Ηλιακή Ξήρανση Βιο-Ιλύος


Αποτελεσματικότητα με το μικρότερο ενεργειακό κόστος

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η βιολογική επεξεργασία των υγρών αποβλήτων και ιδιαίτερα των αστικών λυμάτων είναι η πλέον περιβαλλοντικά φιλική και διαδεδομένη μέθοδος επεξεργασίας. Εκμεταλλευόμενοι την ικανότητα μικρο-οργανισμών που υπάρχουν εγγενώς στα υγρά απόβλητα, υπό συνθήκες να μετατρέπουν την οργανική ύλη σε νέα βιομάζα, νερό και διοξείδιο του άνθρακα (αερόβια), μετατρέπουμε τον τεράστιο όγκο των υγρών αποβλήτων σε αντίστοιχο όγκο νερού που μπορεί να επιστραφεί στο περιβάλλον με ασφάλεια και σε περίσσεια βιολογική ιλύ η οποία συγκριτικά με τον αρχικό όγκο των αποβλήτων κυμαίνεται στο 4-10% αυτού.

Μοιραία όμως προκύπτει το θέμα της διαχείρισης της περίσσειας βιολογικής ιλύος από αστικά λύματα, η οποία κατά την απόρριψή της είναι υδαρής (συγκέντρωση στερεών σε ξηρή βάση της τάξης του 0,5-1,0% ή 5-10 kgDS/m3 όπου DS = Dry Solids). Για την ευκολότερη διαχείρισή της, ο όγκος της μπορεί περεταίρω να μειωθεί με πάχυνση (συνήθως 2-4% ή 20-40 kgDS/m3) και αφυδάτωση με μηχανικά μέσα (ταινιοφιλτρόπρεσσες, φιλτρόπρεσσες, φυγοκεντρικοί διαχωριστές, κοχλιόπρεσσες κλπ.) υποβοηθούμενα από κατάλληλα κροκκιδωτικά, ώστε η συγκέντρωση στερεών τελικά να κυμαίνεται μεταξύ 15-30% (150-300 kgDS/m3). Στην πράξη αυτό σημαίνει ότι ο αρχικός όγκος της απορριπτόμενης υδαρούς λάσπης μειώνεται μέχρι 50-60 φορές ώστε να καθίσταται ευκολότερα διαχειρίσιμος.

Εντούτοις, σε αντίθεση με άλλες ανόργανες λάσπες (π.χ. ιζήματα μετάλλων) η αφυδατωμένη βιολογική ιλύς αποτελείται σε μεγάλο ποσοστό από μικρο-οργανισμούς και πτητικά στερεά, τα οποία παρά του ότι αφυδατώνονται σε μακροσκοπικό επίπεδο, εντούτοις διατηρούν για αρκετό καιρό ακόμη το νερό που περικλείεται στα κύτταρά τους. Η υγρασία αυτή που παραμένει μέχρι η ιλύς να σταθεροποιηθεί, προάγει την ανάπτυξη ζωής και διατηρεί βιολογικές διεργασίες (όπως π.χ. η αερόβια και αναερόβια χώνευση) και αποτελεί παράγοντα ανάπτυξης δυσάρεστων φαινομένων όπως η δημιουργία δυσοσμίας, η ανάπτυξη εντόμων, η διαρροή στραγγιδίων στο περιβάλλον κλπ.

Λόγω της παραπάνω ιδιαιτερότητας, ακόμη και οι πλέον σύγχρονες μέθοδοι μηχανικής αφυδάτωσης δεν μπορούν να ξεπεράσουν εύκολα και συστηματικά το ποσοστό συγκέντρωσης στερεών 25-30% στην αφυδατωμένη βιολογική ιλύ από αστικά λύματα. Κατά συνέπεια, το επόμενο στάδιο κατεργασίας της αφυδατωμένης ιλύος είναι η θερμική ξήρανση ώστε μέσω της παροχής θερμότητας να προάγεται η εξάτμιση του νερού και το ‘στέγνωμα’ των κυττάρων που απαρτίζουν τη βιολογική ιλύ, ώστε να μείνει μόνο αδρανές οργανικό και ανόργανο περιεχόμενο, μειώνοντας περεταίρω τον όγκο αυτής αλλά και σταθεροποιώντας την π.χ. θανατώνοντας παθογόνους μικροοργανισμούς εντός της.

Στο στάδιο αυτό λοιπόν υπεισέρχεται το λειτουργικό κόστος για την παροχή της απαιτούμενης θερμότητας για εξάτμιση του περιεχόμενου νερού στην αφυδατωμένη λάσπη. Με τις τιμές της ενέργειας όπως διαμορφώνονται στην εποχή που διανύουμε, είναι εύκολα αντιληπτό ότι ο φθηνότερος τρόπος ξήρανσης, ιδίως για χώρες όπως η Ελλάδα, είναι η ηλιακή ακτινοβολία. Κατά συνέπεια, η ηλιακή ξήρανση της περίσσειας αφυδατωμένης ιλύος από μονάδες βιολογικής επεξεργασίας υγρών αποβλήτων και εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ), είναι μια σθεναρή μέθοδος που μπορεί να συνδράμει τα μέγιστα στη διαχείριση τέτοιων λασπών, αφού το κόστος διαχείρισης της αποξηραμένης ιλύος είναι μικρότερο από το αντίστοιχο της απλά αφυδατωμένης.

Η ΗΛΙΑΚΗ ΞΗΡΑΝΣΗ

Για τη συγκεκριμένη μέθοδο, υπάρχουν διάφορες εμπορικές τεχνολογίες σε μηχανολογικό εξοπλισμό με σημαντικό αριθμό αναφορών παγκόσμια. Καθώς η μέθοδος αυτή δεν έχει ακόμη μεγάλη εφαρμογή στη χώρα μας ώστε να έχει αξιολογηθεί, σκοποί του παρόντος είναι:
• Η παρουσίαση των απαιτούμενων στοιχείων που απαρτίζουν ένα σύστημα ηλιακής ξήρανσης.
• Οι παράμετροι που σχετίζονται άμεσα με την αποτελεσματικότητα και την αποδοτικότητα μιας τέτοιας εφαρμογής.
• Και τα κριτήρια επιλογής της κατάλληλης τεχνολογίας.

Διευκρινίζεται ότι το παρόν δεν αποτελεί μια διεξοδική ανάλυση ή παρουσίαση της μεθόδου της ηλιακής ξήρανσης και όλων των διαθέσιμων τεχνολογιών και εξοπλισμού. Ο σκοπός κυρίως είναι η επισήμανση στον τεχνικό κόσμο και των τελικών χρηστών, των βασικών τεχνο-οικονομικών κριτηρίων επιλογής μιας τεχνολογίας που σίγουρα έχει την προοπτική και τις προϋποθέσεις να επικρατήσει σαν η κύρια μέθοδος διαχείρισης και (γιατί όχι;) επαναχρησιμοποίησης του παραπροϊόντος της βιολογικής επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, εναλλακτικά διαφορετικών και ακριβότερων τρόπων διαχείρισης.

Όσον αναφορά την επαναχρησιμοποίηση, παρατίθενται ενδεικτικά κάποιοι τρόποι επαναχρησιμοποίησης της αφυδατωμένης και αποξηραμένης ιλύος που απαντώνται παγκόσμια:
• Παραγωγή κομπόστ λόγω του υψηλού περιεχομένου C, N και P.
• Χρήση ως εδαφοβελτιωτικό μέσο και εδαφικό υπόστρωμα κατασκευών και έργων.
• Καύση για παραγωγή ενέργειας – το ενεργειακό δυναμικό της ξηρής ιλύος είναι της τάξης των 2-3 kWh/kgDS (8-11 MJ/kgDS).

Σχηματικά, με την εξάτμιση του περιεχόμενου νερού, ο όγκος της αφυδατωμένης λάσπης μπορεί να μειωθεί περεταίρω μέχρι ποσοστού 70-80%, όπως φαίνεται στο διάγραμμα του παρακάτω παραδείγματος για αρχική συγκέντρωση στερεών 15% και τελική μετά την ξήρανση ίση με 70%:

Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι η αφυδατωμένη λάσπη μετατρέπεται από την αριστερή φωτογραφία στη δεξιά:

Για την ίδια ποσότητα λάσπης, η μείωση του όγκου φαίνεται ξεκάθαρα στην ακόλουθη φωτογραφία:

Τα πλεονεκτήματα της μετατροπής αυτής είναι τα κάτωθι:
• Το ξηρό προϊόν έχει 70-80% στερεά ή και παραπάνω.
• Ο αρχικός όγκος της αφυδατωμένης ιλύος μειώνεται κατά επιπλέον 2-3 φορές.
• Η πυκνότητα μειώνεται από τα 950 kg/m3 στα 700-800 kg/m3
• Εύκολα διαχειρίσιμο και εύκολα επαναχρησιμοποιούμενο χύδην υλικό.
• Δεν έχει οσμές.
• Σημαντικά μειωμένο κόστος διαχείρισης, μεταφοράς και τελικής διάθεσης

Η αρχή της μεθόδου συνοψίζεται στο απλοποιημένο παρακάτω διάγραμμα, το οποίο είναι τυπικό για τη λειτουργία ενός θερμοκηπίου.

Η ηλιακή ακτινοβολία διαπερνά το ημι-διαφανές πλαστικό υλικό που καλύπτει το θερμοκήπιο, θερμαίνοντας και αντανακλώντας στο εσωτερικό του. Τμήμα της θερμότητας αυτής απορροφάται από τα ανώτερα στρώματα της αφυδατωμένης λάσπης εξατμίζοντας το νερό που διαφεύγει (φυσικά ή βεβιασμένα) από την οροφή του θερμοκηπίου. Ένας αναμοχλευτής αναμοχλεύει τη λάσπη ώστε με τον αερισμό που επιτυγχάνεται να προάγεται η ταχύτερη απομάκρυνση της υγρασίας.

Η μέθοδος αυτή είναι σθεναρή (robust) γιατί συνήθως σχεδιάζεται να έχει την ίδια αποτελεσματικότητα τόσο σε ΕΕΛ που παράγουν σταθερά την ίδια ποσότητα αφυδατωμένη ιλύος, όσο και σε αυτές που ακολουθούν εποχική διακύμανση (όπως στις περισσότερες πόλεις της Ελλάδας), όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Όπως είναι φανερό, ένα σύστημα ηλιακής ξήρανσης αποτελείται από τα κάτωθι:

  • Χώρος εναπόθεσης λάσπης: Συνήθως πλάτους 12 m. Διαμορφώνεται με οπλισμένο σκυρόδεμα.
  • Θερμοκήπιο με μεταλλικό σκελετό και επικάλυψη με πολυκαρβονικά πάνελ.
  • Μέσα για την απομάκρυνση της παραγόμενης υγρασίας που προκαλεί η εξάτμιση, με ανακλινόμενα τμήματα του θερμοκηπίου (φυσικός) ή με ανεμιστήρες (βεβιασμένα) ή με συνδυασμό των δύο αυτών τρόπων.
  • Μέσα για την παροχή θερμότητας σε χειμερινές περιόδους, εάν απαιτείται λόγω πολύ χαμηλών θερμοκρασιών.
  • Αναμοχλευτής αφυδατωμένης λάσπης. Είναι το κύριο μηχάνημα που επιτελεί την παραλαβή της αφυδατωμένης ιλύος στην αρχή του χώρου ξήρανσης, το άπλωμά της στο χώρο και την αναμόχλευση – πελετοποίηση (pelletizing) ώστε με τον αερισμό και τη μείωση του μεγέθους των κόκκων ιλύος να απομακρύνεται ταχύτερα η υγρασία. Ο αναμοχλευτής είναι το κρίσιμο τμήμα στην όλη λειτουργία και αντιστοιχεί στο κύριο πάγιο και λειτουργικό κόστος ενός συστήματος ηλιακής ξήρανσης. Για το λόγο αυτό, και λόγω των συνθηκών που επικρατούν κατά την ξήρανση, θα πρέπει ο αναμοχλευτής να αποτελεί μια βαριά και στοιβαρή κατασκευή ώστε να αντέχει στο χρόνο και τη φυσική φθορά που προκύπτει από τη λειτουργία του.
  • Σύστημα απομάκρυνσης ξηρής ιλύος (προαιρετικά). Στο τέλος του χώρου ξήρανσης κατάντη της εξόδου, είναι δυνατόν να κατασκευαστεί κανάλι συλλογής της αποξηραμένης ιλύος ώστε μεταφορικές ταινίες να μεταφέρουν το τελικό προϊόν σε περιέκτες-κάδους για περεταίρω διάθεση.
  • Σύστημα αυτοματισμού. Ο αυτοματισμός ελέγχει τον αναμοχλευτή και είναι δυνατόν να συνδεθεί με επιπλέον όργανα για να καταγράφει κλιματολογικές συνθήκες εντός και εκτός του θερμοκηπίου, το ύψος του στρώματος λάσπης, κλπ. πληροφορίες. Συνήθως περιλαμβάνεται στον ηλεκτρολογικό πίνακα του αναμοχλευτή και μπορεί να συνδεθεί σε SCADA ή να μεταδώσει δεδομένα σε άλλο σύστημα καταγραφής.

Από την παραπάνω περιγραφή, είναι φανερό ότι η ‘καρδιά’ ενός συστήματος ηλιακής ξήρανσης είναι ο αναμοχλευτής. Οι κτιριακές υποδομές πρέπει να πληρούν συγκεκριμένες αυστηρές προδιαγραφές που καθορίζονται από τον κατασκευαστή του αναμοχλευτή. Στην Ελλάδα, η κατασκευή θερμοκηπίων είναι ευρέως διαδεδομένη λόγω των κλιματικών συνθηκών και του πρωτογενούς τομέα.

Οι κύριες τεχνολογίες που απαντώνται σήμερα σε συστήματα ηλιακής ξήρανσης αφορούν τα χαρακτηριστικά και την τεχνολογία του αναμοχλευτή. Οι επικρατούσες τεχνολογίες είναι:

 Το σύστημα Wendewolf της Γερμανικής iST. Είναι ίσως το πρώτο σύστημα που κατασκευάστηκε και κυκλοφόρησε εμπορικά το 1994, ενώ με τις δοκιμές πριν την κυκλοφορία του, ο κατασκευαστής διαθέτει εμπειρία 40 ετών. Πρόκειται για αναμοχλευτή που λειτουργεί παλινδρομικά σε όλο το πλάτος του χώρου ξήρανσης και το οποίο εκτελεί σε μία κίνηση όλες τις λειτουργίες: μεταφορά, διάστρωση, pelletizing, προς τα πίσω ανάμιξη της ξηρής λάσπης, αποθήκευση της ξηρής λάσπης στο τέλος του χώρου ξήρανσης. Εκτός του ότι ο κατασκευαστής είναι από τους πρωτοπόρους οίκους που ασχολήθηκαν με το αντικείμενο, έχει να επιδείξει πάνω από 200 εγκαταστάσεις παγκοσμίως.

  • Το σύστημα ‘electric mole’ ή ρομποτικός αναμοχλευτής. Πρόκειται για αυτόνομο αναμοχλευτή τύπου αμαξιδίου που διατρέχει το χώρο ξήρανσης και αναμοχλεύει τη λάσπη με ξέστρα που διαθέτει στους άξονες των τεσσάρων τροχών του. Το σύστημα αυτό μπορεί μόνο να αναμοχλεύει και απαιτεί ο χώρος ξήρανσης να είναι ήδη διαστρωμένος με την αφυδατωμένη λάσπη προς ξήρανση. Λόγω του τρόπου λειτουργίας του ο αναμοχλευτής έρχεται σε επαφή με το πάτωμα του χώρου ξήρανσης, ενώ δεν μπορεί να αποφευχθεί η δημιουργία σκληρών συσσωματωμάτων λάσπης στο πάτωμα λόγω του ότι τα ξέστρα κινούνται με την ίδια ταχύτητα που κινείται το αμαξίδιο. Σημειώνεται ότι η κίνηση του αμαξιδίου είναι ασύμμετρη, άρα η αναμόχλευση γίνεται με μικρότερη απόδοση σε σχέση με τις άλλες τεχνολογίες.
  • Παλινδρομικοί αναμοχλευτές τύπου Wendewolf. Αυτοί καλύπτουν όλο το πλάτος του χώρου ξήρανσης και κινούνται επίσης παλινδρομικά από το χώρο εκφόρτωσης της αφυδατωμένης ιλύος μέχρι το χώρο αποθήκευσης της ξηρής. Η διαφορά τους έγκειται ανά περίπτωση στα εξής σημεία:

o Το πλάτος του τυμπάνου αναμόχλευσης: Στην περίπτωση αυτή το τύμπανο έχει μικρότερο πλάτος και εκτός της παλινδρομικής κίνησης του φορέα του αναμοχλευτή, το τύμπανο μετακινείται κάθετα στη φορά κίνησης (αριστερά-δεξιά) όπως στην παρακάτω εικόνα.

o Τη μορφή του τυμπάνου αναμόχλευσης και των ξέστρων: Σε αυτήν την περίπτωση το τύμπανο φέρει ξέστρα τύπου διπλής κουτάλας σε όλο το πλάτος του τυμπάνου, όπως στην παρακάτω εικόνα.

Σημειώνεται ότι όλες οι προαναφερθείσες τεχνολογίες προέρχονται από Ευρωπαϊκούς κατασκευαστικούς οίκους και είναι εγνωσμένης και διαπιστευμένης ποιότητας. Στην αγορά υπάρχουν και οικονομικότερες λύσεις από τρίτες χώρες (Τουρκία, Κίνα, κλπ.), οι οποίες είναι κυρίως αντίγραφα των παραπάνω, αλλά θεωρούνται αναξιόπιστες και δεν είναι γνωστά στοιχεία εφαρμογών για να αξιολογηθούν.

ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Τα κριτήρια επιλογής των διαθέσιμων τεχνολογιών ώστε να έχει νόημα από την πλευρά του Τελικού Χρήστη, θα γίνει εξετάζοντας τα παρακάτω σημεία που αφορούν τη λειτουργία και την απόδοση ενός συστήματος ηλιακής ξήρανσης περίσσειας βιολογικής ιλύος. Για κάθε σημείο αναλύεται η σημασία του και πως αυτό αφορά τη λειτουργικότητα του συστήματος.

α. Αριθμός κύκλων λειτουργίας: Επηρεάζει το χρόνο που απαιτείται για μια πλήρη αναμόχλευση της λάσπης στο χώρο ξήρανσης. Όσο μικρότερος ο αριθμός, τόσο καλύτερα.

β. Κατεύθυνση της μεταφοράς ιλύος: Η αφυδατωμένη λάσπη ξεφορτώνεται στη μια μεριά του χώρου ξήρανσης. Ο αναμοχλευτής την παραλαμβάνει από το σημείο εκφόρτωσης και πρέπει να μπορεί να την απλώσει ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια με τον πλέον σύντομο τρόπο. Για να γίνει αυτό, προτιμάται η μετακίνηση της ιλύος να γίνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις κατά μήκος της διεύθυνσης κίνησης (μπρος-πίσω).

γ. Προγράμματα λειτουργίας της μηχανής αναμόχλευσης: Καθώς η ικανότητα ξήρανσης μεταβάλλεται ανάλογα με τις συνθήκες ηλιοφάνειας, την υγρασία και την εποχή, προτιμάται λύση που να διαθέτει ευελιξία στον προγραμματισμό λειτουργίας του αναμοχλευτή, ώστε να επιτυγχάνονται η μετακίνηση της ιλύος, η ομοιόμορφη στρώση της και η συσσώρευση της ξηρής ιλύος στο χώρο ξήρανσης.

δ. Μέθοδος πλήρωσης: Η μέθοδος πλήρωσης αφορά το αν αυτή γίνεται συνεχώς (continuous) ή κατά διαστήματα (batch). Είναι προς όφελος του Τελικού Χρήστη η λύση να μπορεί να χρησιμοποιεί και τις δύο μεθόδους ώστε ανάλογα με τα δεδομένα της τροφοδοσίας και τις κλιματολογικές συνθήκες να επιτυγχάνεται το βέλτιστο αποτέλεσμα ξήρανσης.

ε. Ικανότητα μεταφοράς της ιλύος προς κατευθύνσεις κάθετες στη διεύθυνση κίνησης (πλευρικά): Το σημείο αυτό αφορά τη μετακίνηση της ιλύος προς το πλάι ή κάθετα στη διεύθυνση της κίνησης του αναμοχλευτή. Κάτι τέτοιο αν και δεν είναι απολύτως απαραίτητο, εντούτοις βοηθά στην ομοιόμορφη διανομή της ιλύος όταν η εκφόρτωση της λάσπης γίνεται σε σωρό και όχι σε όλο το πλάτος της αρχής του χώρου ξήρανσης. Η παράμετρος αυτή αν και πλεονέκτημα, δεν είναι κρίσιμη για την αποδοτική λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος.

στ. Αναμόχλευση ανάποδα της φοράς μετακίνησης: Αφορά την ικανότητα ανάμιξης της ξηρής ιλύος και τη μεταφορά της προς ανάμιξη στην αρχή (τροφοδοσία) του χώρου ξήρανσης (back-mixing). Επιθυμητό είναι ο αναμοχλευτής να μπορεί να διαθέτει τέτοια ικανότητα αν απαιτείται από τα δεδομένα της εφαρμογής.

ζ. Προστασία του πατώματος των κτιριακών εγκαταστάσεων: Είναι σημαντικό για την ανθεκτικότητα των κτιριακών εγκαταστάσεων ο αναμοχλευτής να μην έρχεται σε επαφή με το πάτωμα του χώρου ξήρανσης ώστε να μην προκαλείται άσκοπη φθορά.

η. Σημεία συσσώρευσης ιλύος: Η πολύ σημαντική αυτή λειτουργική παράμετρος αφορά τον τρόπο ανάμιξης ο οποίος πρέπει να είναι τέτοιος ώστε να μη δημιουργούνται εναποθέσεις υγρής ιλύος οι οποίες σταδιακά σκληραίνουν και προσκολλώνται στο πάτωμα των εγκαταστάσεων. Για να μη συμβαίνει αυτό, πρέπει ο αναμοχλευτής να μην έρχεται σε επαφή με το πάτωμα και η απόσταση του αναμικτήρα από αυτό να είναι τέτοια που να μην αφήνει περιθώρια για δημιουργία σκληρών συσσωματωμάτων.

θ. Ποιότητα – μέγεθος των συσσωματωμάτων ξηρής ιλύος: Το τελικό προϊόν πρέπει να είναι το δυνατόν λεπτόκοκκο ώστε να είναι εύκολη η μετέπειτα διαχείρισή του. Συνήθως αυτό επιτυγχάνεται με το τύμπανο του αναμοχλευτή να λειτουργεί σε ταχύτητα υψηλότερης της ταχύτητας μετακίνησης του φορέα του μηχανήματος ώστε με την ταχύτητα αυτή η αφυδατωμένη λάσπη να σπάει σε μικρότερα κομμάτια (pellets).

ι. Τρόπος κατασκευής του αναμοχλευτή: Επιθυμητή είναι η κατασκευή του μηχανήματος να είναι στοιβαρή και βαριά, σχεδιασμένη για βαριά χρήση. Είναι σημαντικό επίσης η όλη κατασκευή να είναι βαριά ώστε να μην έχει κίνδυνο ανατροπής σε περιπτώσεις σκληρής συσσωρευμένης λάσπης.

κ. Ανάγκες συντήρησης: Επιθυμητό είναι αυτές να είναι το δυνατόν μικρότερες τόσο σε απαιτούμενο χρόνο όσο και σε κόστος ανταλλακτικών. Προτιμώνται λύσεις με λίγα μηχανικά μέρη και εύκολα τοποθετούμενα ανταλλακτικά.

λ. Ευαισθησία στη σύσταση της τροφοδοτούμενης ιλύος: Η σύσταση και η μορφή της αφυδατωμένης λάσπης που εκφορτώνεται στην αρχή του χώρου ξήρανσης μπορούν να μεταβάλλονται από μέρα σε μέρα, καθώς η απόδοση των συστημάτων αφυδάτωσης εξαρτάται από πολλές παραμέτρους που μπορούν να μεταβληθούν. Τέτοιες παράμετροι μπορούν να κυμαίνονται από την ποιότητα / συγκέντρωση / ενεργότητα κλπ. χαρακτηριστικά του κροκκιδωτικού, μέχρι την ποιότητα και την πανίδα της λάσπης προς αφυδάτωση. Έτσι π.χ. τη μια μέρα η αφυδατωμένη λάσπη να είναι με μικρό ποσοστό υγρασίας σε κομμάτια μικρού μεγέθους και την άλλη μέρα να είναι πιο υδαρής ή περισσότερο κολλώδης. Τέτοιες διακυμάνσεις που είναι συνήθεις κατά τη λειτουργία μιας ΕΕΛ, θα πρέπει να μην επηρεάζουν την απόδοση της ξήρανσης και τη λειτουργικότητα του αναμοχλευτή ώστε να παράγονται συστηματικά pellets αφυδατωμένης ιλύος κατά την αναμόχλευση, αφού με τον τρόπο αυτό διευκολύνεται η ξήρανση.

μ. Μέγιστο βάθος αναμόχλευσης: Ίσως η πιο κρίσιμη παράμετρος που σχετίζεται με την απόδοση της ξήρανσης. Το πάχος του στρώματος αφυδατωμένης ιλύος προς ξήρανσης πρέπει να είναι τόσο μικρό ώστε να επιτυγχάνεται γρήγορα η ξήρανση από την ηλιακή ακτινοβολία, αλλά ταυτόχρονα τόσο μεγάλο ώστε να αναμοχλεύεται μεγάλος όγκος ιλύος που προάγει την αφυδάτωση και να μην απαιτούνται τεράστιες κτιριακές εγκαταστάσεις. Συνήθως το πάχος της στρώσης ανάλογα με την τεχνολογία και τον κατασκευαστή ξεκινάει από τα 10-15 cm και φτάνει μέχρι τα 40-45 cm, συνεπώς πρόκειται για μεγάλο εύρος που επηρεάζει την ικανότητα αναμόχλευσης σε ωριαία βάση.

ν. Υλικά κατασκευής αναμοχλευτή: Η παράμετρος αυτή αφορά το πάγιο κόστος του αναμοχλευτή. Συνήθως το προτιμώμενο (αλλά και ακριβότερο) υλικό είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας ποιότητας AISI 304. Κατά περιπτώσεις και για λόγους κόστους, το βέλτιστο είναι το τύμπανο αναμόχλευσης να μπορεί να κατασκευαστεί και από άλλα υλικά συμβατά με την αφυδατωμένη λάσπη, όπως ο γαλβανισμένος χάλυβας ή ο ανθρακούχος χάλυβας βαμμένος με κατάλληλες μπογιές. Σε εξειδικευμένες περιπτώσεις είναι πλεονέκτημα το υλικό κατασκευής να είναι ανοξείδωτος χάλυβας ποιότητας AISI 316 ή άλλα ανώτερα κράματα.

ξ. Ικανότητα κοκκοποίησης (pelletizing) και αποθήκευσης της ιλύος: Τέλος, είναι σημαντική η ικανότητα του αναμοχλευτή να δημιουργεί μικρά τεμάχια αφυδατωμένης ιλύος (pellets) ώστε να διευκολύνεται η ξήρανση, ενώ είναι πολύ σημαντική η μεταφορά των ξηρών pellets από την επιφάνεια του στρώματος της αφυδατωμένης ιλύος κατάντη του χώρου ξήρανσης, κάπως όπως στο παρακάτω σχήμα:

ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

Με βάση τα παραπάνω σημεία που αφορούν τη λειτουργία, την αποτελεσματικότητα και την αποδοτικότητα ενός συστήματος ηλιακής ξήρανσης αφυδατωμένης βιολογικής ιλύος από αστικά λύματα, παρατίθεται συγκριτικός πίνακας για τις διαθέσιμες τεχνολογίες αναμοχλευτή.

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ iST WENDEWOLF ΡΟΜΠΟΤΙΚΟ ΑΜΑΞΙΔΙΟ ΤΥΠΟΥ iST ΜΕ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟ ΤΥΜΠΑΝΟ ΤΥΠΟΥ iST ΜΕ ΤΥΜΠΑΝΟ ΔΙΠΛΗΣ ΚΟΥΤΑΛΑΣ
ΑΡΙΘΜΟΣ ΚΥΚΛΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Σε έναν πλήρη κύκλο ανακατεύει και μεταφέρει ομοιόμορφα την ιλύ σε όλη την επιφάνεια του χώρου ξήρανσης. Αναμοχλεύει μόνο τη λάσπη τοπικά σε ένα σημείο κάθε φορά. Δεν μπορεί να μεταφέρει και να αναμοχλεύσει σε έναν κύκλο. Η αναμόχλευση διαρκεί πολύ περισσότερο από άλλες τεχνολογίες. Η μεταφορά και η αναμόχλευση γίνεται σε μια λωρίδα κάθε φορά. Απαιτούνται περίπου 4-10 κύκλοι για την ομοιόμορφη διάστρωση σε όλη την επιφάνεια του χώρου ξήρανσης, άρα ο χρόνος που απαιτείται είναι αντίστοιχα μεγαλύτερος. Σε έναν πλήρη κύκλο ανακατεύει και μεταφέρει ομοιόμορφα την ιλύ σε όλη την επιφάνεια του χώρου ξήρανσης.
ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΛΥΟΣ Μπορεί να μεταφέρει την ιλύ και προς τις δύο κατευθύνσεις (μπρος-πίσω) Δεν μπορεί να μεταφέρει την ιλύ, πολύ περισσότερο από το χώρο φόρτωσης στο χώρο αποθήκευσης της ξηρής ιλύος Μπορεί να μεταφέρει την ιλύ και προς τις δύο κατευθύνσεις (μπρος-πίσω) Μπορεί να μεταφέρει την ιλύ και προς τις δύο κατευθύνσεις (μπρος-πίσω)
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Εκτελεί όλες τις λειτουργίες όπως μεταφορά, διάστρωση, συσσώρευση και αποθήκευση της ξηρής ιλύος στο τέλος του χώρου ξήρανσης Δεν μπορεί να συντελέσει άλλο πρόγραμμα εκτός από την αναμόχλευση. Εκτελεί όλες τις λειτουργίες όπως μεταφορά, διάστρωση, συσσώρευση και αποθήκευση της ξηρής ιλύος στο τέλος του χώρου ξήρανσης Μπορεί να διαστρώσει την ιλύ αλλά όχι να τη συσσωρεύσει στο χώρο ξήρανσης.
ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΛΗΡΩΣΗΣ Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνεχή και batch λειτουργία χωρίς επανα-προγραμματισμό. Μπορεί να μεταφέρει και διαστρώσει σωρούς αφυδατωμένης ιλύος μέχρι 1,1 μέτρα Λειτουργεί μόνο με προγεμισμένο ομοιόμορφα χώρο ξήρανσης. Οι σωροί της αφυδατωμένης ιλύος δεν κατανέμονται ομοιόμορφα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνεχή και batch λειτουργία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνεχή και batch λειτουργία. Η λάσπη πρέπει να είναι ομοιόμορφα τροφοδοτούμενη (όχι σε σωρούς).
ΠΛΕΥΡΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ Δεν μπορεί να μεταφέρει τη λάσπη πλευρικά του χώρου ξήρανσης Δεν μπορεί να μεταφέρει τη λάσπη πλευρικά του χώρου ξήρανσης Μπορεί να μεταφέρει τη λάσπη είτε αριστερά είτε δεξιά με χειροκίνητη λειτουργία και για μικρούς σωρούς. Δεν μπορεί να μεταφέρει τη λάσπη πλευρικά του χώρου ξήρανσης
BACK-MIXING Μπορεί εάν απαιτηθεί να μεταφέρει ξηρή λάσπη από το τέλος του χώρου ξήρανσης προς ανάμιξη με νέο-εισερχόμενη αφυδατωμένη ιλύ. Δεν μπορεί να μεταφέρει τους κόκκους ξηρής ιλύος. Δεν μπορεί να σηκώσει κόκκους αποξηραμένης ιλύος. Μπορεί να μεταφέρει ξηρή λάσπη από το τέλος του χώρου ξήρανσης προς ανάμιξη με νέο-εισερχόμενη αφυδατωμένη ιλύ.
ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΠΑΤΩΜΑΤΟΣ Δεν έρχεται σε επαφή και δεν φθείρει το πάτωμα του χώρου ξήρανσης. Ακουμπάει και φθείρει το πάτωμα του χώρου ξήρανσης. Δεν έρχεται σε επαφή και δεν φθείρει το πάτωμα του χώρου ξήρανσης. Δεν έρχεται σε επαφή και δεν φθείρει το πάτωμα του χώρου ξήρανσης.
ΣΥΣΣΩΡΕΥΣΗ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΙΛΥΟΣ Αποφεύγεται η συσσώρευση και η δημιουργία σκληρών στρωμάτων λάσπης στο πάτωμα του χώρου ξήρανσης. Δεν μπορεί να αποφευχθεί η δημιουργία σκληρών συσσωματω-μάτων λάσπης στο πάτωμα του χώρου ξήρανσης. Αποφεύγεται η συσσώρευση και η δημιουργία σκληρών στρωμάτων λάσπης στο πάτωμα του χώρου ξήρανσης. Αποφεύγεται η συσσώρευση και η δημιουργία σκληρών στρωμάτων λάσπης στο πάτωμα του χώρου ξήρανσης.
ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΚΟΚΚΩΝ ΙΛΥΟΣ Η περιστροφή του τυμπάνου είναι μεγαλύτερη της ταχύτητας μετακίνησης του φορέα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η λάσπη να μορφοποιείται σε μικρού μεγέθους κόκκους. Η κατασκευή του φορέα είναι βαριά και δεν είναι δυνατό η λάσπη να σηκώσει τον αναμοχλευτή από την τροχιά του. Καθώς η ταχύτητα περιστροφής του αναμοχλευτή είναι ίδια με την ταχύτητα κίνησής του, δημιουργούνται μεγάλα συσσωμα-τώματα και όχι κόκκοι. Η κατασκευή είναι ελαφριά και μπορεί να σηκωθεί. Η περιστροφή του τυμπάνου είναι μεγαλύτερη της ταχύτητας μετακίνησης του φορέα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η λάσπη να μορφοποιείται σε μικρού μεγέθους κόκκους. Η περιστροφή του τυμπάνου είναι μεγαλύτερη της ταχύτητας μετακίνησης του φορέα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η λάσπη να μορφοποιείται σε μικρού μεγέθους κόκκους.
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΟΥ ΑΝΑΜΟΧΛΕΥΤΗ Η κατασκευή είναι βαριά, στοιβαρή, κινείται αργά και έχει μικρές απαιτήσεις συντήρησης Αποτελείται από πολλά μικρά μέρη και ο κινητήρας βρίσκεται και λειτουργεί εντός της ιλύος. Πρέπει να κινηθεί 5 φορές ταχύτερα σε σχέση με αντίστοιχες κατασκευές για να αναμοχλεύσει αντίστοιχο όγκο λάσπης ανά ημέρα. Η κατασκευή είναι βαριά, στοιβαρή, κινείται αργά και έχει μικρές απαιτήσεις συντήρησης
ΑΝΑΓΚΕΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ Η κατασκευή υπόκειται μικρή φθορά. Η συντήρηση είναι εύκολη και τα ξέστρα του τυμπάνου αλλάζουν εύκολα αν χρειαστεί. Τα ξέστρα δεν είναι ανταλλάξιμα. Η μονάδα αν και μικρή έχει μεγάλες ανάγκες συντήρησης. Υψηλότερη φθορά λόγω υψηλότερης ταχύτητας περιστροφής. Η κατασκευή υπόκειται μικρή φθορά. Η συντήρηση είναι εύκολη και τα ξέστρα του τυμπάνου δεν αλλάζουν εύκολα αν χρειαστεί.
ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΡΟΦΟΔΟΤΟΥΜΕΝΗΣ ΙΛΥΟΣ Το τύμπανο περιστρέφεται αντίθετα με τη φορά κίνησης του φορέα. Ο τρόπος κατασκευής των ξέστρων επιτρέπει το pelletizing ακόμη και σε υδαρείς και κολλώδεις λάσπες. Είναι ευαίσθητο στη σύσταση της αφυδατωμένης λάσπης. Κολλώδεις λάσπες μπορεί να το κολλήσουν καθώς η κατασκευή είναι ελαφριά. Ευαίσθητο σε κολλώδεις λάσπες. Η Αφυδατωμένη ιλύς πρέπει να είναι αρκετά στεγνή για να δημιουργήσει pellets. Ευαίσθητο σε κολλώδεις λάσπες. Η Αφυδατωμένη ιλύς πρέπει να είναι αρκετά στεγνή για να δημιουργήσει pellets.
ΜΕΓΙΣΤΟ ΠΑΧΟΣ ΙΛΥΟΣ Μπορεί να λειτουργήσει σε στρώμα ιλύος πάχους 40-45 cm σε πλάτος άνω των 11 μέτρων. Κατά συνέπεια αναδεύει πάνω από 4 m3 ιλύος ανά 10 m2 επιφάνειας του χώρου ξήρανσης ή άνω των 400 m3/h. Μπορεί να αναμοχλεύσει ιλύες σε πάχος 10-15 cm σε πλάτος περίπου 1 m. Συνολικά αναμοχλεύει λιγότερο από 50 m3/h. Μπορεί να αναμοχλεύσει ιλύες σε πάχος 10-15 cm σε πλάτος περίπου 1,5 m. Συνολικά αναμοχλεύει λιγότερο από 100 m3/h. Μπορεί να αναμοχλεύσει ιλύες σε πάχος 15-20 cm σε πλάτος άνω των 10 m. Συνολικά αναμοχλεύει λιγότερο από 200 m3/h.
ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΑΝΑΜΟΧΛΕΥΤΗ Μπορεί να κατασκευαστεί από βαμμένο χάλυβα, γαλβανισμένο χάλυβα, ανοξείδωτους χάλυβες ποιότητας AISI 304 και AISI 316. Κατασκευάζεται μόνο από ανοξείδωτο χάλυβα ποιότητας AISI 304. Κατασκευάζεται μόνο από ανοξείδωτο χάλυβα ποιότητας AISI 304. Κατασκευάζεται μόνο από ανοξείδωτο χάλυβα ποιότητας AISI 304.
PELLETIZING ΚΑΙ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΑΠΟΞΗΡΑΜΕΝΗΣ ΙΛΥΟΣ Μεταφέρει την αποξηραμένη ιλύ στο τέλος του χώρου ξήρανσης σε σωρούς μέχρι και πάνω από 80 cm. Η κοκκοποίηση της λάσπης γίνεται πιέζοντας τη λάσπη προς τα κάτω. Δεν μπορεί να αποθηκεύσει ή να αερίσει την αποξηραμένη λάσπη. Δεν μπορεί να αερίσει την αποξηραμένη λάσπη σε σωρούς άνω των 30 cm. Μπορεί να λειτουργήσει με σωρούς αφυδατωμένης ιλύος πάχους μέχρι 40-50 cm. Δεν μπορεί να αποθηκεύσει ή να αερίσει την αποξηραμένη λάσπη.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η ηλιακή ξήρανση είναι μια μέθοδος που ειδικά στην Ελλάδα μπορεί να έχει θετικό αντίκτυπο στο κόστος της διαχείρισης της περίσσειας αφυδατωμένης βιολογικής ιλύος σε Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ). Με τη μέθοδο αυτή είναι δυνατό αφυδατωμένες ιλύες με αρχική συγκέντρωση στερεών 25-30% να φτάσουν σε συγκεντρώσεις της τάξης του 70-80%, με αντιστρόφως ανάλογη μείωση του όγκου τους.

Ένα σύστημα ηλιακής ξήρανσης της ιλύος αποτελείται από λίγα σχετικά τμήματα, καθώς οι κτιριακές εγκαταστάσεις αφορούν μόνο ένα αεριζόμενο θερμοκήπιο, αλλά η καρδιά του συστήματος είναι το μηχάνημα αναμόχλευσης. Στην αγορά αυτή τη στιγμή υπάρχουν τέσσερις λύσεις από αντίστοιχους Ευρωπαίους κατασκευαστές, κάθε μια με τα προτερήματα και τα μειονεκτήματά της.

Προτείνεται οι ενδιαφερόμενοι και οι πιθανοί Τελικοί Χρήστες των τεχνολογιών αυτών να εξετάσουν τα συγκριτικά πλεονεκτήματα κάθε τεχνολογίας πριν καταλήξουν στη βέλτιστη λύση για τις ανάγκες τους.

Ειδικά για την τεχνολογία Wendewolf® της Γερμανικής iST, αυτή αντιπροσωπεύεται στην Ελλάδα από τον Όμιλο EUROMARKET ο οποίος μπορεί να δώσει όλη την απαιτούμενη πληροφόρηση και να καθοδηγήσει τους ενδιαφερόμενους στο σχεδιασμό της βέλτιστης τεχνικά και οικονομικά λύσης, που θα ταιριάζει ακριβώς στις ανάγκες τους.

Για περισσότερες πληροφορίες, τα στοιχεία επικοινωνίας είναι:

Δημοκρίτου 9, 19441 Βι. Πε. Κορωπίου Ατικής
Τηλ: + 30 210 7245642| + 30 210 6620259
Website: euromarket.com.gr
E-mail: [email protected]