title: Ενεργειακή αξιολόγηση εγκαταστάσεων επεξεργασίας υγρών αστικών αποβλήτων στην Ελλάδα
Creators: name: Σιατου Αλεξανδρα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2018

description: Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να διερευνηθεί η ενεργειακή κατανομή (%) στα στάδια και στις διεργασίες των Εγκαταστάσεων Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ) στην Ελλάδα και να εκτιμηθεί η καταναλισκόμενη ενέργεια ανά κυβικό εισερχόμενων λυμάτων (kWh/m3) των εγκαταστάσεων αυτών. Το κύριο αντικείμενο της εργασίας είναι η συγκριτική αξιολόγηση της ενεργειακής κατανάλωσης των ΕΕΛ που λειτουργούν σε πόλεις της Ελλάδος με εξυπηρετούμενο ισοδύναμο πληθυσμό (ιπ) από 200 έως 56.000 ισοδύναμους κατοίκους (ικ) και εισερχόμενη παροχή από 200 έως 37.000 m3/d.

Αρχικά, για την συγγραφή του θεωρητικού μέρους, επιχειρήθηκε μια εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση γύρω από τα στάδια και τις διεργασίες επεξεργασίας που συναντώνται συνήθως σε μια ΕΕΛ, τις ενεργειακές ανάγκες των ΕΕΛ παγκοσμίως, τη χρήση των ενεργειακών πόρων και του ενεργειακού κόστους μιας ΕΕΛ, τις μεθόδους συγκριτικής αξιολόγησης, καθώς και τη μεθοδολογία η οποία εφαρμόστηκε στην εργασία, και έγινε μια γενική παρουσίαση των υπό εξέταση εγκαταστάσεων. Η έρευνα έγινε κυρίως σε μηχανές αναζήτησης του διαδικτύου χρησιμοποιώντας διάφορους συνδυασμούς ελληνικών και αγγλικών λέξεων-κλειδιών. Οι βιβλιογραφικές πηγές ήταν α) βιβλία σε έντυπη και ηλεκτρονική μορφή, β) άρθρα επιστημονικών περιοδικών, γ) άρθρα διάφορων ιστοσελίδων όπως αυτές του Υπουργείου Περιβάλλοντος & Ενέργειας (ΥΠΕΚΑ), δ) η Εθνική Βάση Δεδομένων των Εγκαταστάσεων Επεξεργασίας Λυμάτων της Ειδικής Γραμματείας Υδάτων, ε) παρουσιάσεις και σημειώσεις μαθημάτων, στ) τεχνικές εκθέσεις, ζ) Νόμοι και Οδηγίες, καθώς και η) διπλωματικές εργασίες.

Στη συνέχεια, με χρήση ερωτηματολογίου (βλ. Παράρτημα Ι) συλλέχθηκαν ποσοτικά δεδομένα σχετικά με τα στοιχεία λειτουργίας, ενεργειακής κατανάλωσης και ενεργειακού κόστους είκοσι δύο (22) εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων της Ελλάδος [Αγίου Νικολάου Κρήτης, Αμύνταιου, Ελασσόνας, Ελούντας, Θάσου, Θήβας, Καρδίτσας, Καρλοβασίου, Κρούστας, Λαμίας, Λαυρίου, Λιμνών, Λιτόχωρου, Μάρπησσας, Μονεμβασιάς, Νάουσας (Πάρου), Νέας Κυδωνίας Κρήτης, Παροικιάς, Πρίνας, Φαρσάλων, Φλώρινας, Χρυσούπολης]. Το ερωτηματολόγιο αποστάλθηκε ηλεκτρονικά σε περισσότερους από εκατό (100) ερωτώμενους, κατόπιν τηλεφωνικής επικοινωνίας της φοιτήτριας με την πλειοψηφία των υπεύθυνων λειτουργίας των ΕΕΛ της χώρας. Οι ερωτήσεις του ερωτηματολογίου ήταν ανοικτού και κλειστού τύπου, ή και συνδυασμός αυτών. Έπειτα, έγινε επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων αυτών μέσω του προγράμματος λογιστικών φύλλων Microsoft Excel και παρουσίασή τους σε πίνακες και διαγράμματα, ώστε τελικά να σχηματιστεί μια γενική εικόνα σχετικά με την ποσοστιαία ενεργειακή κατανομή (%) στα στάδια επεξεργασίας λυμάτων και παραγόμενης ιλύος, καθώς και την καταναλισκόμενη ενέργεια ανά κυβικό μέτρο εισερχόμενων λυμάτων (kWh/m3) των υπό εξέταση εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων.

Σε γενικές γραμμές, από την περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων, προκύπτει ότι:
-	Ο μέσος όρος της καταναλισκόμενης ενέργειας ανά κυβικό μέτρο εισερχόμενων λυμάτων είναι PI1 = 0,862 ± 0,370 kWh/m3, ενώ αναμένεται το 68,0% των μετρήσεων να βρίσκονται μεταξύ 0,312 και 1,359 kWh/m3.
-	Ο μέσος όρος της ημερήσιας καταναλισκόμενης ενέργειας ανά κάτοικο είναι PI2 = 0,159 ± 0,069 kWh/pe-day, ενώ αναμένεται το 68,0% των μετρήσεων να βρίσκονται μεταξύ 0,059 και 0,259 kWh/pe-day.
-	Ο μέσος όρος της ημερήσιας παροχής ανά κάτοικο είναι PI3 = 0,215 ± 0,008 m3/pe-day, ενώ αναμένεται το 68,0% των μετρήσεων να βρίσκονται μεταξύ 0,105 και 0,326 m3/pe-day.
-	Ο μέσος όρος του ενεργειακού κόστους, όπως προέκυψε από την επεξεργασία των δεδομένων των εξεταζόμενων ΕΕΛ, είναι PI4 = 0,140 ± 0,032 €/kWh, ενώ αναμένεται το 99,7% των μετρήσεων να βρίσκονται μεταξύ 0,006 και 0,273 €/kWh.
	Ο μέσος όρος του ημερήσιου ενεργειακού κόστους ανά κάτοικο είναι PI5 = 0,025 ± 0,013 €/pe-day, ενώ αναμένεται το 68,0% των μετρήσεων να βρίσκονται μεταξύ 0,006 και 0,044 €/pe-day.
-	Το ποσοστό της κατανάλωσης στη βιολογική βαθμίδα βάσει των δεδομένων λειτουργίας είναι 84,6% επί της συνολικής κατανάλωσης και το ποσοστό που αντιστοιχεί στο σύστημα αερισμού είναι 77,0% επί της συνολικής απαιτούμενης ενέργειας, το οποίο ποσοστό βρίσκεται στο ανώτερο αναμενόμενο όριο. 
-	Η μέση κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας ανά κυβικό μέτρο εισερχόμενου λύματος σε εγκαταστάσεις με Οξειδωτική τάφρο (0,687 ± 0,344 kWh/m3) είναι μικρότερη από εκείνη στις εγκαταστάσεις με δεξαμενές Πλήρους μείξης (0,836 ± 0,129 kWh/m3), η οποία με τη σειρά της είναι μικρότερη εκείνης σε ΕΕΛ με δεξαμενές Εμβολικής ροής (1,187 ± 0,621 kWh/m3).

Λέξεις-κλειδιά: «εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων», «ΕΕΛ», «βιολογικός καθαρισμός», «κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας», «ενεργειακή απόδοση», «ενεργειακός έλεγχος», «ενεργειακή αξιολόγηση»
description: The purpose of this diploma thesis is to investigate the energy distribution (%) in the stages and processes of the wastewater treatment plants (WWTPs) and to estimate the energy consumption per cubic meter of incoming wastewater (kWh/m3) of the WWTPs in Greece. The main scope of this study is the comparative evaluation of the energy consumption of 22 WWTPs in Greece with operational capacity within the range of 200 pe and 56.000 pe and incoming wastewater flow rate of 200 m3/day up to 37,000 m3/d.

The thesis starts with an extensive literature review on the stages and the processes commonly encountered in the WWTPs, the energy needs of WWTPs worldwide, the use of energy resources and the energy costs of WWTPs and the methodology applied to this study and continues with a general presentation of the examined WWTPs. The research was mainly conducted on internet search engines with the use of various combinations of Greek and English keywords. The bibliographic sources were a) books in printed and electronic form, b) articles of scientific journals, c) articles from various websites such as the website of Ministry of Environment and Energy, d) the National Database of Sewage Treatment Plants, e) presentations and lesson notes, f) technical reports, g) Laws and Guidelines and h) other thesis. Following that, data regarding operation, energy consumption and energy costs were collected from 22 WWTPs located throughout Greece with a questionnaire. The questionnaire was sent by email to more than 100 WWTPs, following the student's verbal communication with the majority of the WWTPs operators. The type of the questionnaire questions were open and closed or a combination of them both. Thereafter, those data were processed and analyzed to give an overview of the energy distribution (%) in the sewage and sludge treatment stages, as well as the energy consumption per cubic meter of incoming wastewater (kWh/m3) of the examined WWTPs.

Analysis of the collected data indicated that 
-	The average energy consumption per cubic meter of incoming wastewater is PI1 = 0,862 ± 0,370 kWh/ m3, while the 68,0% of the measurements are expected to be found between 0.312 and 1.359 kWh/ m3.
-	The average energy consumption per person per day is PI2 = 0,159 ± 0,069 kWh/ pe-day, while the 68,0% of the measurements are expected to be found between 0,059 και 0,259 kWh/ pe-day.
-	The average cubic meter of wastewater per person per day is PI3 = 0,215 ± 0,008 m3/ pe-day, while the 68,0% of the measurements are expected to be found between 0,105 και 0,326 m3/ pe-day.
-	The average energy cost is PI4 = 0,140 ± 0,032 €/ kWh, while the 99,7% of the measurements are expected to be found between 0,006 και 0,273 €/ kWh.
-	The average daily energy cost per person is PI5 = 0,025 ± 0,013 €/ pe-day, while the 68,0% of the measurements are expected to be found between 0,006 και 0,044 €/ pe-day.
-	The percentage of energy consumption in secondary treatment is 84.6% of total energy consumption and the percentage corresponding to the aeration tank is 77.0% of the total required energy, which is at the upper limit.

Keywords: “wastewater treatment plants”, “WWTP”, “energy consumption”, “energy efficiency”, “energy assessment”, “energy evaluation”