[PENDING] (3)3 «Μελέτη διαχείρισης για την περαιτέρω επεξεργασία και διαλογή αστικών αποβλήτων καθώς και επεξεργασία προδιαλεγμένων οργανικών αστικών αποβλήτων με αναερόβια χώνευση και αξιοποίηση του βιοαερίου.» “Management study for the further processing and sorting of municipal waste as well as treatment of pre-sorted organic urban waste with anaerobic digestion and utilization of biogas.” Φοιτητής: Δημήτριος Καλούσιος Επιτροπή Επίβλεψης Πτυχιακής / Διπλωματικής Εργασίας Επιβλέπων Καθηγητής: Μιχάλης Κορνάρος Καθηγητής Μηχανικής Διεργασιών & Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Πατρών Συν-Επιβλέπων Καθηγητής: Μαναριώτης Ιωάννης Επίκουρος καθηγητής Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών Πάτρα, Ιούλιος 2019 (4)4 Αφιερώνω αυτή την προσπάθεια στην πολυαγαπημένη μου οικογένεια και ιδιαίτερα στα δυο μου παιδιά που όλο αυτό το διάστημα με κατανόηση μοιραστήκαν τoν χρόνο τους και με στήριξαν για να ολοκληρώσω την εργασία

1

Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας

Διαχείριση Αποβλήτων

Διπλωματική Εργασία

«

αστικών αποβλήτων με αναερόβια χώνευση και αξιοποίηση του βιοαερίου.

»

Επιβλέπων καθηγητής: Μιχάλης Κορνάρος Φοιτητής: Δημήτριος Καλούσιος

Πάτρα, Ιούλιος 2019

2

Η παρούσα εργασία αποτελεί πνευματική ιδιοκτησία του φοιτητή Δημήτριου Καλούσιου που την εκπόνησε. Στο πλαίσιο της πολιτικής ανοικτής πρόσβασης ο Δημήτριος Καλούσιος εκχωρεί στο ΕΑΠ, μη αποκλειστική άδεια χρήσης του δικαιώματος αναπαραγωγής, προσαρμογής, δημόσιου δανεισμού, παρουσίασης στο κοινό και ψηφιακής διάχυσής τους διεθνώς, σε ηλεκτρονική μορφή και σε οποιοδήποτε μέσο, για διδακτικούς και ερευνητικούς σκοπούς, άνευ ανταλλάγματος και για όλο το χρόνο διάρκειας των δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας. Η ανοικτή πρόσβαση στο πλήρες κείμενο για μελέτη και ανάγνωση δεν σημαίνει καθ’ οιονδήποτε τρόπο παραχώρηση δικαιωμάτων διανοητικής ιδιοκτησίας του συγγραφέα/δημιουργού ούτε επιτρέπει την αναπαραγωγή, αναδημοσίευση, αντιγραφή, αποθήκευση, πώληση, εμπορική χρήση, μετάδοση, διανομή, έκδοση, εκτέλεση, «μεταφόρτωση» (downloading), «ανάρτηση» (uploading), μετάφραση, τροποποίηση με οποιονδήποτε τρόπο, τμηματικά ή περιληπτικά της εργασίας, χωρίς τη ρητή προηγούμενη έγγραφη συναίνεση του συγγραφέα/δημιουργού. Ο συγγραφέας/δημιουργός διατηρεί το σύνολο των ηθικών και περιουσιακών του δικαιωμάτων.

3

«Μελέτη διαχείρισης για την περαιτέρω επεξεργασία και διαλογή αστικών αποβλήτων καθώς και επεξεργασία προδιαλεγμένων οργανικών αστικών αποβλήτων με αναερόβια χώνευση και αξιοποίηση του βιοαερίου.»

“Management study for the further processing and sorting of municipal waste as well as treatment of pre-sorted organic urban waste with anaerobic digestion and utilization of biogas.”

Φοιτητής: Δημήτριος Καλούσιος

Επιτροπή Επίβλεψης Πτυχιακής / Διπλωματικής Εργασίας

Επιβλέπων Καθηγητής:

Μιχάλης Κορνάρος

Καθηγητής Μηχανικής Διεργασιών &

Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Πατρών

Συν-Επιβλέπων Καθηγητής:

Μαναριώτης Ιωάννης

Επίκουρος καθηγητής Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών

Πάτρα, Ιούλιος 2019

4 Αφιερώνω αυτή την προσπάθεια στην πολυαγαπημένη μου οικογένεια και ιδιαίτερα στα δυο μου παιδιά που όλο αυτό το διάστημα με κατανόηση μοιραστήκαν τoν χρόνο τους και με στήριξαν για να ολοκληρώσω την εργασία. Ευχαριστώ.

5

Περίληψη

Η διαχείριση των απορριμμάτων αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα του 21^ου αιώνα, η διαμόρφωση της σύγχρονης κοινωνικής και οικονομικής δομής προκαλεί την συνεχή παραγωγή απορριμμάτων, τα οποία στην πλειονότητα τους δεν είναι βιοδιασπώμενα με αποτέλεσμα να αυξάνεται σε μεγάλο βαθμό ο όγκος των απορριμμάτων στον πλανήτη.

Το υπάρχων επίπεδο της τεχνολογίας, επιτρέπει την ασφαλή επεξεργασία και ανακύκλωση των απορριμμάτων, σε μεγάλο βαθμό, ενώ παράλληλα υπάρχει η δυνατότητα για χρήση των απορριμμάτων ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ενέργειας. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται ταυτόχρονα η μείωση των απορριμμάτων και η χρήση των ορυκτών υλικών για την παραγωγή ενέργειας.

Η Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) έχει θεσπίσει μία πολιτική ενεργειακής ανεξαρτησίας, επεκτείνοντας την χρήση των ανανεώσιμων και εναλλακτικών μορφών ενέργειας, προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος. Μέσω αυτής της πολιτικής έχουν χρηματοδοτηθεί πολλά προγράμματα κατασκευής μονάδων επεξεργασίας, και έρευνας και ανάπτυξης νέων τεχνολογιών.

Η Ελλάδα ως χώρα, αν και παραμένει πίσω στην ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών, έχει πραγματοποιήσει σημαντικά βήματα στην ολοκλήρωση των θεσπισμένων στόχων της ΕΕ. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η παρουσίαση της υπό κατασκευής μονάδας επεξεργασίας απορριμμάτων, στον Δήμο Τρικκαίων, με σκοπό την παραγωγή βιοαερίου σε εμπορικό επίπεδο, και η βιβλιογραφική ανασκόπηση της τεχνολογίας της αναερόβιας χώνευσης σε θεωρητικό επίπεδο.

Η μονάδα αυτή θα επεξεργάζεται τα απορρίμματα μέσω της αναερόβιας χώνευσης, με σκοπό την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το βιοαέριο που προκύπτει από τη διαδικασία. Η ηλεκτρική ενέργεια θα διανέμεται στο δίκτυο της ΔΕΗ, και η μονάδα θα αποτελεί την πρώτη μονάδα στην Ελλάδα η οποία παράγει και εμπορεύεται ηλεκτρική ενέργεια στο ίδιο σημείο.

6 Λέξεις – Κλειδιά

ΜΒΕ, απορρίμματα, αναερόβια χώνευση, βιοαέριο, μεθάνιο, επεξεργασία, οργανική ύλη, κομπόστ.

7

Abstract

Waste management is one of the most important problems of the 21st century, the formation of the modern social and economic structure causes the continuous production of waste, which in most cases is not biodegradable, resulting in a large increase in the volume of waste on the planet.

The state of the art allows for the safe processing and recycling of waste, to a large extent, while there is the possibility of using waste as a raw material for energy production. In this way it is at the same time achieved the reduction of waste and the use of mineral materials for the production of energy.

The European Union has set up a policy of energy independence by extending the use of renewable and alternative forms of energy in order to achieve the goal. Through this policy, many programs have been funded for the processing, research and development of new technologies.

Greece as a country, although remaining behind in the development of these technologies, has taken important steps towards the achievement of the EU's established goals. The aim of this work is to present the underground waste treatment plant in the Municipality of Trikala with the aim of producing biogas at commercial level, and bibliographic review of anaerobic digestion technology on a theoretical level.

This plant will process waste by means of anaerobic digestion, in order to generate electricity from the biogas resulting from the process. Electricity will be distributed to the PPC network, and the unit will be the first unit in Greece to produce and market electricity at the same location.

8 Keywords

MBP, waste, anaerobic digestion, biogas, methane, treatment, organic matter, compost.

9

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Περίληψη ... 5

Abstract ... 7

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ... 9

Κατάλογος Πινάκων-Διαγραμμάτων ... 11

Κατάλογος Εικόνων ... 12

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ... 13

i. Γενικά Στοιχεία ... 13

ii. Δομή ... 15

iii. Μεθοδολογία ... 15

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ... 17

1.1. Ιστορική Αναδρομή ... 17

1.2. Υφιστάμενη Κατάσταση ... 18

1.2.1. Μηχανική Επεξεργασία (ΜΕ). ... 20

1.2.2. Βιολογική Επεξεργασία ... 21

1.2.2.1. Κομποστοποίηση-Αερόβια Χώνευση ... 23

1.2.2.2. Αναερόβια Χώνευση ... 26

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ... 29

2.1. Ατμοσφαιρική Ρύπανση ... 29

2.2. Ρύπανση των υδάτων ... 31

2.3. Ρύπανση του εδάφους ... 32

2.4. Κίνδυνος προς τη Δημόσια Υγεία. ... 33

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ... 35

3.1. Περιβαλλοντική Πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης. ... 35

3.2. Επίτευξη των στόχων ... 36

3.3. Η εφαρμογή των κανονισμών στην Ελλάδα. ... 37

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ... 41

4.1. Η Μονάδα ... 41

4.1.1. Τα κύρια μέρη ... 42

4.1.2. Σχεδιασμός της μονάδας ... 44

4.2. Τεχνικά Στοιχεία ... 45

10

4.2.1. Ωράρια Λειτουργίας. ... 45

4.2.2. Δυνατότητες Επεξεργασίας ... 46

4.2.3. Δυνατότητες Παραγωγής. ... 48

4.3. Κοινωνικοοικονομικά οφέλη ... 49

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ... 51

Η μέθοδος της αναερώβιας χώνευσης για την παραγωγή βιοαερίου, απόδοση. .. 51

5.1. Υποστρώματα για την αναερόβια χώνευση ... 52

5.2. Παράμετροι της διαδικασίας ... 53

5.2.1. pH της διεργασίας. ... 53

5.2.2. Πτητικά Λιπαρά Οξέα ... 54

5.2.3. Θρεπτικές και τοξικές ενώσεις. ... 54

5.2.4. Αναστολείς ... 55

5.3. Παράμετροι της λειτουργίας ... 56

5.3.1. Οργανικό φορτίο. ... 56

5.3.2. Υδραυλικός χρόνος παραμονής. ... 57

5.3.3. Ογκομετρική Οργανική Φόρτιση ... 58

5.3.4. Βαθμός Χώνευσης ... 59

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ... 61

6.1. Γενικά ... 61

6.2. Σύγκριση ... 62

6.3. Εξοπλισμός ... 63

6.4. Αποπληρωμή ... 65

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ... 69

7.1. Βέλτιστες πρακτικές ... 69

7.2. Smartcities ... 72

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ... 77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ... 81

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ... 91

11

Κατάλογος Πινάκων-Διαγραμμάτων

Πίνακας 1: Κατηγοριοποίηση των υλικών, ανάλογα με την ευκολία αποδόμησης, πηγή (Wei, etal., 2017) ... 25 Πίνακας 2: Παράγοντες ατμοσφαιρικής ρύπανσης ανά μέθοδο επεξεργασίας, πηγή (Cremiato, Mastellone, Tagliaferri, Zaccariello, &Lettieri, 2018). ... 30 Πίνακας 3: Παράγοντας υδάτινης ρύπανσης ανά μέθοδο επεξεργασίας, πηγή (Mustafa, etal., 2017). ... 31 Πίνακας 4: Περιπτώσεις ρύπανσης ανάλογα με τη μέθοδο επεξεργασίας, πηγή (Yay, 2015). ... 32 Πίνακας 5: Παραγωγή Στερεών αποβλήτων στην Ελλάδα, πηγή ΕΛΣΤΑΤ ... 38 Πίνακας 6: Ανάκτηση υλικών από απόβλητα για την Ελλάδα (σε τόνους), 2014 39 Πίνακας 7: Πρόγραμμα λειτουργίας μονάδας... 46 Πίνακας 8: Δεδομένα ποσοτήτων προς μηχανική επεξεργασία... 47 Πίνακας 9: Ποσότητες οργανικών υλικών, προς βιολογική επεξεργασία ... 48 Πίνακας 10: Βαθμός χώνευσης διαφόρων οργανικών υλικών, πηγή (Appels, Baeyens, Degrève, &Dewil, 2008) ... 59 Πίνακας 11: Σύγκριση της Παραγωγής Προϊόντων των δύο μονάδων. ... 62 Πίνακας 12: Ανάλυση Ετήσιων Εσόδων από τις πωλήσεις προϊόντων, σύμφωνα με τις ποσότητες του πίνακα 11. ... 63 Πίνακας 13: Σύγκριση Ανταπόκρισης Υφιστάμενου Εξοπλισμού, στις εισροές. 64 Πίνακας 14: Ανάλυση της Χρονικής Πορείας Αποπληρωμής, λαμβάνοντας υπόψη μόνο τα έσοδα από τις πωλήσεις προϊόντων. ... 66 Πίνακας 15: Στατιστικά στοιχεία παραγωγής αποβλήτων σε χιλιάδες τόνους, 2014, πηγή Eurostat ... 91

Διάγραμμα 1: Συγκέντρωση ενώσεων εντός του οργανικού κλάσματος ... 24

12

Κατάλογος Εικόνων

Εικόνα 1: Μοντέλο μονάδας κομποστοποίησης, πηγή (BABP.com, 2018) ... 23 Εικόνα 2: Μονάδα επεξεργασίας αποβλήτων, με τη χρήση αναερόβιας χώνευσης, πηγή (BusinessGreen, 2018) ... 51

Εικόνα 3: https://cdn-images-

1.medium.com/max/2000/1*7mfiQt1swcWy1cXg4wqskw.jpeg ... 73

13

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

i. Γενικά Στοιχεία

Η διαχείριση των απορριμμάτων στα μεγάλα αστικά κέντρα αποτελεί ένα πρόβλημα το οποίο η ανθρωπότητα το αντιμετώπιζε ανέκαθεν. Οι αρχαιολογικές έρευνες έχουν δείξει ότι σε πολλές περιπτώσεις οι άνθρωποι πέθαιναν, λόγω των ελλιπών υγειονομικών παροχών των κρατών ή των κοινοτήτων, καθώς επίσης και λόγω της έλλειψης μεθόδων και τεχνολογιών απομάκρυνσης των αστικών λυμάτων.

Πρώτοι ήταν οι Ρωμαίοι οι οποίοι, με κρατική μέριμνα, κατασκεύασαν αγωγούς απομάκρυνσης λυμάτων, δημόσια λουτρά και αποχωρητήρια, ώστε στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν τα λύματα αυτά για γεωργικούς σκοπούς ως λίπασμα, ενώ ταυτόχρονα επέβαλαν χρηματικό πρόστιμο στους πολίτες οι οποίοι δεν απομάκρυναν τα απορρίμματά τους από τους δρόμους των πόλεων.

Το πρόβλημα έλαβε μεγάλες διαστάσεις κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα, καθώς στις περισσότερες μεγάλες πόλεις και οικισμούς, η διαχείριση των λυμάτων και των απορριμμάτων ήταν ανεπαρκής έως ανύπαρκτη, καθώς τα κράτη χρησιμοποιούσαν ακόμα τις ήδη υπάρχουσες από τη Ρωμαϊκή εποχή παροχές, οι οποίες με την αύξηση του πληθυσμού δεν ήταν δυνατόν να λειτουργούν αποδοτικά.

Το πρόβλημα αυτό προκάλεσε πολλές εξάρσεις ασθενειών, οι οποίες κόστισαν σε εκατομμύρια ανθρώπινες ζωές, αλλά δεν λύθηκε μέχρι τις αρχές του 18^ου αιώνα, όταν τα κράτη άρχισαν να δημιουργούν και να χρησιμοποιούν αγωγούς απομάκρυνσης των λυμάτων.

Από τις αρχές του 20^ου αιώνα μέχρι και σήμερα το πρόβλημα έχει εξελιχθεί, λόγω της ανάπτυξης της βιομηχανικής και της χημικής δραστηριότητας

14 σε όλους τους τομείς, κυρίως λόγω της μεγάλης αύξησης του πληθυσμού, και του καταναλωτισμού που χαρακτηρίζει την εποχή αυτή. Από την γεωργία, με τη χρήση φυτοφαρμάκων, μέχρι την αστική καθημερινότητα με την χρήση χημικών καθαριστικών και απορρυπαντικών, τα απορρίμματα αυτά είναι αρκετά για να αποτελέσουν κίνδυνο για τη δημόσια υγεία.

Για το λόγο αυτό η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θεσπίσει μία σειρά κανονισμών η οποία αφορά την διαχείριση των απορριμμάτων, αλλά και την ανάπτυξη τεχνολογιών απομάκρυνσης, επεξεργασίας αλλά και εκμετάλλευσης αυτών. Η εκμετάλλευση παίζει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη των τεχνολογιών αυτών, καθώς δίνει τη δυνατότητα για την παραγωγή βιοαερίου, το οποίο είναι μία μορφή εναλλακτικού καυσίμου και αποτελεί και μέρος του σχεδίου της ΕΕ για την ανάπτυξη πράσινων τεχνολογιών και την ενεργειακή απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα.

Στην Ελλάδα, δεν λειτουργούν μονάδες οι οποίες είναι σε θέση να παράγουν βιοαέριο για εμπορική χρήση, ωστόσο το παραγόμενο από τις διαδικασίες βιοαέριο, τροφοδοτεί τις ενεργειακές ανάγκες των εγκαταστάσεων επεξεργασίας.

Το πρόβλημα της διαχείρισης των λυμάτων και της παραγωγής βιοαερίου, αποσκοπεί να λύσει η Περιβαλλοντική Αναπτυξιακή Δυτικής Θεσσαλίας Α.Ε.

(Π.Α.ΔΥ.Θ Α.Ε.) με την κατασκευή της νέας μονάδας επεξεργασίας αστικών αποβλήτων και παραγωγής βιοαερίου στα Τρίκαλα, η οποία θα εξυπηρετεί εξ ολοκλήρου τον Νομό Καρδίτσας και τον Νομό Τρικάλων.

Το έργο αυτό πρόκειται να είναι η μεγαλύτερη μονάδα διαχείρισης απορριμμάτων στη χώρα, ενώ αναμένεται να προσφέρει πολλά οικονομικά και περιβαντολλογικά οφέλη στην κοινότητα των Τρικάλων. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να παρουσιάσει το έργο, καθώς και τα οφέλη τα οποία θα προκύψουν από την κατασκευή του, αλλά και τις ενδεχόμενες επιπτώσεις που θα έχει η λειτουργία της μονάδας στην περιοχή.

15 ii. Δομή

Στα κεφάλαια 1 και 2 θα πραγματοποιηθεί μία βιβλιογραφική ανασκόπηση των υφιστάμενων τεχνολογιών διαχείρισης απορριμμάτων, καθώς επίσης και των περιβαλλοντικών κινδύνων που προκύπτουν από την χρήση των τεχνολογιών αυτών.

Το κεφάλαιο 3 αποτελεί μία ανασκόπηση και ανάλυση του κανονιστικού πλαισίου της ΕΕ, το οποίο επηρεάζει και την Ελλάδα και ρυθμίζει τις παραμέτρους της επεξεργασίας απορριμμάτων. Το κεφάλαιο 4 αποτελεί την παρουσίαση του έργου κατασκευής της μονάδας, όπου θα αναλυθούν τα επιμέρους στοιχεία της αλλά και ο τρόπος λειτουργίας της.

Το κεφάλαιο 5 αποτελεί μία σε βάθος θεωρητική ανάλυση της μεθόδου της αναερόβιας χώνευσης, της διαδικασίας παραγωγής βιοαερίου, και των παραμέτρων που επηρεάζουν τη διαδικασία αυτή.

Τέλος ακολουθούν τα Συμπεράσματα και η Βιβλιογραφία η οποία χρησιμοποιήθηκε για την συγγραφή της εν λόγω εργασίας.

iii. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθείται για την εκπόνηση της εν λόγω εργασίας, ακολουθεί τη μέθοδο της βιβλιογραφικής ανάλυσης και ανασκόπησης. Οι πηγές που χρησιμοποιούνται αποτελούνται από διεθνή βιβλιογραφία στον τομέα, άρθρα σε μεγάλου εύρους επιστημονικά περιοδικά, και την τεχνικοοικονομική προμελέτη του έργου της Π.Α.ΔΥ.Θ.

16

17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1

Τεχνολογίες απομάκρυνσης και επεξεργασίας απορριμμάτων.

Σε αυτό το κεφάλαιο θα πραγματοποιηθεί μία ανασκόπηση των τεχνολογιών επεξεργασίας και διαλογής των απορριμμάτων, καθώς επίσης και των στόχων των μονάδων επεξεργασίας. Επιπλέον θα δοθούν εισαγωγικά στοιχεία σχετικά με την βιολογική επεξεργασία και την αναερόβια χώνευση, προκειμένου να καθοριστούν οι έννοιες οι οποίες θα επεξεργαστούν μετέπειτα στη διατριβή.

1.1. Ιστορική Αναδρομή

Το πρόβλημα της διαχείρισης των αστικών αποβλήτων, αποτελεί ένα πάγιο πρόβλημα της ανθρωπότητας, από τη σύσταση των πρώτων πόλεων, καθώς τα απορρίμματα εντός των πόλεων αποτελούσαν υγειονομική και αισθητική απειλή, ενώ κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, η κατάσταση εντεινόταν(Fenacci, Vandierendonck, &Nikolopoulos, 2018).

Κατά την αρχαιότητα, όταν και η πλειοψηφία των απορριμμάτων ήταν υπολείμματα τροφών και ανθρώπινα απόβλητα, για την αξιοποίησή τους, τα χρησιμοποιούσαν ως λίπασμα στις καλλιέργειες. Επιπλέον λόγω της έλλειψης χημικών προϊόντων την εποχή εκείνη, η διαδικασία της χρήσης των λυμάτων και των απορριμμάτων ως λίπασμα, δεν αποτελούσε κίνδυνο για την δημόσια υγεία.

Η κατάσταση αυτή συνεχίστηκε μέχρι περίπου και την βιομηχανική επανάσταση, όταν έγινε και ανυπόφορη, καθώς ο υγειονομικός κίνδυνος, δεν αποτελούσε πλέον ενδεχόμενο, αλλά η κατάσταση μείωνε το προσδόκιμο ζωής,

18 σε επίπεδα πρώιμα του μεσαίωνα (Fenacci, Vandierendonck, &Nikolopoulos, 2018).

Από τον 20^ο αιώνα και έπειτα, με την εισαγωγή των μηχανημάτων συγκομιδής, ανάληψη της καθαριότητας από τις διοικήσεις των πόλεων, την εφαρμογή κάδων και χωματερών η κατάσταση αποκλιμακώθηκε σε μεγάλο βαθμό. Ωστόσο το πρόβλημα μετεξελίχθηκε, καθώς το βιομηχανικό σύστημα της συνεχούς παραγωγής και του καταναλωτισμού, αύξησε τη χρήση προϊόντων από υλικά τα οποία δεν βιοδιασπνται, με αποτέλεσμα το πρόβλημα να μετατραπεί σε έλλειψη χώρων αποκομιδής σκουπιδιών.

Η εφαρμογή των τεχνολογιών, ανακύκλωσης, επεξεργασίας κ.ο.κ., έδωσε τη λύση στη διαχείριση των απορριμμάτων, ωστόσο δεν εφαρμόζονται ακόμα σε πλήρη βαθμό από πολλά κράτη του κόσμου (Fenacci, Vandierendonck,

&Nikolopoulos, 2018).

1.2. Υφιστάμενη Κατάσταση

Η διαδικασία της συγκομιδής και διαχείρισης των απορριμμάτων στο σύγχρονο δυτικό κόσμο, αποτελεί υπόθεση του κράτους, ενώ ανάλογα με τη χώρα μεταβάλλεται από την τοπική αυτοδιοίκηση, στην περιφερειακή ή την κρατική, (Rubinos, Spagnoli, &Barral, 2015). Η διαδικασία περιλαμβάνει την τοποθέτηση σημείων συλλογής (κάδοι, κάδοι ανακύκλωσης), τη συγκομιδή (απορριμματοφόρα) και τη μεταφορά στα ανάλογα σημεία αποθήκευσης ή επεξεργασίας (ΧΥΤΑ, μονάδες ανακύκλωσης, μονάδες επεξεργασίας)(Ceravolo, Damiani, Torabi, &Barbon, 2017).

Η διαθέσιμη τεχνολογία προσφέρει πολλές δυνατότητες επεξεργασίας των απορριμμάτων, προκειμένου όχι μόνο να μην αποτελούν υγειονομική απειλή, αλλά και να αξιοποιούνται για διάφορους σκοπούς, όπως η παραγωγή ενέργειας.

Η επεξεργασία των απορριμμάτων βασίζεται σε δύο κατηγορίες μεθόδων: τη

19 μηχανική και τη βιολογική. Οι μέθοδοι αυτοί εφαρμόζονται σε οργανικά απορρίμματα τα οποία δεν επιφέρουν ανακύκλωσης, ούτως ώστε να μην αποτελούν υγειονομικό κίνδυνο.

Η μηχανική και η βιολογική επεξεργασία (ΜΒΕ) αποτελεί μία μεγάλη κατηγορία τεχνολογιών επεξεργασίας, οι οποίες αποσκοπούν στην ανάκτηση υλικών από τα αστικά στερεά απόβλητα (ΑΣΑ). Οι τεχνολογίες που ανήκουν στην κατηγορία των ΜΒΕ, συνδυάζονται στις μονάδες επεξεργασίας προκειμένου να επιτευχθεί η μέγιστη αποδοτικότητα. Οι μηχανικές διεργασίες χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση ξηρών ανακυκλώσιμων υλικών, ενώ για οι βιολογικές για την ανάκτηση των υγρών μερών των απορριμμάτων, με σκοπό την παραγωγή βιοαερίου (Sadhukhan, Ng, &Martinez-Hernandez, 2016).

Οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε μία μονάδα ΜΒΕ είναι (Fei, Wen, Huang, &DeClercq, 2018):

 Διαδικασία διάνοιξης σάκων

 Διαδικασίες μείωσης του μεγέθους

 Διαδικασίες διαχωρισμού (τα κριτήρια ποικίλουν ανάλογα με τη μονάδα, και τον σκοπό παραγωγής)

 Τεχνικές Μαγνητικού Διαχωρισμού (για τα μεταλλικά στοιχεία που βρίσκονται εντός των απορριμμάτων)

 Βιολογική Ξήρανση

 Αναερόβια Χώνευση

 Κομποστοποίηση της οργανικής ιλύς.

Παρόλες τις διαφορές των μονάδων επεξεργασίας, ο στόχος του διαχωρισμού των αποβλήτων σε κοινά σύνολα, ανάλογα με τη σύστασή τους παραμένει ίδιος, προκειμένου να επιτευχθεί ο τελικός ή οι τελικοί στόχοι της μονάδας, οι οποίοι είναι (DiMaria&Micale, 2015):

20

 Η σταθεροποίηση και η παραγωγή του βιοαποικοδομήσιμου οργανικού κλάσματος, με σκοπό τη χρήση του στους ΧΥΤΑ ως υλικό επικάλυψης, προκειμένου να επιταχυνθεί η διαδικασία της αποσύνθεσης.

 Η παραγωγή εμπλουτισμένου οργανικού κλάσματος, με σκοπό την αναερόβια χώνευση, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί στους ΧΥΤΑ, με μικρότερη απόδοση από το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα.

 Η παραγωγή κλάσματος, υψηλής θερμογόνου δύναμης, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις ως καύσιμο.

 Η ανάκτηση ανακυκλώσιμων υλικών.

Από την απομάκρυνση των επικίνδυνων ουσιών σχηματίζεται ιλύς, η οποία περιέχει όλα τα στοιχεία τα οποία απομακρύνθηκαν από τα υγρά λύματα. Η ιλύς στη συνέχεια επεξεργάζεται περαιτέρω με σκοπό την απομάκρυνση των παθογόνων που περιέχει. Οι κύριες μέθοδοι επεξεργασίας είναι (ECC, 2018):

 Αναερόβια Χώνευση

 Αερόβια Χώνευση

 Σύνθεση

Οι μονάδες ΜΒΕ, αποτελούνται συνήθως από τη μηχανική επεξεργασία, σε συνδυασμό με Αερόβια Κομποστοποίηση, Αναερόβια Χώνευση, Βιολογική Ξήρανση ή όλα τα παραπάνω (ECC, 2018).

1.2.1. Μηχανική Επεξεργασία (ΜΕ).

Ο βασικός στόχος της ΜΕ είναι η ανάκτηση της μέγιστης κατά το δυνατόν ποσότητας υλικών, προκειμένου να αυξηθεί η αποδοτικότητα της μονάδας.

Επιπλέον το στάδιο αυτό αφορά και την προετοιμασία των απορριμμάτων για τη μετέπειτα βιολογική επεξεργασία, κυρίως με την αφαίρεση ανεπιθύμητων υλικών (Ripa, Fiorentino, Giani, Clausen, &Ulgiati, 2017).

21 Ανάλογα με τη μονάδα, χρησιμοποιείται και σε διαφορετικό βαθμό η ΜΕ, καθώς σε άλλες μονάδες εφαρμόζεται αποκλειστικά για το διαχωρισμό, ενώ σε άλλες για τη διαμόρφωση της ποιότητας του τελικού προϊόντος. Η πλειοψηφία των μονάδων επεξεργασίας, εφαρμόζει τη ΜΕ, και μετά το τέλος της βιολογικής επεξεργασίας, προκειμένου να βελτιωθεί η ποιότητα του τελικού προϊόντος (Fiorentino, etal., 2019).

Οι δύο κύριες κατηγορίες μηχανικής επεξεργασίας είναι: οι τεχνολογίες προετοιμασίας και οι τεχνολογίες διαχωρισμού. Στις τεχνολογίες προετοιμασίας περιλαμβάνονται οι μέθοδοι ανοίγματος των σάκων, ελάττωσης του μεγέθους και διαμόρφωσης της ομοιομορφίας. Τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για τις διαδικασίες αυτές περιλαμβάνουν θραυστήρες, σφυρόμυλους, περιστροφικούς κόπτες κ.ο.κ. (Fiorentino, etal., 2019).

Οι τεχνολογίες διαχωρισμού αφορούν τη διαφοροποίηση της μάζας των ανακτώμενων υλικών, από τη μάζα των ανεπιθύμητων. Σε πολλές μονάδες η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει περισσότερα από 2 ρεύματα, τα οποία αφορούν το κάθε ένα διαφορετικό τελικό προϊόν (Fiorentino, etal., 2019).

1.2.2. Βιολογική Επεξεργασία

Η σύγχρονη τεχνολογία επιτρέπει το διαχωρισμό του βιοαποικοδομήσιμου κλάσματος, σχεδόν από το σύνολο των απορριμμάτων. Για την επίτευξη του διαχωρισμού αυτού χρησιμοποιείται η βιολογική επεξεργασία. Τα απόβλητα με υψηλή περιεκτικότητα σε βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα είναι τα γεωκτηνοτροφικά απόβλητα, τα οποία προκύπτουν από τα υπολείμματα των καλλιεργειών, τα απόβλητα των ζώων και υπολείμματα παραγωγής, τα οποία δεν είναι κατάλληλα προς διάθεση, η ίλης που προκύπτει έπειτα από την επεξεργασία λυμάτων σε βιολογικούς καθαρισμούς και τα αστικά απόβλητα (Naveen, Mahapatra, Sitharam, Sivapullaiah, &Ramachandra, 2017).

22 Το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα χαρακτηρίζεται από πληθώρα περιβαλλοντικών κανονισμών οι οποίοι θεσπίζουν την επεξεργασία και τη διάθεσή του και καθορίζουν τα όρια στα οποία επιτρέπεται η διάθεσή του στο περιβάλλον. Το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα προκύπτει έπειτα από την κομποστοποίηση της μάζας των οργανικών απορριμμάτων, κατά τη διάρκεια της μηχανικής επεξεργασίας, και χαρακτηρίζεται από υψηλή επικινδυνότητα, λόγω των παθογόνων μικροοργανισμών που περιέχει, οι οποίοι αφαιρούνται έπειτα από τη βιολογική επεξεργασία (Naveen, Mahapatra, Sitharam, Sivapullaiah,

&Ramachandra, 2017).

Η διάκριση των μεθόδων βιολογικής επεξεργασίας γίνεται ως εξής (Aleluia&Ferrão, 2016):

 Κομποστοποίηση-αερόβια επεξεργασία

 Αναερόβια χώνευση

 Βιολογική Ξήρανση.

Κατά την κομποστοποίηση παράγεται σταθεροποιημένου εδαφοβελτιωτικό υλικό (κομπόστ) το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως ως λίπανση καλλιεργειών. Από την αναερόβια χώνευση προκύπτει το βιοαέριο. Το βιοαέριο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή βιοκαυσίμου, το οποίο χρησιμοποιείται στην αυτοκίνηση ή για άλλους ενεργειακούς σκοπούς. Τέλος από την βιολογική ξήρανση προκύπτει στερεό καύσιμο (solid recovered fuel-SRF), το οποίο είναι εμπορικά αξιοποιήσιμο (DiLonardo, Franzese, Costa, Gavasci,

&Lombardi, 2016).

Οι παραπάνω μέθοδοι χρησιμοποιούν μικροοργανισμούς, οι οποίοι με φυσικές διεργασίες, διασπούν τα απορρίμματα και εμπλουτίζουν το έδαφος, κάτι το οποίο αποτελεί ιδιαίτερα σημαντικό παράγοντα στη γεωργία. Αν η επεξεργασία γίνει σωστά, τότε δεν υφίσταται υγειονομικός κίνδυνος από την εφαρμογή των παραγόμενων εδαφοβελτιωτικών στη γεωργία (DiLonardo, Franzese, Costa, Gavasci, &Lombardi, 2016).

23

Εικόνα 1: Μοντέλο μονάδας κομποστοποίησης, πηγή (BABP.com, 2018)

1.2.2.1. Κομποστοποίηση-Αερόβια Χώνευση

Ως κομποστοποίηση ορίζεται η διαδικασία αποικοδόμησης των οργανικών υλικών, η οποία επιτυγχάνεται μέσω της αερόβιας, βιολογικής και οξειδωτικής διαδικασίας σταθεροποίησης. Για την επίτευξη της κομποστοποίησης απαιτείται η ανάπτυξη υψηλών θερμοκρασιών, προκειμένου τα θερμόφιλα βακτήρια να είναι σε θέση να πραγματοποιήσουν τις απαραίτητες φυσικές διεργασίες (Jara- Samaniego, etal., 2017).

Από μία επιτυχημένη διαδικασία κομποστοποίησης, θα προκύψει ένα σταθεροποιημένο υλικό, το οποίο θα μπορεί να αποθηκευτεί ή να διατεθεί στο περιβάλλον, χωρίς να υπάρξουν επιπλοκές. Οι συνθήκες επιτυχίας της κομποστοποίησης εξαρτώνται από την δημιουργία των κατάλληλων συνθηκών υγρασίας και θερμότητας, οι οποίες θα επιτρέψουν την αναπαραγωγή και τη λειτουργία των μικροοργανισμών, που χρησιμοποιούνται για την βιοσταθεροποίηση των αποβλήτων (Jara-Samaniego, etal., 2017).

Η διεργασία αυτή ονομάζεται βιο-οξειδωτική και χρησιμοποιείται όταν τα υλικά είναι σε στερεά κατάσταση και οι θερμοκρασιακές και οι συνθήκες

24

4% 11%

56%

17%

12%

Στοιχεία

Πρωτεϊνες Σάκχαρα Κυτταρίνες Λιγνίνες Άλλα στοιχεία

υγρασίας είναι κατάλληλες για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών (Jara- Samaniego, etal., 2017).

Η χρήση των μικροβίων κατά την κομποστοποίηση, βοηθά στο σχηματισμό διαφόρων χημικών ενώσεων και πρωτεϊνικών κλασμάτων, την απελευθέρωση θρεπτικών στοιχείων τα οποία δίνουν στο κομπόστ τις εδαφοβελτιωτικές του ιδιότητες, και στην απελευθέρωση αερίων, όπως μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και οξειδίων του αζώτου, τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν ως καύσιμα (Awasthi, etal., 2016).

Οι κύριες ομάδες των οργανικών ουσιών που βρίσκονται εντός του οργανικού κλάσματος περιγράφονται στο παρακάτω γράφημα (Awasthi, etal., 2016):

Διάγραμμα 1: Συγκέντρωση ενώσεων εντός του οργανικού κλάσματος, πηγή (Awasthi, και συν., 2016)

Η κατηγοριοποίηση τους γίνεται βάσει του βαθμού αποδόμησης όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα (Wei, etal., 2017):

25

Κατηγορία Υλικό Ποσοστό Συγκέντρωσης

Εύκολα αποδομήσιμα Σάκχαρα 11%

Άμυλο 3%

Ημικυτταρίνες 15%

Πρωτεΐνες¹ 4%

Μέτριας ευκολίας Κυτταρίνες 35%

Λίπη 3%

Ανθεκτικά στην αποδόμηση

Λιγνίνες 17%

Κερατίνες 4%

Πίνακας 1: Κατηγοριοποίηση των υλικών, ανάλογα με την ευκολία αποδόμησης, πηγή (Wei, etal., 2017)

1 Οι πρωτεΐνες κατατάσσονται και στην κατηγορία της μέτριας ευκολίας σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν σχηματίζονται από τα ανάλογα υλικά ή χημικά προϊόντα, ωστόσο κατά κύριο λόγο αποδομούνται εύκολα.

26 Η διαδικασία της κομποστοποίησης, διαχωρίζεται σε ορισμένες διακριτές φάσεις, βάσει των οποίων πραγματοποιούνται και οι έλεγχοι ποιότητας και λειτουργικότητας της διαδικασίας. Οι φάσεις αυτές είναι (Basso, et al., 2015):

 Η διακριτοποίηση των μεσόφιλων οργανισμών, μέσω της αύξησης της θερμοκρασίας στους 50 ᵒC.

 Η αύξηση της θερμοκρασίας από 50 σε 60 ᵒC, προκειμένου να παραμείνουν στο μίγμα μόνο οι θερμόφιλοι οργανισμοί. Κατά τη διενέργεια της φάσης αυτής, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ύπαρξη επαρκούς αερισμού της μάζας, καθώς ο πολλαπλασιασμός των θερμόφιλων οργανισμών εξαρτάται από τα επίπεδα οξυγόνου.

 Η φάση της σταθεροποίησης της μάζας κατά την οποία η θερμοκρασία πέφτει σταδιακά, και οι μικροοργανισμοί σταματούν τις διεργασίες. Σε αυτή τη φάση πρέπει να πραγματοποιηθεί ποιοτικός έλεγχος καθώς η διαδικασία ενδέχεται να σταματήσει λόγω πολλών παραγόντων. Αν η διαδικασία έχει ολοκληρωθεί ακολουθεί η φάση της χουμοποίησης, σε διαφορετική περίπτωση το κομπόστ διατίθεται στο περιβάλλον, καθώς δεν περιέχει τοξικές ενώσεις και είναι ασφαλές.

 Η φάση της χουμοποίησης είναι η τελική φάση «ωρίμανσης» του κομπόστ, καθώς απαιτείται μία μεγάλη χρονική περίοδος, προκειμένου το κομπόστ να καταστεί ασφαλές και έτοιμο προς χρήση.

Συνολικά η διαδικασία απαιτεί 5-8 μήνες για να ολοκληρωθεί και να προκύψει κομπόστ, υψηλής ποιότητας, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί ως εδαφοβελτιωτικό.

1.2.2.2. Αναερόβια Χώνευση

Η αναερόβια χώνευση αποτελεί μία φυσική διεργασία, η οποία πραγματοποιείται αυθόρμητα σε διάφορα αναερόβια περιβάλλοντα, όπως οι ορυζώνες, τα έλη και τα σημεία διάθεσης αποβλήτων. Κατά τη διαδικασία αυτή,

27 μικροοργανισμοί εντοπίζουν την οργανική ύλη και την αποδομούν, ενώ παράλληλα παράγουν αέρια όπως το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα (Yang, Heaven, Venetsaneas, Banks, &Bridgwater, 2018).

Η διεργασία αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί και σε ελεγχόμενο περιβάλλον, προκειμένου να παραχθεί μεθάνιο, το οποίο μετέπειτα μεταποιείται σε καύσιμο. Επιπλέον η διεργασία αυτή χρησιμοποιείται για τον περιορισμό του περιβαλλοντικού αντίκτυπου που έχει η παραγωγή μεθανίου, περιορίζοντας τη διαφυγή του και τις οσμές (Yang, Heaven, Venetsaneas, Banks, &Bridgwater, 2018).

Παρά το γεγονός ότι πρόκειται για τεχνολογία η οποία χρησιμοποιείται επί σειρά δεκαετιών, για την επεξεργασία των λυμάτων και των ρευστών αποβλήτων, μόλις τα τελευταία χρόνια άρχισε να χρησιμοποιείται για την επεξεργασία στερεών αποβλήτων. Η χρήση της τεχνολογίας αυτής γίνεται σε συνδυασμό με την ιλύ των βιολογικών καθαρισμών και των κτηνοτροφικών αποβλήτων.

Η διαδικασία της παραγωγής μεθανίου από τα απορρίμματα με τη χρήση της αναερόβιας χώνευσης, την εισάγει στην κατηγορία της αξιοποίησης αποβλήτων για την παραγωγή ενέργειας (waste-to-energy) και με αυτό τον τρόπο διαδίδεται ως κύρια μέθοδος ολοένα και περισσότερο (Lei, etal., 2016).

Η διαδικασία που ακολουθείται κατά την αναερόβια χώνευση είναι διαφορετική από την αερόβια καθώς χρησιμοποιούνται μεγάλες ποσότητες νερού, κάτι που αυξάνει το κόστος, ωστόσο αυτό αντισταθμίζεται από τη μείωση των εξόδων συντήρησης, και την υψηλή εμπορική αξία του βιοαερίου, σε σύγκριση με το κομπόστ (Lei, etal., 2016).

Από τη διεργασία αυτή παράγονται σε ποσοστό 45-55% μεθάνιο, 40-50%

διοξείδιο του άνθρακα και υδρόθειο. Το μεθάνιο που παράγεται απαιτεί μία σύντομη διαδικασία ξήρανσης και είναι έτοιμο προς χρήση σε οποιαδήποτε ΜΕΚ, η συνήθης πρακτική είναι η χρήση του για παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, εκ του οποίου καλύπτονται οι ενεργειακές ανάγκες της εγκατάστασης και το υπόλοιπο διατίθεται στο δίκτυο. Η Ελλάδα μέχρι και σήμερα, δεν διαθέτει

28 μονάδες παραγωγής, οι οποίες να παράγουν μεθάνιο σε επαρκή προς εμπορική χρήση ποσότητα (Lei, etal., 2016).

Όπως και στην περίπτωση της αερόβιας χώνευσης, η διαδικασία της αναερόβιας μπορεί να διακριθεί σε τέσσερεις φάσεις (Dang, etal., 2017):

 Διάλυση των πολυμερών οργανικών ενώσεων, όπως τα λίπη, οι πρωτεϊνικές ενώσεις και οι πολυσακχαρικές ενώσεις, μέσω της υδρόλυσης, η οποία επιτυγχάνεται με τη χρήση ενζύμων τα οποία σε συνδυασμό με τα υδρολυτικά βακτήρια μετατρέπουν τα υλικά σε άλλα με μικρότερο μοριακό βάρος.

 Ζύμωση των παραπάνω προϊόντων και παραγωγή οργανικών οξέων, αλκοολών και διοξειδίου του άνθρακα.

 Παραγωγή οξικού οξέος μέσω της χρήσης οξεογενών βακτηρίων.

 Μεθανιογένεση, μέσω της χρήσης των μεθαγιονενών βακτηρίων τα οποία μετατρέπουν τα προϊόντα της προηγούμενης φάσης σε μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα.

Η διαδικασία της αναερόβιας χώνευσης, απαιτεί τη χρήση μέσων αύξησης της θερμοκρασίας, καθώς η διαδικασία δεν είναι εξώθερμη σε μεγάλο βαθμό.

Λόγω των διαφόρων θερμοκρασιακών ευρών, η διαδικασία διακρίνεται σε μεσόφιλη (30-40ᵒC) και θερμόφιλη (50-65ᵒC) (Dang, etal., 2017).

29

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

Επιπτώσεις στο περιβάλλον και κίνδυνοι για τη Δημόσια Υγεία.

Η διαχείριση, επεξεργασία και ανακύκλωση των οργανικών απορριμμάτων ενέχει κινδύνους για την δημόσια υγεία. Πολλές μονάδες παραγωγής δεν πληρούν το σύνολο των απαραίτητων προδιαγραφών, ούτως ώστε τα τοξικά παράγωγα της διαδικασία να μην αποτελούν κίνδυνο. Έχουν καταγραφεί περιπτώσεις όπου η κακοδιαχείριση και η μη επαρκής συντήρηση των μονάδων οδήγησε σε περιβαλλοντική καταστροφή με μόλυνση των υδάτων, του εδάφους και της ατμόσφαιρας (Tozlu, Özahi, &Abuşoğlu, 2016).

Έχουν επίσης καταγραφεί περιπτώσεις εταιρειών, οι οποίες προκειμένου να μεγιστοποιήσουν το κέρδος, δεν τηρούν το απαραίτητο χρονοδιάγραμμα ωρίμανσης του εδαφοβελτιωτικού, με αποτέλεσμα η υψηλή τοξικότητά του να αποτελεί κίνδυνο για τη δημόσια υγεία.

Σε αυτό το κεφάλαιο θα μελετηθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκύπτουν από τη διαχείριση, επεξεργασία και ανακύκλωση των αστικών οργανικών απορριμμάτων, καθώς επίσης και του κινδύνου προς τη δημόσια υγεία, που προκύπτει από τη χρήση των ανακυκλωμένων υλικών.

2.1. Ατμοσφαιρική Ρύπανση

Η ατμοσφαιρική ρύπανση που προέρχεται από την επεξεργασία των απορριμμάτων αποτελεί έντονο περιβαλλοντικό κίνδυνο για την περιοχή γύρω

30 από την μονάδα, ανεξάρτητα από την εφαρμογή μέτρων αντιμετώπισης και συλλογής των αερίων, καθώς ένα ποσοστό των αερίων διαχέεται στην ατμόσφαιρα χωρίς να υπάρχει δυνατότητα περιορισμού. Σε αυτές τις περιπτώσεις, εφαρμόζονται πρακτικές χωροθέτησης προκειμένου να μην επηρεάζονται οι οικισμοί στην περιοχή γύρω από τις μονάδες επεξεργασίας (Cremiato, Mastellone, Tagliaferri, Zaccariello, &Lettieri, 2018).

Μηχανική Επεξεργασία

Οι κύριες εκπομπές κατά την μηχανική διεργασία είναι η σκόνη και οι οσμές. Η αντιμετώπιση της σκόνης για την προστασία των εργαζομένων των μονάδων γίνεται με την χρήση προστατευτικού εξοπλισμού, και κατάλληλων εγκαταστάσεων εξαερισμού της μονάδας. Τα αέρια πρέπει να συλλέγονται και να επεξεργάζονται περαιτέρω, ενώ στην περίπτωση των οσμών, η αντιμετώπιση γίνεται με την κατάλληλη χωροθέτηση και τη χρήση ειδικών φίλτρων τα οποία περιορίζουν την εκπομπή τους.

Αερόβια Χώνευση Η μέθοδος της αεροβικής χώνευσης αποτελεί ιδιάζουσα περίπτωση, καθώς η εκπομπή αερίων εξαρτάται από τον τύπο της μονάδας. Στις μονάδες οι οποίες διαθέτουν ανοικτά συστήματα χώνευσης, οι εκπομπές περιέχουν σκόνη, οσμές, βιοαερολύματα και πτητικές ενώσεις. Τα βιοαερολύματα αποτελούνται από μικροοργανισμούς, ή σπόρια μυκήτων και είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα σε υψηλές συγκεντρώσεις.

Αναερόβια Χώνευση Καθώς το παράγωγο της διαδικασίας είναι βιοαέριο, ο κίνδυνος προέρχεται από την καύση του μεθανίου καθώς τα παράγωγά του περιέχουν υδρόθειο και μονοξείδιο του άνθρακα. Για την αντιμετώπιση του φαινομένου εφαρμόζονται ειδικά φίλτρα στις εξόδους των καυσαερίων για τη συλλογή των παραγώγων και την περαιτέρω επεξεργασία τους.

Πίνακας 2: Παράγοντες ατμοσφαιρικής ρύπανσης ανά μέθοδο επεξεργασίας, πηγή (Cremiato, Mastellone, Tagliaferri, Zaccariello, &Lettieri, 2018).

31 2.2. Ρύπανση των υδάτων

Η ρύπανση των υδάτων, κατά τη διαδικασία της επεξεργασίας των οργανικών απορριμμάτων, εμφανίζεται σε περιπτώσεις όπου δεν εφαρμόζονται οι κανονισμοί επεξεργασίας και διάθεσης των αποβλήτων. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι περιπτώσεις ρύπανσης ανά τύπο επεξεργασίας (Mustafa, etal., 2017):

Μηχανική Επεξεργασία

Ο κίνδυνος προέρχεται από την παραγωγή στραγγισμάτων, τα οποία προκύπτουν από τη διαδικασία του διαχωρισμού των σύμμεικτων αποβλήτων. Το πρόβλημα εντείνεται με την προσθήκη νερού στο μίγμα. Τα απόβλητα αυτά πρέπει να συλλέγονται και να επεξεργάζονται, καθώς αποτελούν άμεσο κίνδυνο προς το περιβάλλον.

Αερόβια Χώνευση Όπως και στην περίπτωση της μηχανικής επεξεργασίας, ο κίνδυνος προέρχεται από την παραγωγή στραγγισμάτων από την οργανική μάζα, ή των όμβριων υδάτων τα οποία εισέρχονται στη μάζα.

Αναερόβια Χώνευση Καθώς η ίδια η διαδικασία απαιτεί τη χρήση μεγάλων ποσοτήτων νερού, η παραγωγή αποβλήτων γίνεται σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από ότι στις άλλες περιπτώσεις. Ένα ποσοστό του νερού δύναται να επαναχρησιμοποιηθεί στη διαδικασία, ωστόσο το υπόλοιπο πρέπει να υποστεί επεξεργασία σε βιολογικό καθαρισμό, προκειμένου να μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί.

Πίνακας 3: Παράγοντας υδάτινης ρύπανσης ανά μέθοδο επεξεργασίας, πηγή (Mustafa, etal., 2017).

32 2.3. Ρύπανση του εδάφους

Η ρύπανση του εδάφους από την επεξεργασία των απορριμμάτων προκύπτει από τα στερεά παράγωγα των διαδικασιών επεξεργασίας, είτε αυτά ορίζονται ως απόβλητα είτε ως τελικά προϊόντα. Όπως και στις προηγούμενες περιπτώσεις, έτσι και σε αυτή, ο κίνδυνος υφίσταται στην μη τήρηση των κανονισμών ασφαλείας και στη διασφάλιση της ποιότητας του τελικού προϊόντος (Yay, 2015).

Μηχανική Επεξεργασία

Το ποσοστό που κρίνεται ακατάλληλο από το σύνολο των απορριμμάτων τα οποία εισέρχονται στη μονάδα για επεξεργασία, ανέρχεται στο 15%. Ο περιβαλλοντικό κίνδυνος προέρχεται από τη διάθεση των ακατάλληλων προϊόντων στους ΧΥΤΑ, αλλά και από τη χρήση των παράγωγων προϊόντων είτε ως εδαφοβελτιωτικό, αν δεν προκύψει προϊόν υψηλής ποιότητας, είτε στους ΧΥΤΑ ως βιοσταθεροποιημένο προϊόν.

Αερόβια Χώνευση

Αν δεν πληρούνται οι απαραίτητες προδιαγραφές, το τελικό προϊόν κομπόστ ενδέχεται να περιέχει προσμίξεις παθογόνων μικροοργανισμών και τοξικών ενώσεων, και λόγω του γεγονότος ότι χρησιμοποιείται ως εδαφοβελτιωτικό, η τοξικότητα αυτή ενδέχεται να προκαλέσει μόνιμες επιπλοκές στο έδαφος και στις θρεπτικές ουσίες που περιέχει.

Αναερόβια Χώνευση

Οι κίνδυνοι, από τα στερεά απόβλητα της διαδικασίας, είναι παρόμοιοι με τους κινδύνους που ελλοχεύουν από την διαδικασία της αερόβιας χώνευσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις το προϊόν αυτό υφίσταται αερόβια χώνευση, προκειμένου να καταστεί ακίνδυνο και κατάλληλο προς εδαφική διάθεση.

Πίνακας 4: Περιπτώσεις ρύπανσης ανάλογα με τη μέθοδο επεξεργασίας, πηγή (Yay, 2015).

33 2.4. Κίνδυνος προς τη Δημόσια Υγεία.

Ο κίνδυνος έναντι στη Δημόσια Υγεία από την επεξεργασία των απορριμμάτων, μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε δύο επίπεδα τον άμεσο κίνδυνο και τον έμμεσο. Ο άμεσος κίνδυνος αφορά τους εργαζόμενους των μονάδων οι οποίοι έρχονται σε άμεση επαφή με τα υλικά και τις εκπομπές αερίων, με αποτέλεσμα να έχουν καταγραφεί περιπτώσεις όπου εργαζόμενοι έχουν αναπτύξει αναπνευστικά προβλήματα, ενώ σε ακραίες περιπτώσεις τα τοξικά αέρια ευθύνονται για την εμφάνιση καρκίνου του δέρματος και των πνευμόνων (Ravindra, Kaur, &Mor, 2015).

Επιπλέον κίνδυνοι υπάρχουν στις περιπτώσεις όπου η εγκατάσταση της μονάδας επεξεργασίας γίνεται σε περιοχές γύρω από οικισμούς όπου οι κάτοικοι έρχονται σε άμεση επαφή με τη μονάδα. Η μόλυνση του νερού του οικισμού από ρύπους και τοξικές ενώσεις αυξάνει τη πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου στους ανθρώπους, ενώ αποτελεί και απειλή για τυχόν αγροτικές ή κτηνοτροφικές δραστηριότητες της περιοχής (Ravindra, Kaur, &Mor, 2015).

Ο έμμεσος κίνδυνος προέρχεται από την επιμόλυνση των τροφίμων τα οποία καταλήγουν στους καταναλωτές. Η συγκέντρωση των παθογόνων μικροοργανισμών στα παράγωγα της επεξεργασίας, αλλά και στα ίδια τα υλικά, αποτελούν κίνδυνο για τη δημόσια υγεία καθώς μεταδίδονται με διάφορους τρόπους μέσω του αέρα, του εδάφους και του νερού (Martinez-Sanchez, etal., 2017).

Η μη τήρηση των κανονισμών υγιεινής στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας και αποθήκευσης των προϊόντων, προκαλούν τη μετάδοση των παθογόνων οργανισμών, τόσο στους εργαζόμενους, όσο και στη γύρω περιοχή. Οι παθήσεις που προκαλούνται σχετίζονται με την εμφάνιση αλλεργιών, καρκίνου και άλλων παθήσεων, οι οποίες σε πολλές περιπτώσεις μπορούν να γίνουν μεταδοτικές (Martinez-Sanchez, etal., 2017).

34 Η αποφυγή των κινδύνων αυτών γίνεται με (Martinez-Sanchez, etal., 2017):

 Την τήρηση των κανονισμών ασφαλείας στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας και αποθήκευσης.

 Την εφαρμογή των κανονισμών διασφάλισης ποιότητας και εγκατάστασης φίλτρων και μηχανημάτων επεξεργασίας των τοξικών αποβλήτων.

 Την τήρηση των υγειονομικών κανονισμών ασφαλείας στους εργαζομένους, με τους κατάλληλους εμβολιασμούς, και τα μέτρα υγιεινής.

 Την εφαρμογή των κανονισμών ασφαλείας κατά τη μεταφορά και διάθεση των προϊόντων επεξεργασίας.

 Την τήρηση συχνών ελέγχων στα συστήματα επεξεργασίας των αποβλήτων για τυχόν διαρροές.

Γενικά η υπάρχουσα τεχνολογία επεξεργασίας των αποβλήτων, παρά το γεγονός ότι δεν εξαλείφονται οι τοξικές ενώσεις και οι παθογόνοι μικροοργανισμοί πλήρως, είναι σε θέση να καταστήσει την κατάσταση των παραγώγων ακίνδυνη, προκειμένου να μετριαστεί το ενδεχόμενο επιπλοκών.

Ωστόσο οι εταιρείες διαχείρισης των μονάδων πρέπει να τηρούν όλους τους κανονισμούς ασφαλείας προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφάλεια των εργαζομένων και των πολιτών (He, etal., 2015).