Διαχείριση Λάσπης
Η λάσπη (ιλύς) που θα προέλθει από τα λύματα πρέπει να υποστεί διαχείριση και επεξεργασία με αποτελεσματικό και ασφαλή τρόπο. Ο σκοπός της χώνευσης της λάσπης είναι η μείωση της οργανικής ύλης και των παθογόνων μικροοργανισμών. Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι επεξεργασίας της λάσπης είναι η αναερόβια χώνευση, η αερόβια χώνευση και η σύνθεση.
Αναερόβια χώνευση
Η αναερόβια χώνεψη είναι μια διαδικασία η οποία πραγματοποιείται με την απουσία οξυγόνου. Η διαδικασία μπορεί να είναι είτε θερμόφιλη χώνευση, στην οποία η λάσπη βρίσκεται υπό ζύμωση μέσα σε δεξαμενές σε θερμοκρασία 55° C.
Ονομάζεται θερμόφιλη εξαιτίας των μικροοργανισμών που παίρνουν μέρος στην διαδικασία, οι οποίοι περιέχουν ένζυμα τα οποία λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες.
Αυτά τα ένζυμα έχουν μεγάλη σημασία σε πολλές εφαρμογές της βιοτεχνολογίας. Επίσης, η διαδικασία μπορεί να είναι είτε μεσόφιλη δηλαδή σε θερμοκρασία 36° C.Κατά την αναερόβια χώνευση παράγεται βιοαέριο με υψηλή περιεκτικότητα σε μεθάνιο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση των δεξαμενών καθώς και για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών των εγκαταστάσεων.
Σε μεγάλες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων μπορεί να παραχθεί περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της μονάδας.
Αεροβική χώνευση (Αερόβια χώνευση)
Η αεροβική χώνευση είναι μια βακτηριακή διαδικασία, η οποία λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου.Κάτω από αερόβιες συνθήκες, τα βακτήρια καταναλώνουν με γρήγορο ρυθμό την οργανική ύλη, μετατρέποντας την σε διοξείδιο του άνθρακα.
Αφού η οργανική ύλη καταναλωθεί, τα βακτήρια πεθαίνουν και καταναλώνονται από άλλα βακτήρια.
Τα πλεονεκτήματα της αερόβιας διαδικασίας είναι ότι πραγματοποιείται πολύ ταχύτερα, έχοντας έτσι μικρότερες κεφαλαιουχικές δαπάνες, δηλαδή αποδίδει περισσότερο.Το λειτουργικό κόστος, όμως, είναι πολύ μεγαλύτερο, εξαιτίας του ενεργειακού κόστους για τον αερισμό που χρειάζεται για την προσθήκη οξυγόνου στην διαδικασία.
Υποπροϊόντα της διαδικασίας
Τα υποπροϊόντα της αναερόβιας επεξεργασίας οργανικών αποβλήτων είναι τρία.
Πρώτον, το βιοαέριο, το οποίο ανάλογα με την ποσότητά του μπορεί να χρησιμοποιηθεί περαιτέρω σε τομείς της πράσινης ενέργειας, όπως η παραγωγή ατμού, η θέρμανση νερού και η καύση σε μονάδες CHP.
Δεύτερον, η λάσπη (βιολογική ή χημική), η οποία χρειάζεται περαιτέρω επεξεργασία για να χρησιμοποιηθεί και τρίτον, το υγρό κλάσμα που παράγεται από την αφυδάτωση της βιολάσπης και χρειάζεται και αυτό περαιτέρω αερόβια επεξεργασία, για να μπορεί να διατεθεί πίσω στο περιβάλλον.
Επεξεργασία βιολογικής και χημικής λάσπης
Με τον όρο λάσπη εννοούνται τα υπολείμματα της επεξεργασίας των αποβλήτων, τα οποία βρίσκονται σε υγρή ή ημιστερεή μορφή.
Η απομάκρυνση, η αποθήκευση, η διάθεση αλλά και η επεξεργασία της λάσπης αποτελούν προβλήματα προς επίλυση, καθώς μόνο ένα μικρό ποσοστό αυτής (0,25-12%) είναι στερεό και το υπόλοιπο είναι νερό, ενώ ταυτόχρονα το στερεό αυτό αποτελείται ουσιαστικά από την οργανική ύλη των αποβλήτων, η οποία δημιουργεί τις ίδιες οχλήσεις με αυτά, όταν βιοαποικοδομείται.
Η βιολογική λάσπη παράγεται εκτός των άλλων και ως αποτέλεσμα της αναερόβιας χώνευσης, όπως προαναφέρθηκε, και χρειάζεται επεξεργασία, για να μπορέσει να αξιοποιηθεί.
Η επεξεργασία της βιολογικής λάσπης περιλαμβάνει την αποξήρανσή της μέσα από μια διαδικασία χώνεψης και συμπύκνωσης.
Η αποξηραμένη λάσπη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καλό λίπασμα, αφού περιέχει πολλά θρεπτικά συστατικά, όπως ιχνοστοιχεία, τα οποία την καθιστούν ένα άριστο εδαφοβελτιωτικό που μπορεί να υποκαταστήσει τα εμπορικά λιπάσματα.
Η χημική λάσπη παράγεται, όταν στη μονάδα επεξεργασίας των αποβλήτων έχουν χρησιμοποιηθεί χημικά για την καθίζηση και την απομάκρυνση ορισμένων συστατικών των λυμάτων.
Τυπικό παράδειγμα χρήσης χημικών, που παράγει χημικές λάσπες, αποτελεί η χημική καθίζηση του φωσφόρου με την εφαρμογή ασβέστη.
Σε κάποιες περιπτώσεις και ανάλογα με τη θέση προσθήκης των χημικών και την επεξεργασία της χημικής λάσπης αυτή μπορεί να αναμειχθεί με τη βιολογική λάσπη.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της αναερόβιας επεξεργασίας οργανικών αποβλήτων
Ένα από τα σημαντικότερα οφέλη της αναερόβιας χώνευσης είναι η παρεμπόδιση της εκπομπής μεθανίου στην ατμόσφαιρα, το οποίο εκπέμπεται φυσιολογικά κατά την αποσύνθεση των υλικών.
Παράλληλα, η λάσπη που παράγεται από αυτή τη διαδικασία έχει μειωμένη μυρωδιά χωρίς όμως να έχουν μειωθεί τα θρεπτικά συστατικά, με αποτέλεσμα να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιολίπασμα μετά την κατάλληλη επεξεργασία της.
Επίσης, η δαπάνη ενέργειας για την αναερόβια επεξεργασία είναι μικρή, ενώ παράγεται βιοαέριο, το οποίο έχει ποικίλες χρήσεις ως θερμική ή ηλεκτρική ενέργεια.
Τέλος, επιτυγχάνεται υψηλή απομάκρυνση οργανικού φορτίου.
Ωστόσο, ως διαδικασία παρουσιάζει και ορισμένα μειονεκτήματα. Καταρχάς είναι πιο αργή διαδικασία από την αερόβια επεξεργασία, γιατί απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα εγκλιματισμού της μικροβιακής καλλιέργειας(ως 30 ημέρες).
Επιπλέον παρατηρείται ευαισθησία των συστημάτων στις αυξομειώσεις της οργανικής φόρτισης καθώς και ευαισθησία των μεθανογόνων μικροοργανισμών σε πολλές τοξικές ενώσεις, ενώ η διεργασία εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την κατανάλωση ενέργειας.
Τέλος, δεν μπορεί να αγνοηθεί και η δυσοσμία του συστήματος, εφόσον περιέχονται θειικά στην εισροή καθώς και το υψηλό κόστος.
Αεροβική χώνευση (Αερόβια χώνευση)
Η αεροβική χώνευση είναι μια βακτηριακή διαδικασία, η οποία λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου.
Κάτω από αερόβιες συνθήκες, τα βακτήρια καταναλώνουν με γρήγορο ρυθμό την οργανική ύλη, μετατρέποντας την σε διοξείδιο του άνθρακα.
Αφού η οργανική ύλη καταναλωθεί, τα βακτήρια πεθαίνουν και καταναλώνονται από άλλα βακτήρια.
Τα πλεονεκτήματα της αερόβιας διαδικασίας είναι ότι πραγματοποιείται πολύ ταχύτερα, έχοντας έτσι μικρότερες κεφαλαιουχικές δαπάνες, δηλαδή αποδίδει περισσότερο.
Το λειτουργικό κόστος, όμως, είναι πολύ μεγαλύτερο, εξαιτίας του ενεργειακού κόστους για τον αερισμό που χρειάζεται για την προσθήκη οξυγόνου στην διαδικασία.