Η αύξηση του αστικού πληθυσμού αναμένεται να οδηγήσει σε αύξηση της παραγωγής υγρών αστικών αποβλήτων έως και 24% μέχρι το 2030, θέτοντας κινδύνους στην υδρόβια ζωή και το περιβάλλον. Η επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων αστικών λυμάτων είναι ζωτικής σημασίας για τον μετριασμό του αντίκτυπου της αστικοποίησης.
Η βιωσιμότητα των εφαρμογών επαναχρησιμοποίησης επιτυγχάνεται μέσω της κυκλικής οικονομίας, η οποία στοχεύει στην αποδοτικότητα των πόρων, αποφέροντας έως και τετραπλάσιο πλούτο από τους ίδιους πόρους σε σύγκριση με το μοντέλο γραμμικής οικονομίας. Στο πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας, η Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) έχει θέσει ως στόχους την ανάκτηση 65% των οικιακών απορριμμάτων έως το 2035. Η υιοθέτηση της κυκλικότητας θα ενισχύσει το ΑΕΠ της ΕΕ κατά 0,5% με συνεπαγόμενη δημιουργία 700.000 θέσεων εργασίας. Η ελληνική νομοθεσία ενσωματώνει τους ευρωπαϊκούς κανονισμούς για την επαναχρησιμοποίηση των αστικών υγρών αποβλήτων, δίνοντας έμφαση στη διατήρηση των υδατικών πόρων και προσδιορίζοντας πρότυπα ποιότητας του ανακυκλωμένου νερού.
Καθώς τα αστικά λύματα αποτελούνται κυρίως από νερό, οι τεχνολογίες ανάκτησης νερού καθίστανται οι σημαντικότερες από όλες. Οι προηγμένες θεραπείες, όπως το φιλτράρισμα, η απολύμανση και οι προηγμένες διαδικασίες οξείδωσης, είναι απαραίτητες για την αφαίρεση του BOD, των TSS και των μικρορύπων. Επιπλέον, εν μέσω μιας προβλεπόμενης αύξησης της παγκόσμιας ζήτησης ενέργειας κατά 50% από το 2010 έως το 2040, είναι ζωτικής σημασίας και οι τεχνολογίες ανάκτησης ενέργειας. Ανάμεσα τους είναι οι τεχνολογίες ενεργειακής αξιοποίησης των λυμάτων, με κυριότερη την αναερόβια χώνευση ιλύος. Οι κρίσιμες διεργασίες επεξεργασίας νερού μετατρέπουν αποτελεσματικά τη βιομάζα σε αέριο μείγμα. Η αποτέφρωση ιλύος αποδίδει CO2, νερό, τέφρα και θερμική ενέργεια, με την τέφρα να χρησιμοποιείται για οικοδομικά υλικά και τη θερμότητα να μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Άλλες τεχνολογίες ανάκτησης πόρων είναι τα βιοηλεκτροχημικά συστήματα, οι αντλίες θερμότητας και οι τεχνολογίες υδροηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος, σημαντικές είναι και οι τεχνολογίες ανάκτησης λιπασμάτων με εξαγωγή πολύτιμου αζώτου και φωσφόρου. Σε αυτή την περίπτωση, η ανάκτηση στρουβίτη προσφέρει εξοικονόμηση κόστους στη διαχείριση ιλύος, μείωση όγκου και πρόληψη απόφραξης.
Η Οδηγία UWWTD της ΕΕ θέτει ως στόχο τη μείωση της ρύπανσης των υδάτων κατά 365.000 τόνους έως το 2040, σε σύγκριση με τα επίπεδα του 1990. Τον Νοέμβριο του 2021, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Περιβάλλοντος ανέφερε ότι το 82% των υγρών αστικών αποβλήτων της Ευρώπης υφίσταται συλλογή και επεξεργασία. Μεταξύ των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ), το 70% εκτελεί βιολογική επεξεργασία με αφαίρεση αζώτου ή/και φωσφόρου, το 28% χρησιμοποιεί βασική βιολογική επεξεργασία και το 2% βασίζεται αποκλειστικά στην πρωτογενή επεξεργασία. Στην Ελλάδα, υπάρχουν 232 EΕΛ, με το 87% να χρησιμοποιεί βιολογική επεξεργασία με αφαίρεση αζώτου ή/και φωσφόρου και το υπόλοιπο 13% να χρησιμοποιεί βασική βιολογική επεξεργασία. Στην ΕΕ, τα στοιχεία του 2018 αποκαλύπτουν ότι παρήχθησαν πάνω από 6,3 εκατομμύρια τόνοι βιοστερεών, με το 61,1% να επαναχρησιμοποιείται στη γεωργία, το 7,5% να οδηγείται σε υγειονομική ταφή, το 19,4% να αποτεφρώνεται και το 11,7% να απορρίπτεται με άλλο τρόπο. Ωστόσο, οι επιδόσεις της Ελλάδας το 2018 έδειξαν ότι μόνο το 9,9% της ιλύος αστικών λυμάτων επαναχρησιμοποιήθηκε στη γεωργία, με το 35,7% να αποστέλλεται σε χώρους υγειονομικής ταφής, το 36,5% να αποτεφρώνεται και το 18% να κατανέμεται διαφορετικά. Τέλος, η Ελλάδα επαναχρησιμοποιεί μόνο το 2% των επεξεργασμένων αστικών λυμάτων της, κυρίως για γεωργική άρδευση.
Η επιστημονική έρευνα έχει παρουσιάσει στοιχεία από την επαναχρησιμοποίηση νερού στις μεσογειακές χώρες, στην Ελλάδα και την Περιφέρεια Δυτικής Ελλάδος (ΠΔΕ). Όπως επισημάνθηκε, στην ΕΕ, η Νότια Ευρώπη είναι η περιοχή που αντιμετωπίζει υψηλή υδατική καταπόνηση με περίπου το 30% του πληθυσμού της να ζει σε τέτοιες συνθήκες. Παρόλα αυτά, τα στοιχεία αναδεικνύουν ότι οι ποσότητες ανακτημένου νερού στη Γαλλία, την Ιταλία, την Ελλάδα και την Κύπρο, είναι περιορισμένες, με εξαίρεση την Ισπανία. Τέλος, επικεντρώνοντας στην ΠΔΕ, επισημαίνεται ότι ένα σημαντικό μέρος του ετήσιου συνολικού όγκου των υδατικών απαιτήσεων για άρδευση στην Αιτωλοακαρνανία θα μπορούσε να καλυφθεί από τα επεξεργασμένα λυμάτων των ΕΕΛ της περιοχής.
The growth of urban population is expected to increase the production of urban wastewater up to 24% by 2030, posing risks to aquatic life and the environment. The reuse of treated municipal wastewater is essential to mitigate the impact of urbanization. The sustainability of reuse applications is achieved through circular economy, which aims to optimize resource use, generating up to four times the wealth from the same resources compared to the linear economy model. Within the framework of the European Green Deal, the European Union (EU) has set a target of recycling 65% of household waste by 2035. The circularity is expected to boost the EU's GDP by 0.5%, resulting in the creation of 700,000 jobs. Greek legislation incorporates the EU regulations on the reuse of urban wastewater, with an emphasis on the protection of water resources and the definition of quality standards for recycled water.
As urban wastewater is mainly composed of water, water recovery technologies become the most important of all. Advanced treatments such as filtration, disinfection, and advanced oxidation processes are essential for the removal of BOD, TSS, and micropollutants. In addition, in the midst of a projected increase in global energy demand by 50% from 2010 to 2040, energy recovery technologies are also essential. Among them are wastewater fuel recovery technologies, with anaerobic digestion of sludge being the most important. Critical water treatment processes effectively convert biomass into a gaseous mixture. Alternatively, sludge incineration yields CO2, water, ash, and thermal energy, with ash being used for construction materials and heat being converted into electricity. Other resource recovery technologies include bioelectrochemical systems, heat-pump systems, and hydropower technologies. Finally, fertilizer recovery technologies are also important, with the extraction of valuable nitrogen and phosphorus. In this case, the recovery of struvite offers cost savings in sludge management, volume reduction, and blockage prevention.
The EU's UWWTD Directive aims to reduce water pollution by 365,000 tonnes by 2040 compared to 1990 levels. In November 2021, the European Environment Agency reported that 82% of Europe's urban wastewater is collected and treated. Wastewater treatment plants (WWTPs), perform biological treatment with nitrogen or/and phosphorus removal at 70%, 28% use basic biological treatment, and 2% rely solely on primary treatment. In Greece, there are 232 WWTPs, with 87% using biological treatment with nitrogen or/and phosphorus removal and the remaining 13% using basic biological treatment. In the EU, 2018 data reveals that over 6.3 million tonnes of biosolids were produced, with 61.1% being reused in agriculture, 7.5% being sent to landfill, 19.4% being incinerated, and 11.7% being disposed of in other ways. However, Greece's performance in 2018 showed that only 9.9% of urban wastewater sludge was reused in agriculture, with 35.7% being sent to landfill, 36.5% being incinerated, and 18% being disposed of in other ways. Finally, Greece reuses only 2% of its treated urban wastewater, mainly for agricultural irrigation.
Scientific research has also provided evidence of water reuse in Mediterranean countries, Greece, and the Region of Western Greece (PDE). As noted, Southern Europe is the region in the EU that faces high water stress, with about 30% of its population living in such conditions. However, data show that the quantities of reclaimed water in France, Italy, Greece, and Cyprus are limited, with the exception of Spain. Finally, focusing on the Region of Wester Greece, it is noted that a significant portion of the annual total volume of water requirements for irrigation in Aitoloakarnania could be covered by the treated wastewater of the WWTPs in the area.
Επαναχρησιμοποίηση Υγρών Αστικών Αποβλήτων και Βιοστερεών