανικολάου

Σχετικά με την κίνηση του πληθυσμού παρατηρούμε τα ακόλουθα:

Οι οικισμοί του Ασβεστοχωρίου και Εξοχής είναι προϋφιστάμενοι του 1923.

Μέσα στις δεκαετίες του 1960 και 1970 εμφανίζεται μία σχετική μείωση του πληθυσμού

λόγω του μεταναστευτικού ρεύματος.

Μετά το 1981 όλοι οι οικισμοί παρουσιάζουν μία σημαντική αύξηση.

Ήδη στην απογραφή του 2001 αποτυπώνεται η σημαντική αύξηση του πληθυσμού

(κυρίως στην Κοινότητα Πεύκων).

4


Η σημερινή πληθυσμιακή κατάσταση έχει ληφθεί από τα στοιχεία των υδρομέτρων,

στοιχεία τα οποία λαμβάνονται κάθε εξάμηνο.

Οι κυριότεροι λόγοι που έχουν οδηγήσει σε αυτή την αύξηση του πληθυσμού συνοψίζονται

στους παρακάτω:

Η περιοχή βρίσκεται πολύ κοντά στο κέντρο της Θεσσαλονίκης – όπου παραδοσιακά

είναι τόπος εργασίας – ενώ παράλληλα διατηρεί όλα εκείνα τα χαρακτηριστικά που

προσδίδουν στον τόπο κατοικίας μεγαλύτερη ποιότητα ζωής σε σχέση με μία αμιγώς

αστική περιοχή.

Εφάπτεται σχεδόν στην Περιφερειακή Οδό, όπου με την ολοκλήρωση των νέων κόμβων

η πρόσβαση σε όλο το πολεοδομικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης, αλλά και σε

μακρύτερους προορισμούς (Χαλκιδική, Εθνική Οδός, Εγνατία Οδός) είναι ευκολότερη

και εγγύτερη.

Οι χαμηλοί συντελεστές δόμησης (0,8 – 1,00) μεταθέτουν το κέντρο βάρους των

κατασκευών από τις απρόσωπες πολυκατοικίες σε πιο ελαφρές κατασκευές

(μονοκατοικίες, μεζονέτες), δημιουργώντας νέους ελκυστικούς οικισμούς.

Μετά τη χρηματιστηριακή κρίση του 1999 και την κατακόρυφη πτώση των στεγαστικών

επιτοκίων, η απόκτηση ιδιόκτητης κατοικίας έγινε πιο εύκολη και πιο συμφέρουσα σαν

επένδυση.

Όπως έχει συμβεί και σε άλλες χώρες (π.χ. Η.Π.Α) η είσοδος μεταναστών μέσα στους

αστικούς σχηματισμούς δημιουργεί μία αντίστροφη πορεία (κυρίως υψηλών

εισοδηματικών ομάδων πληθυσμού) σε προάστια.

1.2 ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΠΛΗΘΥΣΜΙΑΚΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

Με βάση τα ληφθέντα απογραφικά στοιχεία (Ε.Σ.Υ.Ε) που παραθέσαμε στην παράγραφο 1.1

και με χρήση του τύπου του ανατοκισμού

Pn = Po * (1+e)n όπου:

P.n. : ο πληθυσμός μετά από n χρόνια

Po : ο πληθυσμός της χρονιάς αναφοράς

e : το ετήσιο ποσοστό μεταβολής του πληθυσμού

5


θα υπολογίσουμε την πρόβλεψη της πληθυσμιακής εξέλιξης για την περιοχή μελέτης μέχρι το

έτος 2031. Σημειώνουμε ότι τα ετήσια ποσοστά μεταβολής του πληθυσμού ανά περιοχή

έχουν υπολογιστεί από τις τρεις τελευταίες απογραφές, 1981, 1991 και 2001 (για το τελικό

εφαρμοζόμενο ετήσιο ποσοστό αύξησης του πληθυσμού παίρνουμε τους μέσους όρους ανά

δύο δεκαετίες) και ουσιαστικά προβάλλουμε και στις επόμενες δεκαετίες τη σημερινή

πληθυσμιακή αύξηση.

Σοβαροί λόγοι όμως μας κάνουν επιφυλακτικούς στο να δεχθούμε άκριτα την παραπάνω

πληθυσμιακή εξέλιξη της περιοχής διότι:

Η δυνατότητα επέκτασης των πολεοδομικών σχεδίων είναι πεπερασμένη, ιδιαίτερα δε

στην Κοινότητα Πεύκων η πληθυσμιακή έκρηξη που εμφανίζεται στον ΠΙΝΑΚΑ ΙΙ

οδηγεί σε συνθήκες κορεσμού με απαγορευτικές πυκνότητες πληθυσμού ανά στρέμμα.

Η ζήτηση για κατοικία αναμένεται να παρουσιάσει στοιχεία σημαντικής επιβράδυνσης,

κυρίως λόγω των δυσανάλογα υψηλών τιμών (όπως ήδη διαμορφώνονται) αλλά και της

μελλοντικής επιβολής Φ.Π.Α στις νέες κατοικίες.

Τα επιτόκια των στεγαστικών δανείων αναμένεται να κινηθούν ανοδικά, αφενός για να

κατοχυρωθούν κέρδη από τις τράπεζες από την εναλλαγή από κυμαινόμενα σε σταθερά

από τους ήδη δανειολήπτες, αφετέρου διότι η κάμψη της ζήτησης για κατοικία θα πρέπει

να εξισορροπηθεί.

Σύμφωνα λοπόν με τα παραπάνω, θεωρούμε ως πιο ορθή προσέγγιση της πληθυσμιακής

εξέλιξης την εκτίμηση ότι η ετήσια αύξηση του πληθυσμού στα επόμενα χρόνια θα είναι της

τάξης του 2,5%, ποσοστό το οποίο ανταποκρίνεται και στις εκτιμήσεις της Τοπικής

Αυτοδιοίκησης. Επίσης στον πίνακα που παραθέτουμε λαμβάνεται ως έτος αναφοράς το

2004, αφού τα στοιχεία των υδρομέτρων κρίνονται ως τα πλέον αντιπροσωπευτικά, αξιόπιστα

και επίκαιρα.

ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙ

ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ (ΑΠΟΓΡΑΦΕΣ)

ΠΕΡΙΟΧΕΣ 1981 1991 2001 2011 2021 2031

Ασβεστοχώρι 2647 3449 4789 6728 9451 13277

Εξοχή 964 1350 1511 1953 2524 3262

Πεύκα 1510 2280 6430 19356 58268 175403

ΣΥΝΟΛΟ 191942

6


Καταλήγουμε λοιπόν σε ένα μελλοντικό πληθυσμό (έτος 2034) 46.000 κατοίκων για τα

Δημοτικά Διαμερίσματα Ασβεστοχωρίου & Εξοχής και της Κοινότητας Πεύκων.

Για τις ανάγκες του θέματος θα διαστασιολογήσουμε πριν τα έργα εισόδου (σωληνώσεις

παροχής ακαθάρτων, φρεάτιο εισόδου, αντλιοστάσιο εισόδου, εσχάρωση, εξάμμωση και

ελαιοσυλλέκτη) ένα φρεάτιο βάσει του μελλοντικού πληθυσμού των 46.000 κατοίκων (έτος

2034) με το οποίο θα γίνεται διαχωρισμός των λυμάτων που αναλογούν σε 7.500 κατοίκους

(υφιστάμενες Ε.Ε.Λ.), σε 20.000 κατοίκους (κύριο αντικείμενο της παρούσας εργασίας όσον

αφορά τη βιολογική επεξεργασία για την αναβάθμιση – επέκταση των Ε.Ε.Λ.) και στους

υπόλοιπους 18.500 κατοίκους (για λόγους τυποποίησης και ομοιογένειας των πρόσθετων

Ε.Ε.Λ θα μπορούσε να μη γίνει εκ νέου διαστασιολόγηση αλλά να ληφθούν ως έχουν τα έργα

που αντιστοιχούν στους 20.000 κατοίκους, παρέχοντας έτσι ένα μεγάλο συντελεστή

ασφαλείας).

2. ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ

ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙΙ

ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ (ΣΗΜΕΡΙΝΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ)

ΠΕΡΙΟΧΕΣ 2001 2004 2014 2024 2034

Ασβεστοχώρι 4789 7000 8742 10918 13635

Εξοχή 1511 1511 1887 2357 2943

Πεύκα 6430 15000 18733 23395 29217

ΣΥΝΟΛΟ 45795

7


2.1 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ

2.1.1 Παροχές και ρυπαντικά φορτία

Οι παράμετροι υπολογισμού για το έτος 2034 είναι οι παρακάτω:

Πληθυσμός 46000

Ειδική παροχή λυμάτων (λίτρα/κάτοικο/ημέρα) 200

BOD5 (gr/κάτοικο/ημέρα) 60

SS (gr/κάτοικο/ημέρα) 90

N (gr/κάτοικο/ημέρα) 10

Τα υδραυλικά και ρυπαντικά φορτία προς επεξεργασία ,όσον αφορά το σύνολο του

πληθυσμού, ανέρχονται σε :

Παροχή σχεδιασμού = 46000 * 200/1000 = 9200 m3/ημέρα

Παροχή αιχμής = 1,5 * 9200/24 = 575 m3/h = 0,16 m3/sec

BOD5 = 46000 * 0,06 = 2760 Kg/ημέρα

SS = 46000 * 0,09 = 4140 Kg/ημέρα

N = 46000 * 0,01 = 460 Kg/ημέρα

Τα υδραυλικά και ρυπαντικά φορτία προς επεξεργασία, όσον αφορά τους 20000

κατοίκους, ανέρχονται σε :

Παροχή σχεδιασμού = 20000 * 200/1000 = 4000 m3/ημέρα

Παροχή αιχμής = 1,5 * 4000/24 = 250 m3/h = 0,07 m3/sec

BOD5 = 20000 * 0,06 = 1200 Kg/ημέρα

SS = 20000 * 0,09 = 1800 Kg/ημέρα

N = 20000 * 0,01 = 200 Kg/ημέρα

8


2.1.2 Χαρακτηριστικά εκροής

Τα χαρακτηριστικά των λυμάτων στο φρεάτιο εξόδου θα είναι:

BOD5 <20 mg/l

SS <30 mg/l

2.1.3 Υπολογισμός Συγκεντρώσεων Για Πληθυσμό 20000 Κατοίκων

(Α) BOD5 = 1200 Kgr/d = 50000 gr/h

CBOD = BOD5 / Qαιχμής =50000 / 250 = 200 gr/m3

(B) S.S =1800 Kg/d = 75000 gr /h

CSS = SS / Qαιχμής = 75000/250 = 300 gr/m3

(Γ) Ν = 200 Kg/d = 8333,333 gr /h

CN = N / Qαιχμής =8333,333 / 250 = 33,33 gr/m3

2.2 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΡΧΙΚΩΝ ΣΩΛΗΝΩΣΕΩΝ

Όπως προαναφέρθηκε η διαστασιολόγηση του αρχικού σωλήνα θα γίνει για το σύνολο

του πληθυσμού δηλαδή τους 46000 κατοίκους.

Η πιο συνηθισμένη τιμή κλίσης που θεωρούμε σε τέτοιου είδους έργα είναι i=0,005

(m/m). Επίσης θεωρούμε γ=0,23. Έστω ότι έχουμε σωλήνα διαμέτρου D=60cm=0,6m οπότε

η ακτίνα θα είναι r=30cm=0,3m. Έτσι έχουμε:

Κ1 =87 * R½ / γ + R½ όπου :

R = Εμβαδόν / Περίμετρος = πr2 / 2πr = r /2 = 0,3 /2 = 0,15

Άρα Κ1 = 87 *0,151/2 / 0,23 +0,151/2 = 54,585

V=0,5*K1* (D*i )½ =0,5*54,585*(0,6*0,005)½= 1,495 m/sec < 1,5 m/sec

Η ταχύτητα η οποία αναπτύσσεται με την παροχή αιχμής είναι :

V= Q /A = 0,16 / π 0,32 =0,566 m/sec > 0,5m/sec

9


Οπότε επιλέγουμε σωλήνα διατομής D=60cm=0,60m διάσταση η οποία είναι διαθέσιμη και

στο εμπόριο.

2.3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΌΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ ΦΡΕΑΤΙΟΥ ΕΙΣΟΔΟΥ

Η είσοδος των λυμάτων στην μονάδα γίνεται στο φρεάτιο εισόδου, όπου θα καταλήγει

ο κεντρικός συλλεκτήρας του μελλοντικού δικτύου αποχέτευσης. Οι διαστάσεις του είναι

τέτοιες ώστε να ικανοποιούν την απρόσκοπτη ροή και συγκέντρωση των λυμάτων. Με

υπερχείλιση κατάλληλου τοιχείου στο βάθος του φρεατίου, απάγεται η περίσσεια προς τον

αγωγό παράκαμψης (by-pass) για πιθανές ποσότητες λυμάτων πέραν των ποσοτήτων που

μπορεί να επεξεργαστεί το σύστημα (περιπτώσεις καταιγίδων κλπ.) Από το φρεάτιο εισόδου

ξεκινά ο αγωγός εισόδου προς το τμήμα εσχαρών (εσχάρωση για 20000 κατοίκους).

Ο χρόνος παραμονής στο φρεάτιο εισόδου δίνεται από τον τύπο :

t = V /Q ( sec )

Γνωρίζουμε ότι ο χρόνος παραμονής είναι t = 5 min και ότι η παροχή αιχμής για πληθυσμό

46000 κατοίκους είναι Q = 575 m3 / h οπότε από τον τύπο ο όγκος του φρεατίου θα είναι :

V = t * Q = 5 * 575 / 60 = 47,92 m3

Οπότε επιλέγουμε φρεάτιο διαστάσεων το οποίο θα έχει όγκο :

V = 4,8 x 4,8 x 2,10 = 48,38 m3 > 47,92 m3

2.4 ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟ ΕΙΣΟΔΟΥ

Στη συνέχεια τα λύματα εισέρχονται στο αντλιοστάσιο εισόδου από το οποίο με τη βοήθεια

κατάλληλων υποβρυχίων αντλιών ανυψώνονται στο απαιτούμενο ύψος για την τροφοδότησή

τους στην υπόλοιπη εγκατάσταση.

2.5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΣΧΑΡΩΣΗΣ

10

4,8 m x 4,8 m x 2,10 m


Για τον υπολογισμό της γεωμετρίας του καναλιού της σχάρας χρησιμοποιούμε τον τύπο του

Manning : Q = u * E = R2/3 * i1/2 * b * h / n όπου :

n = 0,015 (σκυρόδεμα)

R = b * h / ( b + 2h )

0,5 m/sec < u < 1,2 m/sec

b / h > 0,4

Η παροχή αιχμής για πληθυσμό 20000 κατοίκους είναι Q = 250 m3 / h = 0,0694 m3 / sec.

Επιλέγω για την ταχύτητα τυχαία τιμή u = 0,8 m/sec η οποία είναι μέσα στο παραπάνω

διάστημα. Από τον τύπο του Manning έχουμε :

E = Q / u = 0,0694 / 0,8 = 0,0868 m2 Ε = b * h = 0,0868 m2

Όμως πρέπει b / h > 0,4 .Έστω ότι b / h = 0,6 b = 0,6 h

Έτσι προκύπτει : b * h = 0,6 h * h = 0,6 h2 = 0,0868 m2

h = 0,38 m οπότε b = 0,6 h b = 0,23 m

Άρα τελικά:

Για την εύρεση του i έχουμε :

u = R2/3 * i1/2 / n i = (n * u / R2/3 )2

Όμως R = b * h / ( b + 2h ) = 0,38 * 0,23 / (0,23 + 2 * 0,38 ) = 0,0883

Οπότε : i = (n * u / R2/3 )2 = ( 0,015 * 0,8 * 0,08833/2 )2 = 0,0037 i = 3,7 ‰

Οπότε τελικά έχουμε :

2.6 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΜΜΟΣΥΛΛΕΚΤΗ (ΕΞΑΜΜΩΣΗ)

11

h = 0,38 m , b = 0,23 m

ΠΛΑΤΟΣ = 0,23 m

ΥΨΟΣ = 0,38 m

ΚΛΙΣΗ = 3,7 ‰


Αναζητάμε τις διαστάσεις του αμμοσυλλέκτη μέσω του εμβαδού της κάτοψης του και του

εμβαδού της τομής του.

Ακ = Q / Υ.Φ όπου Υ.Φ : Η υδραυλική φόρτιση με τιμή ≤ 0,06 m / sec2

Θεωρούμε τυχαία τιμή Υ.Φ = 0.04 m / sec2 οπότε :

Ακ = Q / Υ.Φ = 0,0694/ 0,04 =1,735 m2

Επιλέγουμε τελικά: ΜΗΚΟΣ x ΠΛΑΤΟΣ = 1,35m x 1,35m = 1,82 m2 > 1,735 m2

Για την εύρεση του ύψους του αμμοσυλλέκτη διατηρούμε το πλάτος που ορίσαμε

προηγουμένως και έχουμε :

Αεγκάρσιο = Q / u όπου u η ταχύτητα ροής με τιμή ≤ 0,3 m / sec

Θέτουμε τυχαία τιμή u = 0,25 m / sec

Αεγκάρσιο = Q / u = 0,0694 / 0,25 = 0,2776 m2

Επιλέγουμε : ΠΛΑΤΟΣ x ΥΨΟΣ = 1,35 m x 0,25 m = 0,3375 m2 > 0,2776 m2

Οπότε τελικά έχουμε :

2.7 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΛΙΠΟΕΛΑΙΟΣΥΛΛΕΚΤΗ

Το εμβαδόν του λιποελαιοσυλλέκτη δίνεται από τον τύπο : Α = Q / qh

Εφαρμόζουμε τον παραπάνω τύπο λαμβάνοντας την τιμή της υδραυλικής φόρτισης του

λιποελαιοσυλλέκτη qh ≤ 25 m / h και ζητώντας τιμή του μήκους ικανοποιητικά μεγαλύτερη

του 0,5m που αντιπροσωπεύουν το μήκος της χοάνης που παρεμβάλλεται για να

ολοκληρώσει το στάδιο της λιποελαιοσυλλογής.

Θέτουμε τυχαία qh = 13 m / h οπότε :

Α = Q / qh = 250 (m3 / h) / 13 (m / h) = 19,23 m2

Επιλέγουμε τελικά :

που δίνουν εμβαδόν Α = 5,00 m x 4,00 m = 20,00 m2 > 19,23 m2

3. ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ

12

ΜΗΚΟΣ x ΠΛΑΤΟΣ x ΥΨΟΣ = 1,35m x 1,35m x 0,25 m

ΜΗΚΟΣ x ΠΛΑΤΟΣ = 5,00 m x 4,00 m


3.1 ΠΑΡΑΤΕΤΑΜΕΝΟΣ ΑΕΡΙΣΜΟΣ

Θα χρησιμοποιήσουμε τους τύπους :

(1) F / M = Q * Ci / V * xv όπου : Q : παροχή αιχμής

Ci : συγκέντρωση BOD εισόδου

xv : πτητικά στερεά

V : όγκος δεξαμενής

(2) ΔX = a’ * Sr – B’*V xv + f * Si όπου : a’ : συντελεστής αναπνοής αποικοδόμησης BOD

Sr : ποσότητα BOD εισόδου μείον αυτά της εξόδου

B’= k * d : σταθερά ενδογενούς αναπνοής

Si : ποσότητα στερεών εισόδου

f : συντελεστής πτητικών στερεών αποβλήτων

εισόδου ίσος με 0,5

(3) Θc = V * xv / Δx : Ηλικία ιλύος

Για τον παρατεταμένο αερισμό αναζητώ την τιμή του πηλίκου F/M ( Τροφή /

Μικροοργανισμούς ) για την οποία ισχύει ο περιορισμός 0,07 < F/M < 0,15 kg BOD /

kg SS

Η τιμή των πτητικών στερεών xv δίνεται από την σχέση xv = 0,7 * x όπου η τιμή του x

κυμαίνεται μεταξύ 3500 mg /l και 4500 mg /l

Η συγκέντρωση BOD εισόδου είναι Ci = 200 gr/m3 = 0,2 kg/m3

Επίσης υπάρχει ο περιορισμός ότι η ηλικία ιλύος Θc πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατό

πιο κοντά στις 21 ημέρες για να έχει ολοκληρωθεί η αποικοδόμηση των

μικροοργανισμών.

Επίσης ισχύουν οι παρακάτω τιμές :

B’= k * d =0,052 * d-1

f = 0,5

Sr = (Ci – Ce ) * Q = ( 0,2 - 0,025 ) * 6000 =1050 kg/d

13


Si = (συγκέντρωση SS ) * Q = 300 * 6000 = 1800000 gr/d =1800 kg/d

Αντικαθιστώντας τα γνωστά μεγέθη στους παραπάνω τύπους παίρνουμε :

F / M = Q * Ci / V * xv = 6000 * 0,2 / V * xv = 1200 / V * xv

ΔX = a’ * Sr – B’ * V * xv + f * Si = 0,6 * 1050 – 0,052 * xv *V + 0,5 *1800 = 1530 – 0,052 * xv V

Θc = V * xv / Δx

Με δοκιμές στις τιμές των F / M, V, και xv , εντός των περιορισμών που τέθηκαν παραπάνω,

τελικά προκύπτει :

Με δεδομένο τον όγκο των 5305 m3 υπολογίζουμε τον υδραυλικό χρόνο παραμονής ΘΗ :

ΘΗ = V / Q = 5305 / 250 = 21,22 h

Τιμή την οποία αποδεχόμαστε γιατί είναι στο διάστημα μεταξύ 16 και 36h.

3.2 ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ

Θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο :

R’O2 = RO2 + R O2N ( i )

Όπου RO2 = a’ *( Ci - Ce ) *Q + B’*V xv

Και RO2N = 4,6 kgr O2 για 1 kgr αζώτου

Η μερική απαίτηση σε οξυγόνο RO2 είναι

RO2 = 0,6* ( 0,2-0,025 ) *6000 + 0,052*2,9*5305 RO2 = 1430 kgrO2 /d

Η απαίτηση σε οξυγόνο για την νιτροποίηση , RO2N, είναι ίση με το γινόμενο του ποσού

οξυγόνου για την οξείδωση 1 kgr αζώτου , επί το ποσό αζώτου στην έξοδο.

Δηλ, αν η απόδοση της νιτροποίησης είναι :

14

F / M = 0,078 , V = 5305 m3

xv = 2,9 kg/m3 , Δx = 730 kg/d

Θc = 21,07 days


Ε% = (Ci – Ce) / Ci = (0,2 - 0,025) / 0,2 Ε% = 87,5%

Τότε για το αρχικό φορτίο αζώτου 200kgr /d , στην έξοδο παίρνω

xv = 87,5 * ( 200/100 ) xv = 175 kgrΝ /d

Η μερική απαίτηση σε οξυγόνο, RO2N ,είναι

RO2N = 4,6 * 175 RO2N = 805 kgrO2 /d

Άρα ο τύπος ( i ) γίνεται R’O2 = 1430 + 805

3.3 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΕΡΙΣΜΟΥ

Θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο :

Ν =Ν0 * β * (CS – CL) / C * α *1,024(Τ-20)

Όπου :

α = 0,95 ο ρυθμός μεταφοράς O2 σε λύμματα / ο ρυθμός μεταφοράς O2 σε καθαρό

νερό

β = 0,95 η συγκέντρωση κορεσμού O2 σε λύμματα / η συγκέντρωση κορεσμού O2 σε

καθαρό νερό

Τ =130C η θερμοκρασία του περιβάλοντος

CS = 10,2 mgr/lt

CL = 1,05 mgr/lt Οι τιμές των τριων αυτών μεγεθών πάρθηκαν από την μελέτη

C = 9,17 mgr/lt

CS η συγκέντρωση κορεσμού O2 στο απόβλητο (mgr/lt)

CL η συγκέντρωση κορεσμού O2 στην δεξαμενή αερισμού (mgr/lt)

C η συγκέντρωση κορεσμού O2 στοκαθαρό νερό (mgr/lt)

15

R’O2 = 2235 kgrO2 /d


Οπότε Ν / Ν0 = 0,723

Η ικανότητα αερισμού που τι σύστημα παρέχει προσδιορίζεται στα :

O.C.= ( Ν0 *Rολικό) / Ν , όπου O.C. : Oxygenation Capacity

Οπότε O.C.= ( 1/0,723 ) *2235 O.C.= 3091 kgr /d

3.4 ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΊΗΣΗ

Στο στάδιο αυτό επεξεργαζόμαστε τα νιτρικά ιόντα που προέκυψαν από την οξείδωση της

αμμωνίας. Από αυτά αφαιρώ ποσότητα όχι παραπάνω από 10 mgr/lt

Παροχή αιχμής * Συγκέντρωση = Φορτίο

6000 (m3/d) *10 (mgr/lt) = Φορτίο

6000 *1000 (lt/d ) *10 *10-6 (kgr/lt) = Φορτίο Φορτίο = 60 kgr N/d

Στην είσοδο είχα 200 kgr N/d από τα οποία θα επεξεργαστώ τα 200-60 =140 kgr N/d

Μειωμένα κατά 15%, ποσό που είναι αναγκαίο για την παραγωγή της βιομάζας

Οπότε τελικά έχουμε 140-140 *(15/100)=119 Φορτίο = 119 kgr N/d

Διαστασιολόγηση της δεξαμενής απονιτροποίησης

VDN = kgr αζώτου απονιτροποίησης / RDN * xv ,[(kgr /d) / (kgr NO3-N / kgrMLSS) * kgr/ m3]

Όπου RDN =RD1 +RD2 , η ταχύτητα απονιτροποίησης με

RD1 = [0,03 * (F/M) + 0,029] *0,6 RD1 = 0,018804

RD2 = ( 0,12 *θc-0,706 ) *0,4 RD2 = 5,581*10-3

Οπότε RDN = 0,0244 kgr NO3-N / kgrMLSS

Άρα VDN= 119/ (0,0244 * 2,9) VDN= 1681,74m3

16


στην συνέχεια ορίζω τις διαστάσεις ΜΗΚΟΣ *ΠΛΑΤΟΣ *ΥΨΟΣ

15 * 15 * 7,5

3.5 ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ ΚΑΘΙΖΗΣΗΣ

Θα χρησιμοποιήσουμε τους τύπους :

Α = Q / Ε.Φ. Α = (π*D2) /4

V = A*h θΗ = V/Q

SFL= [Q(1+r ) * xu] /A r = x (xu – x)

Το μέγεθος της επιφανειακής φόρτισης Ε.Φ.πρέπει να παίρνει τιμή μεταξύ 0,6 και 1,2 m / h

θέτω τυχαία Ε.Φ.= 0,6 m/h =14,4 m/d

και έχω Α= 6000 / 14,4 Α= 416,67 m2

Ενώ συγκεκριμένα για κυλινδρική δεξαμενη εμβαδού κάτοψης Α και διαμέτρου D έχω :

D = √4A / π = √4 * 416,67 / π D = 23,03m ≈ 23m οπότε Ακ= 415,48m2

Άρα αφού θΗ = V/Q V= Q *θΗ V= 250 *21,22 V = 5305m3

Οπότε V = A*h h = V /A = 5305 / 415,48 h =12,77m ≈ 13m

Συνεπώς ο όγκος θα ισούται με V = A*h V = 5401m3

O υδραυλικός χρόνος παραμονής θα ισούται με θΗ = V/Q =5401/6000 θΗ = 0,9d =21,6h

Έλεγχος φόρτισης των στερεών

Αναγκαίο είναι στο σημείο αυτό να ελέγξουμε τη φόρτιση των στερεών. Ο συντελεστής

επανακυκλοφορίας ιλύος r ισούται με :

r = x (xu – x) = 3500 / (10000-3500) r = 0,54

SFL= [Q(1+r ) * xu] /A = [6000* (1+0,54) *10000] / 415,48 SFL= 9,27 (kgr / m2h)

17


Η παροχή απόρριψης ,Qw , θα είναι

Qw = Δx / xu= 730 / 10000 = 0,073( kgr * lt) / (d * mgr) = 0,073 * 106* 10-3 (m3 / d)

Qw = 73 m3 / d

Η δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης συνδέεται με το φρεάτιο ανακυκλοφορίας της ιλύος

το οποίο τροφοδοτεί την δεξαμενή παρατεταμένου αερισμού. Επίσης συνδέεται και με

φρεάτιο συλλογής των στραγγιδίων, το οποίο επανατροφοδοτεί την δεξαμενή παρατεταμένου

αερισμού.

3.6 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ

Ο όγκος της δεξαμενής απολύμανσης δίνεται από της σχέση : V = tεπ * Q (m3)

Επίσης ισχύει ο περιορισμός ΜΗΚΟΣ ΡΟΗΣ / ΠΛΑΤΟΣ ΡΟΗΣ = L / b = 40 / 1

Ο χρόνος επαφής του χλωρίου με το απόβλητο είναι ίσος με 30 min ή 30/ (60*24) days οπότε:

V = tεπ * Q =6000*30/(60*24) = 125 m3

Οπότε επιλέγουμε διαστάσεις δεξαμενής :

Όπως αυτές προκύπτουν για βάθος ροής 1,0 m

Όμως L / b = 40 / 1 L = 40 b οπότε θέτουμε :

ΧΛΩΡΙΩΣΗ

18

ΜΗΚΟΣ x ΠΛΑΤΟΣ x ΥΨΟΣ

12,5 x 10 x 1,0 m

ΜΗΚΟΣ x ΠΛΑΤΟΣ x ΥΨΟΣ

74 m x 1,7 m x 1,0 m = 125,8 m2


Προκειμένου να μην δημιουργηθεί ανάγκη αποχλωρίωσης χρησιμοποιείται δόση καθαρού

χλωρίου ( Cl2 ) 5 mg/lt και στο σύνολο της παροχής αιχμής ποσότητα χλωρίου :

6000 m3/d * 5 mg/lt = 6000 * 103 lt/d * 5 * 10-3 gr/lt = 6000 * 5 gr/d = 30000 gr/d

Η κατά βάρος περιεκτικότητα του υποχλωριώδους νατρίου (NaOCl) σε χλώριο (Cl2) είναι

92,5 %. Άρα η ποσότητα NaOCl που απαιτείται για να παραχθούν τα 30000 gr/d Cl2 που είναι

αναγκαία για την χλωρίωση είναι :

X = 100 * 30000/92,5 = 32432,43 gr NaOCl/d ή

Μετά την απολύμανση και χλωρίωση τα επεξεργασμένα υγρά μπορούν να διατίθενται στον

παρακείμενο φυσικό αποδέκτη (χείμαρρο).

3.7 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ ΛΑΣΠΗΣ

Α. Πάχυνση Ιλύος

Α = ΔΧ /SFL ( m2 ) , A = π D2 /4 ( m2 ) , V = A * h ( m3 ) , ΘΗ = V/Q

Για την διαστασιολόγηση του κυλινδρικού παχυντή υπολογίζω :

Α = ΔΧ /SFL = 730/9,27 (kgr * m2 * h / d * kgr ) = 78,749/24 m2

Με δεδομένη την φόρτιση των στερεών της δεξαμενής πάχυνσης

SFL = 9,27 kgr / m2 * h = 222,48 kgr / m2

* d υπολογίζω ακόμα :

D = √4A / π = 2,044 m

Βάθος ροής : h = 3 m άρα V = A * h = 3,28 * 3,0 = 9,84 m3

Θέτουμε :

19

X = 32,432 kgr NaOCl/d

A = 3,28 m2

ΑΚΤΙΝΑ ΠΛΕΥΡΙΚΟ ΒΑΘΟΣ

1,1 m 3,0 m


Ο υδραυλικός χρόνος παραμονής στη φάση αυτή είναι :

ΘΗ =9,84/6000 = 0,00164 d = 0,04 h

Μετά το τέλος της πάχυνσης η συγκέντρωση των στερεών αυξάνεται κατά 3% και από

xu = 10000 mg/lt γίνεται xu’= 10000 + 0,3 * 10000 = 10300 mg/lt = 10300 gr/m3 οπότε :

Qw =Δχ / xu = 730 (kgr/d) / 10300 (gr/m3) = 730 (kgr/d) / 10,3 (kgr/m3)

Β. Αφυδάτωση

Λόγω της μεγάλης έκτασης που απαιτούν οι κλίνες ξήρανσης, η αφυδάτωση της

επεξεργασμένης ιλύος επιλέγουμε να γίνει με μηχανικά μέσα.

Ταινιοφιλτρόπρεσσα

Το ρεύμα της λάσπης, κάνοντας την παραδοχή ότι περιέχει 30 kgr/m3 που οδηγείται στην

ταινιοφιλτρόπρεσσα είναι :

Qw΄=Δχ / 30 = 730/30 = 24,33 m3/d

Αυτή την παροχή καλείται να επεξεργαστεί η ταινιοφιλτρόπρεσσα 6 ημέρες την εβδομάδα

και 16 h την ημέρα. Άρα η πραγματική παροχή είναι :

Qw΄΄= (24,33 * 7 * 24) / (6 * 16) =42,58 ≈ 42,60 m3/h

Για φόρτιση 12 m3/h/m ταινιοφιλτρόπρεσσας προκύπτει το πλάτος της ταινιοφιλτρόπρεσσας:

d = 42,60 m3/h ∕ 12 m3/h/m =3,55 ≈ 3,60 m

Στη συνέχεια ακολουθεί η διάθεση της λάσπης, η οποία λόγω του ότι πρόκειται για καθαρά

αστικά απόβλητα – συμπεριλαμβανομένου και του νοσοκομείου Παπανικολάου – έχει μικρή

20

Qw = 70,87 m3/d

d = 3,60 m


αγρονομική αξία και άρα η διάθεσή της θα γίνεται σε ειδικά διαμορφωμένους χώρους

Χ.Υ.Τ.Α. Τα στραγγίδια μέσω της κυκλοφορίας απάγονται στο φρεάτιο συλλογής και από

εκεί στην δεξαμενή παρατεταμένου αερισμού.

21


ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΣΗΣ – ΘΑΝΑΣΗ ΓΕΙΤΟΝΑ ΚΑΘΗΓΗΤΗ

– ΑΠΘ ΤΑΤΜ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΓΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ –

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΑΣΤΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ – Α.Δ.

ΑΝΔΡΕΑΔΑΚΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗ ΕΜΠ ΑΘΗΝΑ 1986

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ ΚΟΙΝΟΤΗΤΩΝ ΑΣΒΕΣΤΟΧΩΡΙΟΥ –

ΕΞΟΧΗΣ – ΕΒΟΞ Α.Ε ΣΥΜΒΟΥΛΟΣ BIOCHEM ΕΠΕ – ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 15-12-1992

ENVIROMENTAL ENGINEERING – PEAVY ROWE TCHOBANOGLOUS – McGRAW –

HILL INTERNATIONAL EDITIONS

22

ΘΕΜΑ_ΚΕΙΜΕΝΟ

Documents

Transcript of ΘΕΜΑ_ΚΕΙΜΕΝΟ