Διαχείριση βιοστερεών από μονάδες επεξεργασίας υγρών αποβλήτων
Creators: name: Κοσμίδου, Αντιγόνη Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Bιοστερεά
Eφαρμογή στη γεωργία
Eκτίμηση της τοξικότητας
Biosolids
Land application
Evaluation of toxicity

description: Η αυξανόμενη σημασία της κατεργασίας των υγρών αποβλήτων πριν την επιστροφή τους στους υδατικούς πόρους έχει ως αποτέλεσμα 1) πολύ μεγάλη αύξηση στην ποσότητα και βελτίωση της ποιότητας της ιλύος που προκύπτει από τη διαδικασία επεξεργασίας, με απομάκρυνση περισσότερων ρυπαντών και 2) μεγαλύτερη προσπάθεια προς την κατεύθυνση της επαναχρησιμοποίησης και ανακύκλωσης της ιλύος, σε αντίθεση με την εναπόθεσή της (πχ ΧΥΤΑ, αποτέφρωση). Η διάθεση της ιλύος αποτελεί σημαντικό περιβαλλοντικό ζήτημα, καθώς εμπεριέχει ρυπαντές που μπορεί να προκαλέσουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Για το λόγο αυτό, είναι επιτακτική η ανάγκη να αναπτυχθούν και να βελτιστοποιηθούν λύσεις για την ορθή διαχείριση και τη διάθεσή της με περιβαλλοντικά αποδεκτό τρόπο. Η κατάλληλη επεξεργασία της ιλύος οδηγεί στην παραγωγή των βιοστερεών, τα οποία αποτελούν τα οργανικά κατάλοιπα της επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων. Η χρησιμοποίηση των βιοστερεών στη γεωργία, για λίπανση των αγροτικών καλλιεργειών και βελτίωση των ιδιοτήτων του εδάφους, αποτελεί μια διαδεδομένη λύση, που προτείνεται και από την Ευρωπαϊκή νομοθεσία (86/278/ΕΟΚ). Τα βιοστερεά περιέχουν οργανικά και θρεπτικά συστατικά που μπορούν να εμπλουτίσουν αποτελεσματικά το έδαφος. Εντούτοις, πρέπει να πληρούνται συγκεκριμένες προδιαγραφές, καθώς τοξικοί ρύποι μπορεί να απελευθερωθούν από μερικώς κατεργασμένα βιοστερεά υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Στόχος της έρευνας που έγινε στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη της τοξικότητας από μίγματα δύο ειδών επεξεργασμένων βιοστερεών (αφυδατωμένη και ασβεστοποιημένη ιλύς) με αμμώδες χώμα. Η δειγματοληψία έγινε από γεωργική έκταση με αμμώδες έδαφος, η οποία ιστορικά έχει εμπλουτιστεί με βιοστερεά. Επιπλέον, σκοπός της έρευνας είναι η μελέτη και ο χαρακτηρισμός επιλεγμένων κατεργασμένων βιοστερεών (αφυδατωμένη ιλύς) ως προς το οικοτοξικολογικό τους δυναμικό. Για την εκτίμηση της «συνολικής» επικινδυνότητας που προκαλείται από την εφαρμογή της ιλύος στο έδαφος, έγινε συνδυασμός εύχρηστων και οικονομικών φυσικοχημικών μεθόδων με δοκιμές τοξικότητας (βιοδοκιμές). Αρχικά, τα δείγματα υποβλήθηκαν σε δύο διαφορετικές μεθόδους (δοκιμές) έκπλυσης, τη στατική μέθοδο ενός σταδίου EN 12457-2 και τη δοκιμή διαθεσιμότητας NEN 7341. Στη συνέχεια, στα υγρά των εκπλύσεων μετρήθηκαν βασικές φυσικοχημικές παράμετροι, οι οποίες είναι: pH, ηλεκτρική αγωγιμότητα (ΕC), νιτρικά, νιτρώδη και ολικός οργανικός άνθρακας (TOC). Ακόμη, δύο υδρόβιοι οργανισμοί, η Daphnia magna και το Vibrio fischeri εκτέθηκαν στα υγρά των εκπλύσεων και καταγράφηκε το ποσοστό θνησιμότητας (ακινητοποίησης) και το ποσοστό αναστολής της βιοφωταύγειας αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα της έρευνας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση δεδομένων για τη μελέτη των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τη διάθεση των βιοστερεών στο έδαφος και να βοηθήσουν στην κατηγοριοποίηση των παραμέτρων εκείνων που μπορεί να προκαλέσουν συνεργιστικά τοξικές δράσεις
description: The growing importance of treating wastewater before returning it to natural waters has led to 1) a vast increase of the quantity and improvement of the quality of sludge resulting from the treatment of wastewater, with a greater amount of pollutants removed during the treatment process and 2) a greater effort towards the reuse and recycling of the sludge as opposed to disposal (e.g. landfilling, incineration). Sludge disposal poses a major environmental issue, as it contains pollutants that can have serious environmental impacts. Therefore, the development and optimization of solutions for its proper management and environmentally safe disposal is of the utmost importance. Proper sludge treatment result in the production of biosolids, which constitute the organic residue that is generated from wastewater treatment process. More recently, options for the use of biosolids for beneficial purposes have been explored. Using biosolids in agriculture, for fertilization and improvement of soil properties, may be a promising solution, which is also suggested by European Legislation. Since 1986, land application of sewage sludge within the European Union has been governed by Council Directive No. 86/278/EEC. Biosolids are rich in organic matter and nutrients that can effectively enrich the soil. However, certain requirements have to be met, as toxic pollutants may be released by partially treated biosolids, under certain conditions. The objective of the research conducted for the present dissertation is the evaluation of toxicity in mixtures of two types of treated biosolids (dewatered and lime-stabilized sludge) with sandy soil. The sampling was done in agricultural land with sandy soil, which was historically enriched with biosolids. Additionally, another purpose of this research is the study and characterization in terms of ecotoxicologic potential, of selected samples of treated biosolids (dewatered sludge). To assess the “total risk” caused by land application, a combination of practical and cost-effective physicochemical methods and toxicity tests (bioassays) was used. Firstly, the samples were subjected to two methods of leaching, the static, one-step method EN 12457-2 and the availability test NEN 7341, and main physicochemical parameters were measured in the leachates. These parameters are: pH, Electrical Conductivity (EC), BOD, nitrites, nitrates and TOC. Moreover, two aquatic organisms, Daphnia magna and Vibrio fischeri were exposed to the leachates and mortality/immobilization and bioluminescence inhibition rates were monitored respectively. The results of this research may be a useful database for the evaluation of environmental impacts due to land application of biosolids and help in classification of the factors that can cause joint toxic effects