We wrześniu 2014 r. zespół ekspertów będących autorami niniejszego opracowania podpisał z GDOŚ umowę na wykonanie ?Ekspertyzy, która będzie stanowić materiał bazowy do opracowania strategii postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2014-2020?.

Do dyspozycji autorów (prof. dr. hab. inż. Januarego Bienia, prof. dr hab. inż. Małgorzaty Kacprzak, prof. nz. dr. hab. inż. Tomasza Kamizeli, prof. nz. dr. hab. inż. Mariusza Kowalczyka, prof. nz. dr hab. inż. Ewy Neczaj, prof. nz. dr hab. inż. Katarzyny Westalskiej ? Politechnika Częstochowska, prof. dr. hab. Marka Górskiego ? Uniwersytet Szczeciński; prof. nz. dr. hab. inż. Marka Gromca ? Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania, Warszawa; dr. hab. inż. Tadeusz Pająka ? AGH Kraków) MŚ przekazało wyniki zebranych z 2196 gmin ankiet, w których znalazły się informacje dotyczące ilości i jakości wytwarzanych w oczyszczalniach osadów ściekowych.

Nazewnictwo

Ekspertyzę rozpoczyna rozdział ?Przegląd funkcjonujących definicji i pojęć w zakresie problematyki komunalnych osadów ściekowych?. Omówiono w nim akty prawne UE oraz prawa krajowego dotyczące problematyki osadów ściekowych zarówno w kontekście oczyszczania ścieków, jak i późniejszych procesów przetwarzania osadów oraz ich końcowego zagospodarowania. Autorzy przytoczyli podstawowe definicje dotyczące gospodarki osadowej funkcjonujące w literaturze specjalistycznej i zwrócili uwagę na konieczność ujednolicenia niektórych z nich, takich jak: ścieki komunalne, ścieki o składzie zbliżonym do składu, komunalne osady ściekowe, proces stabilizacji osadów, osady ustabilizowane, osady surowe (nieustabilizowane), osady poddane procesom przeróbki, a także osady przetworzone.

Dobre praktyki

Rozdział ?Charakterystyka stosowanych i możliwych do zastosowania w Polsce technologii dotyczących gospodarki komunalnymi osadami ściekowymi? autorzy rozpoczynają
od rozważań dotyczących dobrych praktyk w zakresie komunalnych osadów ściekowych. Jako przykłady nowoczesnych i innowacyjnych działań podają: minimalizację ilości wytwarzanych osadów, udoskonalanie linii technologicznych przeróbki osadów przez: intensyfikację procesu stabilizacji beztlenowej (zastosowanie procesów dezintegracji, maksymalizacja produkcji biogazu i jego wykorzystanie), intensyfikację procesów końcowego odwadniania osadów, wdrażanie metod termicznej przeróbki osadów, rozwiązanie problemu wód osadowych.

Autorzy zwracają uwagę, że w obliczu zbliżającego się zakazu składowania osadów nieprzetworzonych jedynymi możliwościami ich końcowego zagospodarowania stają się termiczne przekształcanie lub przyrodnicze wykorzystanie.

Biogazownie

W rozdziale ?Analiza możliwości wykorzystania komunalnych osadów ściekowych
w biogazowniach? zwrócono uwagę na fakt, że potencjał energetyczny obecnie produkowanych osadów w Polsce w ramach wykorzystania tylko w kogeneracji jest szacowany na ok. 1500 GWh/rok energii elektrycznej, a po zakończeniu realizacji KPOŚK może wzrosnąć do poziomu powyżej 3000 GWh/rok. Ekspertyza pisana była jeszcze przed przyjęciem ustawy o OZE (Ustawa z 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii ? DzU z 2015 r. poz. 478), dlatego też autorzy mogli tylko przewidywać, że ta ustawa będzie szansą na rozwój technologii fermentacji i wykorzystania osadów do produkcji biogazu. Biorąc pod uwagę fakt, że zwykle przyjmuje się, że nie jest ekonomicznie uzasadnione wykorzystanie fermentacji metanowej do stabilizacji osadów ściekowych w oczyszczalniach o wydajności poniżej 20 000 RLM, autorzy uznali, że produkcja biogazu z osadów mogłaby być prowadzona jeszcze w przynajmniej 180 oczyszczalniach na terenie kraju. A sam proces fermentacji metanowej można zintensyfikować, stosując np. wstępną dezintegrację osadów (przy udziale dezintegracji ultradźwiękowej) lub odpowiednim doborem kosubstratów (np. odpadów biodegradowalnych).

Suszarnie i monospalarnie

W rozdziale ?Przegląd istniejących suszarni i monospalarni komunalnych osadów ściekowych? autorzy określili aktualny potencjał krajowych instalacji suszenia na ok. 80 tys. Mg s.m./rok, a monospalarni osadów na ok. 160 tys. Mg s.m., przy czym postulowano o dokonanie rzetelnej i wiarygodnej oceny strumienia s.m. osadów, przy przyjęciu jednolitych kryteriów wyznaczania tego strumienia dla wszystkich krajowych wytwórców komunalnych osadów ściekowych.

Autorzy wskazują, że podstawowym sposobem wykorzystania wysuszonych osadów ściekowych jest ich współspalanie w cementowniach. Obecny potencjał cementowni wynosi ok. 180 tys. Mg s.m., jednak konieczne jest spełnienie wymagań odnośnie jakości granulatu. Możliwe jest także wykorzystanie granulatu o kodzie 19 02 10 jako domieszki do paliwa alternatywnego (19 12 10). W tym rozdziale autorzy analizują również, jak sytuację może zmienić wprowadzenie ustawy o OZE i traktowanie osadów ściekowych jako biomasy oraz odnawialnego i zerowego pod względem emisji CO2 źródła energii. Jest to szczególnie istotne w kontekście wykorzystania osadów ściekowych do spalania w elektrowniach. W ekspertyzie dokonano także analizy budowania kolejnych instalacji suszenia w różnych wariantach suszenia częściowego, całkowitego lub nawet z lokalizacją na terenie cementowni. Autorzy zastanawiają się jednakże nad zasadnością zapisu dotyczącego zakazu nawadniania komunalnych osadów ściekowych po procesie suszenia.

Obecnie w Polsce istnieje 11 monospalarni osadów ściekowych. Autorzy ekspertyzy wskazują na problem zagospodarowania w tych instalacjach stałych odpadów procesowych, takich jak popioły i pozostałości z procesu oczyszczania spalin. Wiele monospalarni kieruje lub będzie kierować tego rodzaju odpady na składowiska.

Osobnym, ale bardzo ważnym zagadnieniem jest odzysk związków fosforu z pozostałości po spalaniu osadów ściekowych, tym bardziej że w wielu krajach na szeroką skalę są już wprowadzane odpowiednie technologie (także w obszarze procesów przeróbki osadów).

Zbieranie danych

W rozdziale ?Przegląd i ocena sposobów zbierania danych dotyczących ilości i jakości komunalnych osadów ściekowych? zaproponowano sposób szacowania jednostkowej ilości osadów powstających w komunalnych oczyszczalniach ścieków (kg s.m./m3, kg s.m./MR) oraz zmiany, które umożliwią zbieranie ujednoliconych danych. Opierając się na regresjach liniowych oszacowano, że w 2020 r. ilość wytworzonej suchej masy osadów wyniesie 770 000 Mg s.m.

Problemów przysparza również pozyskiwanie danych dotyczących jakości osadów ściekowych. Autorzy, przygotowując propozycję formularza wytwórcy komunalnych osadów ściekowych (FWKOŚ), proponują uwzględnienie takich parametrów, jak zawartość metali ciężkich, niebezpiecznych substancji organicznych czy też zawartość węgla organicznego. Oczywiście pozostaje pytanie, czy wszyscy wytwórcy powinni wykonywać cały zestaw analiz niezależnie od sposobu zagospodarowania osadów ściekowych, a także, jaka powinna być częstotliwość tych badań. W ekspertyzie zasugerowano także wprowadzenie sprawozdań (na bazie FWKOŚ) do strumienia sprawozdań GUS.

Następnie scharakteryzowano ?instalacje do prowadzenia technologicznego procesu gospodarki osadowej w oczyszczalniach ścieków?. Najlepszy stosunek ilości instalacji zagęszczania do ilości oczyszczalni ścieków (90%) stwierdzono w przypadku oczyszczalni z zakresu > 100 000 RLM. W 80-90% analizowanych oczyszczalni znajdowały się instalacje do odwadniania. Zestawiając ilość instalacji do stabilizacji osadów ściekowych autorzy wykazali, że większość, bo ok. 80% oczyszczalni z przedziału < 2000, 2000-10 000 i 10 000-50 000 RLM, nie wykazuje żadnej instalacji do stabilizacji osadów ściekowych. Z kolei higienizację osadów ściekowych stosuje się głównie w przypadku przyrodniczego stosowania osadów ściekowych. Analizując końcowe zagospodarowanie osadów, autorzy obliczyli, że, niestety, wciąż duży odsetek oczyszczalni (968) składuje lub magazynuje osady ściekowe. Sporo oczyszczalni przekazuje osady do przetwarzania podmiotom zewnętrznym.

Jakie problemy?

W rozdziale ?Zidentyfikowanie istniejących problemów z zagospodarowaniem zalegających na terenie oczyszczalni komunalnych osadów ściekowych z podaniem ich przyczyn (technicznych i środowiskowych, prawnych i ekonomicznych)? opisano: problemy techniczne i środowiskowe (m.in. ilość osadów zalegających na oczyszczalniach komunalnych, problem jakości osadów zalegających na oczyszczalniach komunalnych, problemy związane z różnymi formami magazynowania osadów), problemy prawne dotyczące konieczności dostosowania prawa polskiego do wymogów unijnych oraz problemy ekonomiczne wynikające z wieloletnich zaległości w gospodarce ściekowej.

Jakie rozwiązania?

Kolejny rozdział dotyczy ?Możliwości zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych ? omówienie i rekomendacje?. Autorzy zauważają w ostatnich latach znaczny wzrost udziału metod termicznych, choć stosowanie przyrodnicze wciąż ma znaczny udział w zagospodarowaniu osadów ściekowych. W takich województwach jak lubelskie czy zachodniopomorskie ponad 40% wytworzonych osadów wykorzystywanych jest w rolnictwie, a tylko nieco mniej w warmińsko-mazurskim czy opolskim. Jednocześnie dolnośląskie i zachodniopomorskie to województwa z największym odsetkiem osadów kierowanych na składowiska. Biorąc jednak pod uwagę specyfikę każdego z nich, autorzy zauważają, że konieczne jest przeprowadzenie bardzo wnikliwych inwentaryzacji terenów rolniczych i obszarów do rekultywacji oraz przeanalizowanie potencjalnego rynku kompostu oraz odbiorców osadów wysuszonych (np. cementowni). W efekcie powinny powstać realne i długoterminowe propozycje, eliminujące rozwiązania nierealne na danym terenie i w określonych warunkach. Należy również pamiętać o stworzeniu scenariuszy awaryjnych na wypadek wyczerpywania się rynku odbiorców.

Niebagatelnym problemem w zakresie stabilizacji zagospodarowania osadów ściekowych są regulacje prawne. Autorzy wskazują na kolejne nowelizacje, które mogą ograniczyć przyrodnicze stosowanie osadów, ponieważ głównym czynnikiem limitującym aplikowanie osadów ściekowych do gleb są zanieczyszczenia, które wprowadzone z osadami mogą negatywnie oddziaływać w środowisku przez wiele lat. Autorzy postulują zatem o większą współpracę z okręgowymi stacjami chemiczno-rolniczymi w zakresie badań gleb, na których osady mogą zostać zastosowane w celu ustalenia możliwych dawek indywidualnych, biorąc pod uwagę rodzaj i sposób użytkowania gruntu oraz wymagania pokarmowe roślin.

Przyczyny nieprawidłowości

Ostatni rozdział ekspertyzy to: ?Analiza przyczyn nieprawidłowości występujących w oczyszczalniach ścieków komunalnych wskazanych w raporcie NIK-u, dotycząca zagospodarowania powstałych osadów w oczyszczalniach ścieków komunalnych w latach 2011-2012, wraz z propozycjami rozwiązań pozwalających na wypełnienie zaleceń pokontrolnych zawartych w raporcie?. Autorzy wskazują na następujące przyczyny nieprawidłowości: niedoprecyzowane unormowania prawne w zakresie gospodarki komunalnymi osadami ściekowymi, niedostatecznie wyszkolony personel oczyszczalni ścieków, brak aktualnych danych w wojewódzkich bazach odpadowych, niedostateczny nadzór ze strony jednostek samorządu terytorialnego w gminach, wyraźne zróżnicowanie pomiędzy danymi dotyczącymi wytwarzania i gospodarowania osadami ściekowymi a rejestrem udzielających zezwoleń w zakresie wytwarzania i gospodarowania osadami ściekowymi w decyzjach urzędów marszałkowskich, brak weryfikacji nowych zestawień w ilości wykorzystanych osadów ściekowych i metodach ich zagospodarowania w sposób rzetelny przez urzędy marszałkowskie.

Co do poprawy?

Podsumowując ekspertyzę, autorzy pozytywnie ocenili działania realizowane przez państwowe instytucje, umożliwiające scharakteryzowanie ilości, jakości i sposobów odzysku oraz unieszkodliwiania komunalnych osadów ściekowych. Jednak należy poprawić jakość wzorów sprawozdań sporządzanych dla oczyszczalni ścieków. Gospodarka osadowa prowadzona w oczyszczalniach wciąż nie w pełni wykorzystuje technologie pozwalające na przeróbkę osadów ściekowych, począwszy od procesów zagęszczania, przez ich stabilizację, odwadnianie, aż po procesy suszenia. Jednak dobór odpowiednich metod musi być dostosowany do uwarunkowań lokalnych. Poza tym legislacja dotycząca przetwarzania i zagospodarowania osadów ściekowych ulega ciągłym zmianom, co wpływa na przyjęcie długoterminowych rozwiązań. Autorzy postulują o dokonanie inwentaryzacji aktualnie eksploatowanych monospalarni komunalnych osadów ściekowych i suszarni osadów oraz o analizę potrzeb budowy kolejnych. A w świetle powyższych wniosków istnieje pilna konieczność ustanowienia Krajowego Programu Gospodarki Komunalnymi Osadami Ściekowymi, obejmującego sposoby zarządzania komunalnymi osadami ściekowymi w kraju.

Niniejszy artykuł jest tylko krótkim streszczeniem. Pełen tekst ?Ekspertyzy, która będzie stanowić materiał bazowy do opracowania strategii postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2014-2020?, jest dostępny na stronie internetowej Generalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska.

prof. dr hab. inż. Małgorzata Kacprzak, Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Częstochowska