Ύδρευση και Αποχέτευση στις Πόλεις του Μέλλοντος

Χ. Λασπίδου1 & Α.Ν. Αγγελάκης2

1Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

2Ένωση ΔΕΥΑ, Λάρισα

Θέματα Παρουσίασης

Εισαγωγή

Παρελθόν

Σήμερα

Προκλήσεις και Προοπτικές

Το Μέλλον

Τελικές σκέψεις

Εισαγωγή

Άριστον μεν ύδωρ,

Πίνδαρος, 522-438 π.Χ., Αρχαίος λυρικός ποιητής

Παρελθόν

“The past is the key for the future” Κινέζικο ρητό

Στην χώρα μας υπάρχει μια μακραίωνη ιστορία και παράδοση και μια βαριά κληρονομιά o Προϊστορική Ελλάδα, εποχή του χαλκού (Μινωική και

Μυκηναϊκή, 3300 π.Χ. – 1100 π.Χ.

o Αρχαϊκή Ελλάδα, 630 π.Χ. – 490 π.Χ.

o Κλασσική Ελλάδα, 490 π.Χ. – 323 π.Χ.

o Ελληνιστική Ελλάδα, 323 π.Χ. – 76 μ.Χ.

o Μεσαιωνική περίοδος (Βυζαντινή περίοδος, 330 – 1668 μ.Χ.)

o Οθωμανική περίοδος (1669 – 1898 μ.Χ.)

Σωλήνες υδροδότησης τη Μινωϊκή περίοδο

0.0

85

0.720.0650.1

7

0.0

25

Τμήμα κεντρικού αποχετευτικού δικτύου ανακτόρου της Φαιστού και μικρού ανακτόρου της Κνωσού

Τομή και κάτοψη τουαλέτας στο ισόγειο ανακτόρου της Κνωσού (Angelakis et al., 2005)

Το Ευπαλίνειο τούνελ (530-520 π.Χ.) στη Σάμο—2,8 km.

Το Ευπαλίνειο τούνελ: Αρχαϊκή εποχή (από Koutsoyiannis et al., 2005).

Spring (+57.60)

+220

Sea level

N 0 100 200 m0 100 200 m

Meeting point

North entrance

(inlet) South entrance (outlet)

SpringD

uct

Tunnel

Duct

N SA B

C

D

E

F

P

Q

+55.83 +55.26

City tank

Κλασική εποχή: Τμήμα του Πεισιστράτειου υδραγωγείου (546-527 π.Χ.) από έκθεση σε στάση μετρό στην Αθήνα.

Ευαγγελισμός

Σύνταγμα

Ελληνιστική περίοδος: Δεξαμενή αποθήκευσης νερού 1000 m3 μέσα σε βράχο στην αρχαία Ελεύθερνα Ρεθύμνου

Ρωμαϊκή περίοδος: same concept, larger size! Δεξαμενή αποθήκευσης νερού 3000 m3 στην Ρωμαϊκή πόλη Άπτερα Χανίων

Γενική άποψη Νυμφαίου στην αρχαία Ολυμπία μπροστά από το Βωμό του Ζευς

Ομβροδεξαμενή για υδροδότηση οικισμού Λασιθίου μέχρι τα μέσα του περασμένου αιώνα: Χρήση τέτοιων δεξαμενών σε αστικές περιοχές κατά τα πρότυπα των αρχαίων προκειμένου να αυξηθεί η διαθεσιμότητα του νερού και να βελτιωθεί η αντιπλημμυρική προστασία τους.

Σήμερα: Οι Υπηρεσίες Ύδρευσης και Αποχέτευσης στην Ελλάδα

Τις τελευταίες 10ετίες οι Υπηρεσίες Υδρευσης και Αποχέτευσης στην Ευρώπη και στην Ελλάδα, που μπορούν να χαρακτηριστούν ως μικρές οάσεις του αστικού χώρο.

Στην Ελλάδα (ΕΥΔΑΠ, ΕΥΑΘ και 140 ΔΕΥΑ) έχουν οργανωθεί σε σχετικά μικρά αλλά σε πολύ ευέλικτα σχήματα, στελεχώθηκαν με ικανά στελέχη, έκαναν επενδύσεις πάνω από 25 δισεκατ. €, ανέπτυξαν σύγχρονες τεχνολογίες, κατασκεύασαν και λειτουργούν έργα εφάμιλλα αυτών των πιο ανεπτυγμένων χωρών του δυτικού κόσμου.

Στοιχεία της EUREAU καταδεικνύουν ότι τα δίκτυα υδροδότησης, οι μονάδες επεξεργασίας υγρών αποβλήτων κι άλλες υποδομές προστασίας του αστικού περιβάλλοντος στην Ελλάδα, βρίσκονται σε πολύ υψηλό επίπεδο και αποτελούν τους κύριους διαχειριστές υδατικών πόρων και προστασίας του περιβάλλοντος σε αστικές περιοχές.

Σημασία των υψηλών υπηρεσιών Ύδρευσης Αποχέτευσης

o Η υψηλή ποιότητα του πόσιμου νερού και των εκροών των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων γενικά υπερτερούν ακόμη και αυτή πολλών άλλων χωρών της ΕΕ. Έτσι, το 100% περίπου του πληθυσμού της Χώρας υδροδοτείται με πόσιμο νερό υψηλής ποιότητας, το 90% των οικιών και άλλων εγκαταστάσεων είναι συνδεδεμένα με δίκτυα αποχέτευσης συνολικού μήκους που ξεπερνά τα 26,000 km (που σε ποσοστό 75% είναι χωριστά, δηλαδή ακαθάρτων και ομβρίων) και 75% του πληθυσμού εξυπηρετείται από πολύ καλά λειτουργούσες μονάδες επεξεργασίας υγρών αποβλήτων.

o Η συμβολή των ΔΕΥΑ στην προστασία του περιβάλλοντος είναι σημαντική. Χαρακτηριστικά είναι τα παραδείγματα αποκατάστασης του θαλάσσιου περιβάλλοντος σε παράκτιες αστικές περιοχές: αύξηση ακτών κολύμβησης και τίτλων "γαλάζιας σημαίας". 394 Ελληνικές ακτές και 9 μαρίνες κέρδισαν φέτος το διεθνές βραβείο ποιότητας“γαλάζια σημαία”

Λαμβανόμενα Μέτρα και Προγράμματα των ΔΕΥΑ για Εξοικονόμηση Νερού

Ανάπτυξη τεχνικών περιορισμού των απωλειών στα δίκτυα και άλλες εγκαταστάσεις.

Προώθηση της ανακύκλωσης και χρήσης μη συμβατικών πόρων.

Επιδίωξη διαχείρισης κυρίως της ζήτησης αντί αυτής της ανάπτυξης νέων υδατικών πόρων.

Καθιέρωση κλιμακωτού τιμολογίου. Ενημέρωση των καταναλωτών για λελογισμένη

κατανάλωση (καζανάκια, πλύσιμο αυτοκινήτων, κλπ) Προώθηση εισαγωγής σχετικών μαθημάτων σ’όλες στις

βαθμίδες της εκπαιδευτικής διαδικασίας σε συνεργασία με την εκπαιδευτική κοινότητα.

Προκλήσεις και Προοπτικές

Η αστικοποίηση σε επίπεδο πλανήτη φαίνεται ότι θα συνεχίσει να αυξάνει και το 2050 προβλέπεται ότι:

2 δισεκατ. Περισσότεροι άνθρωποι (~145,000 /d)

2/3 των χωρών θα βρίσκονται υπό καθεστώς σοβαρής ελλειμματικότητας νερού,

80-90% του πληθυσμού θα διαμένει και θα δραστηριοποιείται σε αστικές περιοχές

Ενεργεια και νερό ή νερό και ενέργεια είναι αλληλοσυνδεδεμένοι όροι

Κλιματική μεταβλητότητα (η αλλαγή)

Σημαντική αύξηση κίνδυνων από πλημμυρικά γεγονότα.

Παλαιότητα υποδομών Ύδρευσης και Αποχέτευσης (αντικατάσταση και εκσυγχρονισμός τους)

Οι περισσότερες πόλεις (κυρίως στο αναπτυσσόμενο κόσμο) έχουν περιορισμένη τεχνολογική και οικονομική δυνατότητα συντήρησης των συστηματων αποθήκευσης, επεξεργασίας και διανομής

Η Χώρα μας παρά τις κρίσεις, τις προκλήσεις και τις ευχές πολλών πιστεύεται ότι θα ακολουθήσει τη διεθνή τάση αστικοποίησης, με αποτέλεσμα η περαιτέρω ενδυνάμωση, μεγάθυμη και δραστηριοποίηση των Υπηρεσιών Ύδρευσης και Αποχέτευσης να θεωρείται δεδομένη.

Ανάπτυξη σε περισσότερες αναπτυσσόμενες χώρες

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1950 1970 1990 2010 2030 2050

Παγκόσμια χρήση νερού, ανά τομέα

Νερό – Ενέργεια – Τροφή: Μία ντελικάτη ισορροπία

Νερό – Ενέργεια: άρρηκτα συνδεδεμένοι όροι, the water-energy nexus

Το μέλλον: Προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπίσουμε Ανεπαρκής σχεδιασμός έργων

At 0.03 €/kWh Energy Efficiency was not an Issue. Example: Excessive Headloss (Energy Loss) at Primary Sedimentation Tank Weir

Κατανομή ενέργειας που χρησιμοποιείται σε συμβατικά συστήματα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων

>70% της ενέργειας καταναλώνεται στον αερισμό και στην προκαταρκτική διαχείριση της ιλύος

Ανάκτηση Ενέργειας

Εκτός από την ανάγκη εξοικονόμηση ενέργειας με καλύτερο σχεδιασμό μπορεί μελλοντικά να γίνει ανάκτηση ενέργειας και νερού από:

(α) τα στερεά των υγρών αποβλήτων τα οποία για ένα μέσης σύνθεσης υγρό απόβλητο (450 kg COD/1000 m3) περιέχει 450x13.5 MJ/ kg COD) = 6075 MJ/1000 m3 , δηλαδή τρείς με τέσσερις φορές περισσότερη ενέργεια απ' αυτή που απαιτείται (1,200 to 2,400 MJ/1000 m3) για δευτεροβάθμια επεξεργασία του—μικροβιακές κυψελίδες καυσίμων

(β) με αντλίες θερμότητας Συμπέρασμα: τα υγρά απόβλητα να συμπεριληφθούν στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, που πιθανόν θα βελτιώσει τις βασικές αρχές διαχείρισης τους

Ενεργειακό δυναμικό υγρών αποβλήτων

Συστατικό μονάδα τιμή

Wastewater, heat basis MJ/10°C•103

m3

41,900

Wastewater, COD basis MJ/kg COD 12 - 15

Primary sludge, dry MJ/kg TSS 15 - 15.9

Secondary biosolids, dry MJ/kg TSS 12.4 - 13.5

Ανάκτηση θερμότητας από αποχετευτικά δίκτυα με ειδικές αντλίες θερμότητας

FALSE CREEK ENERGY CENTER

SOURCE : City of Vancouver, Sustainability website retrieved from

http://vancouver.ca/sustainability/neuTechnology.htm

Ενέργεια στα υγρά απόβλητα

Energy required for secondary wastewater treatment

1,200 to 2,400 MJ/1000 m3

Energy available in wastewater for treatment (assume COD = 450 kg/1000m3)

(450 kg COD/1000 m3) (13.5 MJ/ kg COD) = 6075 MJ/1000 m3.

Energy available in wastewater is 2 to 4 times the amount required for treatment

Θρεπτικά και οργανικά σε ίχνη σε αστικά υγρά απόβλητα: Η περίπτωση διαχωρισμού ούρων

Διαχωρισμός των ούρων που περιέχουν το 75% των θρεπτικών, απο τα υπόλοιπα ακάθαρτα στην πηγή με κατάλληλες τουαλέτες, που ήδη χρησιμοποιούνται στην Ελβετία κι’αλλού.

Δυνατότητα χρήσης υφιστάμενων αποχετευτικών συστημάτων για χωριστή συλλογή ούρων

Πράσινες πόλεις (Philadelphia, USA)

Καλύτερη δυνατή προσαρμογή στο φυσικό κύκλο του νερού (περισσότερο πράσινο, πράσινες στέγες, χρήση παραδοσιακών πρακτικών για τη θωράκιση της λεκάνης απορροής και την προστασία από πλημμύρες

Αποκεντρωμένα vs. Συγκεντρωμένα Συστήματα Ύδρευσης-Αποχέτευσης

Αύξηση αστικοποίησης επιβάλλει όλο και περισσότερα αποκεντρωμένα συστήματα

• Onsite wastewater treatment and reuse system

• 27-story residential building

• 293 rental apartments

• Located in the Battery Park City in

southwest Manhattan

Παράδειγμα μελλοντικού αποκεντρωμένου συστήματος σε κατοικία

Παράδειγμα αποκεντρωμένου συστήματος οικισμού (Upland, CA operational for 25 years)

Courtesy D. Ripley

Τελικές Σκέψεις Οι Αρχαίοι Έλληνες «Μηχανικοί» είχαν βασικές γνώσεις υδραυλικής,

αειφορίας, προστασίας του περιβάλλοντος και υγειονολογίας (ροής υγρών, σίφωνος και άλλων) από τη Μινωική περίοδο.

Η εξέλιξη των τεχνολογιών αυτών στη διάρκεια της μακραίωνης ιστορίας της Ελλάδας με αποκορύφωση της την Κλασσική και Ελληνιστική περίοδο δεν ήταν γραμμική χαρακτηρίζεται από ασυνέχειες και παλινδρομήσεις κυρίως κατά τη διάρκεια των σκοτεινών περιόδων.

Υπηρεσίες Ύδρευσης και Αποχέτευσης στην Ευρώπη και στην Ελλάδα, που μπορούν να χαρακτηριστούν ως μικρές οάσεις του αστικού χώρο.

Αύξηση πληθυσμιακής πυκνότητας σημαίνει και μείωση της μονάδας κόστους των υποδομών (δίκτυα, μονάδες επεξεργασίας, κ.α.)?

Ασφάλεια δικτύων και άλλων υποδομών. Με τη χρήση και εφαρμογή νέων ιδεών, τεχνολογιών και διεργασιών τa υγρά

απόβλητα μπορούν να θεωρηθούν ως ανανεώσιμη και ανακτήσιμη πηγή κυρίως ενέργειας και νερού.

Η μελλοντική αύξηση της αστικοποίησης συνεπάγεται σημαντική αύξηση κίνδυνων από πλημμύρισα γεγονότα και μείωση της διαθεσιμότητας υδατικών πόρων. Μέτρα όπως:

(α) Κατασκευή ομβροδεξαμενών (β) Επαναχρησιμοποίηση εκροών απόβλητων (γ) Περιορισμός απωλειών (μη τιμολογήσιμων υπηρεσιών)

Τελικό Μήνυμα

"The problems of the world cannot possibly be solved by skeptics or

cynics whose horizons are limited by the obvious realities. We need

people who can dream of things that never were."

John F. Kennedy

Ευχαριστώ για την προσοχή σας!

«Κρήτη που με το κλίμα σου Θεούς κι ανθρώπους τέρπεις, και με τα γάργαρα νερά νεράιδες ανατρέφεις»

info@a-angelakis.gr www/a-ngelakis.gr