Prognozy zmian w gospodarce osadami ściekowymi
Komunalne osady ściekowe to specyficzna grupa odpadów, która – mówiąc wprost – przez ostatnie dziesięciolecia została w Polsce szczególnie zaniedbana. Prowadzone w latach 70. i 80. XX wieku liczne badania i strategie dotyczące gospodarki osadami sporadycznie wdrażano w praktyce, a problem osadów był powszechnie bagatelizowany.
W podejściu do zagadnienia komunalnych osadów ściekowych w ciągu ostatnich dekad ubiegłego stulecia praktycznie nic się nie zmieniło – większość osadów trafiała na składowiska, a tylko niewielki ich odsetek poddawano odzyskowi. Przyczyną tego było „liberalne” prawo oraz „czysta” ekonomia. Składowanie uważano za najtańszy sposób rozwiązania problemu. Do 1999 r. gospodarka osadami w kraju nie była monitorowana. Wynikało to m.in. z tradycyjnego, zawężonego traktowania problemu oczyszczania ścieków i braku odpowiednich regulacji w tym zakresie. Od 1999 r. można mówić o początkach faktycznego monitoringu produkcji osadów w kraju, a dopiero 2002 r. należy uznać za początek działania systemu ich ewidencji.
Pod względem ilościowym komunalne osady ściekowe stanowią niewielki odsetek odpadów wytwarzanych w sferze komunalnej i gospodarce. Pod względem zagrożeń, które stwarzają dla środowiska i obciążeń dla gospodarki, waga tej grupy odpadów jest znacznie większa. Obok niezaprzeczalnych własności nawozowych specyfika osadów polega na obecności zanieczyszczeń, głównie w postaci metali ciężkich oraz patogenów, z którymi wiąże się potencjalne zagrożenie sanitarne dla środowiska, a przede wszystkim dla zdrowia. Odpady te powstają w oczyszczalniach ścieków komunalnych i są produktem ubocznym procesu ich oczyszczania. Ilość generowanych osadów zależy od wielu czynników – głównie od zawartości zanieczyszczeń w ściekach, przyjętej technologii oczyszczania oraz stopnia rozkładu substancji organicznych w procesie stabilizacji. Występująca tu zależność jest prosta – czym doskonalsze technologie oczyszczania ścieków, tym więcej powstaje osadów, które należy poddać odzyskowi lub unieszkodliwić. Wbrew pozorom zagadnienie komunalnych osadów ściekowych jest w naszym kraju problemem bardzo poważnym. Do niedawna ich składowanie, mimo że nie należące do rozwiązań preferowanych, było podstawowym kierunkiem końcowego ich unieszkodliwiania. Przyczyną takiego stanu był brak odpowiednich instalacji oraz przede wszystkim czynnik ekonomiczny, gdyż do niedawna składowanie było najtańszą formą unieszkodliwiania osadów. Zgodnie z obowiązującym obecnie prawem komunalne osady ściekowe nie spełniają kryteriów dopuszczających ich deponowanie na składowiskach, a ilości nagromadzonych i powstających na bieżąco osadów są znaczne. Z bilansów wykonanych w ramach aktualizacji Krajowego Planu Gospodarki Odpadami wynika, że w 2004 r. w kraju powstało łącznie ponad 476 tys. Mg osadów ściekowych w przeliczeniu na suchą masę, co stanowiło 35-procentowy wzrost ilościowy w porównaniu z 1999 r. Ponad 160 tys. Mg osadów wytworzonych w 2004 r. zdeponowano, a na terenie oczyszczalń nagromadzonych jest ok. 800 tys. Mg tych odpadów.
Czego się spodziewać?
Zgodnie z realizowaną polityką ekologiczną państwa ilość oczyszczanych w Polsce ścieków systematycznie wzrasta, czego wymiernym efektem jest ciągły przyrost ilości komunalnych osadów ściekowych. W latach 2000-2004 wzrost długości sieci kanalizacyjnych wyniósł ok. 5 tys. km/rok w skali kraju, a ilość powstających osadów zwiększyła się o 35%. Zgodnie z utrzymującym się trendem zakładany jest stały wzrost ilościowy powstających osadów w najbliższych latach. Szacuje się, że w 2010 r. masa wytwarzanych osadów będzie wynosiła ponad 612 tys. Mg, w 2015 r. ok. 640 tys. Mg, a w 2018 r. – przekroczy 700 tys. Mg w przeliczeniu na suchą masę. W założeniach aktualizowanego obecnie Krajowego Planu Gospodarki Odpadami jednym z podstawowych celów do realizacji jest stworzenie i wdrożenie kompleksowego systemu gospodarki komunalnymi osadami ściekowymi. Ten zaś, przy podstawowych założeniach ograniczania deponowania na składowiskach, oparty będzie na nowoczesnych i bezpiecznych dla środowiska metodach odzysku lub unieszkodliwiania.
Bezpieczny odzysk
W perspektywie najbliższych lat strategię w gospodarce osadami ściekowymi określać będą działania ukierunkowane na redukcję ilości osadów składowanych oraz na zwiększenie stopnia przetworzenia komunalnych osadów ściekowych i metod termicznego ich przekształcania. Działania te są zgodne ze współczesnymi standardami preferowanym w krajach europejskich oraz wymaganiami prawa. Założeń w przyjętej strategii postępowania z osadami ściekowymi jest kilka. Jednym z nich jest całkowite ograniczenie składowania osadów ściekowych. Ponadto istotny jest dynamiczny rozwój metod termicznego przekształcania (szacuje się, że docelowo w 2018 r. będzie się termicznie przekształcać ponad 420 tys. Mg s.m. osadów) oraz rozwój metod kompostowania osadów do poziomu ok. 20% osadów wytwarzanych w skali roku. Strategia przewiduje do 2018 r. stałe zmniejszanie ilości osadów wprowadzanych bezpośrednio do gruntu na korzyść osadów przekształcanych termicznie.
Celem racjonalnego odzysku osadów jest maksymalne wykorzystanie ich własności (nawozowych lub np. zawartej w nich energii), pod warunkiem zapewnienia wymaganego bezpieczeństwa zdrowotnego i środowiskowego. Podejmowane od lat liczne próby kompostowania osadów ściekowych dowodzą, że jedynie osady najlepszej jakości mogą być w ten sposób zagospodarowane, w przeciwnym razie wykorzystanie w środowisku produktów kompostowania może być niemożliwe lub obarczone dużym ryzykiem. Zasada ta dotyczy również rolniczego i przyrodniczego wykorzystywania osadów. Zgodnie z przyjętą strategią europejską podejmowane w najbliższym czasie działania będą mieć na celu stałe zmniejszanie ilości osadów wprowadzanych bezpośrednio do gleby. Działania te wydają się racjonalne i oznaczają zmniejszenie ryzyka środowiskowego poprzez zaostrzenie norm jakościowych dla osadów, które będą mogły być wykorzystywane bezpośrednio w środowisku bez żadnego przetworzenia. Powszechnie uważa się, że kompostowaniu lub bezpośredniemu wykorzystaniu w środowisku powinny być poddawane osady z małych aglomeracji, które z reguły są mniej zanieczyszczone. Zakładając odzysk osadów pochodzących z dużych aglomeracji miejskich wyłącznie metodami biologicznymi – w perspektywie wzrostu ilości osadów w najbliższych latach należy liczyć się z problemem zbytu produktów tych procesów (kompostu). Poza tym często osady pochodzące z dużych aglomeracji charakteryzują się podwyższoną zawartością metali ciężkich, wynikającą z dużego udziału ścieków przemysłowych trafiających ogólnospławnymi systemami do oczyszczalni razem ze ściekami komunalnymi. Przy ograniczeniu składowania w zasadzie dyskwalifikuje to inne sposoby unieszkodliwienia lub odzysku tych osadów – poza metodami termicznymi.
Co przemawia za termicznym przekształcaniem?
Technologie recyklingu organicznego nie zapewniają możliwości istotnej redukcji ilości metali ciężkich i niepożądanych substancji organicznych. Zatem nawet jeśli osad jest stabilny pod względem sanitarnym (nie zagniwa, nie zawiera aktywnych patogenów), to jego wprowadzenie do środowiska każdorazowo zwiększa ilość metali ciężkich w miejscu wprowadzenia i ilość zanieczyszczeń organicznych. Jak ilustruje rysunek, przyjęty w aktualizacji KPGO scenariusz oparty jest na metodach termicznego unieszkodliwiania osadów. Biorąc pod uwagę zagadnienia techniczne i inwestycyjne w perspektywie 2010 r. w gospodarce osadami dominować będą raczej metody stosowane dotychczas na szeroką skalę (rekultywacja, wykorzystanie rolnicze i przyrodnicze). W latach późniejszych rozwój systemu gospodarki osadami i uruchamianie nowych inwestycji powinny zaznaczyć się wyraźnie poprzez wzrost ilości osadów przekształcanych termicznie. Szacuje się, że rozwój metod kompostowania zostanie utrzymany na poziomie ok. 20% ilości osadów wytwarzanych w skali roku. Nie chodzi tu bynajmniej o faworyzowanie metod termicznych, jednakże w obecnych realiach niemożliwe jest stworzenie sprawnie działającej sieci instalacji końcowego unieszkodliwiania lub/i odzysku osadów ściekowych bez zaangażowania się w metody termiczne. Ich zaletą jest duża redukcja masy, szybki i skuteczny proces utylizacji oraz możliwość odzysku energii cieplnej i elektrycznej. Rozwiązania takie powinny zaistnieć przede wszystkim przy dużych oczyszczalniach działających w aglomeracjach miejskich, co nie oznacza, że w mniejszych społecznościach działania takie nie są uzasadnione. Duże możliwości stoją również przed szeroko dyskutowanym współspalaniem osadów, zarówno w instalacjach przemysłowych, jak i w zakładach termicznego przekształcania odpadów komunalnych, które według szacunków KPGO powinny do 2013 r. zostać w Polsce uruchomione i oddane do użytku. W celu osiągnięcia ww. założeń należy się więc liczyć z koniecznością podjęcia w kraju określonych działań oraz realizacją nowych inwestycji (tabela).
Celem uporządkowania krajowej gospodarki wodno-ściekowej i osadowej w odniesieniu do nowych oczyszczalni niezbędne jest wdrażanie wyłącznie projektów traktujących kompleksowo problem oczyszczania ścieków i końcowego zagospodarowania osadów. W przypadku małych gmin i małych instalacji interesujące wydają się inwestycje publiczno-prywatne, polegające na ponoszeniu kosztów inwestycyjnych przez prywatnego inwestora, który po kilkuletnim okresie dzierżawy przekazuje oczyszczalnię na rzecz gminy. W odniesieniu do obiektów już istniejących najbardziej racjonalne wydaje się podjęcie działań po przeprowadzeniu dokładnej inwentaryzacji jakościowej i ilościowej osadów, która winna decydować o potencjalnej technologii ich odzysku. W przypadku stosowania osadów lub produktów ich przetwarzania w środowisku w charakterze nawozowym konieczna będzie ponadto analiza rynkowa, pozwalająca ustalić możliwości zbytu tych produktów. Nie należy obawiać się, że pójście w kierunku metod termicznych będzie „marnowaniem” osadów i zawartych w nich cennych substancji nawozowych. Komunalne osady ściekowe powstają i będą powstawać tak długo, jak będzie istniał cywilizowany świat. Należy starać się jedynie tak poprowadzić gospodarkę, aby wydobyć z osadów to, co najlepsze i tak wprowadzić do środowiska, żeby nie zaszkodzić sobie i przyszłym pokoleniom.
Strategia w gospodarce osadami ściekowymi wg założeń aktualizacji KPGO
Mariusz Kalisz
Zakład Ochrony Środowiska
Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych, Katowice
W podejściu do zagadnienia komunalnych osadów ściekowych w ciągu ostatnich dekad ubiegłego stulecia praktycznie nic się nie zmieniło – większość osadów trafiała na składowiska, a tylko niewielki ich odsetek poddawano odzyskowi. Przyczyną tego było „liberalne” prawo oraz „czysta” ekonomia. Składowanie uważano za najtańszy sposób rozwiązania problemu. Do 1999 r. gospodarka osadami w kraju nie była monitorowana. Wynikało to m.in. z tradycyjnego, zawężonego traktowania problemu oczyszczania ścieków i braku odpowiednich regulacji w tym zakresie. Od 1999 r. można mówić o początkach faktycznego monitoringu produkcji osadów w kraju, a dopiero 2002 r. należy uznać za początek działania systemu ich ewidencji.
Pod względem ilościowym komunalne osady ściekowe stanowią niewielki odsetek odpadów wytwarzanych w sferze komunalnej i gospodarce. Pod względem zagrożeń, które stwarzają dla środowiska i obciążeń dla gospodarki, waga tej grupy odpadów jest znacznie większa. Obok niezaprzeczalnych własności nawozowych specyfika osadów polega na obecności zanieczyszczeń, głównie w postaci metali ciężkich oraz patogenów, z którymi wiąże się potencjalne zagrożenie sanitarne dla środowiska, a przede wszystkim dla zdrowia. Odpady te powstają w oczyszczalniach ścieków komunalnych i są produktem ubocznym procesu ich oczyszczania. Ilość generowanych osadów zależy od wielu czynników – głównie od zawartości zanieczyszczeń w ściekach, przyjętej technologii oczyszczania oraz stopnia rozkładu substancji organicznych w procesie stabilizacji. Występująca tu zależność jest prosta – czym doskonalsze technologie oczyszczania ścieków, tym więcej powstaje osadów, które należy poddać odzyskowi lub unieszkodliwić. Wbrew pozorom zagadnienie komunalnych osadów ściekowych jest w naszym kraju problemem bardzo poważnym. Do niedawna ich składowanie, mimo że nie należące do rozwiązań preferowanych, było podstawowym kierunkiem końcowego ich unieszkodliwiania. Przyczyną takiego stanu był brak odpowiednich instalacji oraz przede wszystkim czynnik ekonomiczny, gdyż do niedawna składowanie było najtańszą formą unieszkodliwiania osadów. Zgodnie z obowiązującym obecnie prawem komunalne osady ściekowe nie spełniają kryteriów dopuszczających ich deponowanie na składowiskach, a ilości nagromadzonych i powstających na bieżąco osadów są znaczne. Z bilansów wykonanych w ramach aktualizacji Krajowego Planu Gospodarki Odpadami wynika, że w 2004 r. w kraju powstało łącznie ponad 476 tys. Mg osadów ściekowych w przeliczeniu na suchą masę, co stanowiło 35-procentowy wzrost ilościowy w porównaniu z 1999 r. Ponad 160 tys. Mg osadów wytworzonych w 2004 r. zdeponowano, a na terenie oczyszczalń nagromadzonych jest ok. 800 tys. Mg tych odpadów.
Sposób postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi w 2004 r. | % |
| Stosowane w rolnictwie | 17 |
| Stosowane do rekultywacji terenów, w tym gruntów na cele rolne | 28,1 |
| Stosowane do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu | 7,6 |
| Przekształcone termicznie | 0,3 |
| Składowane razem | 41,6 |
| Magazynowane czasowo | 5,6 |
Czego się spodziewać?
Zgodnie z realizowaną polityką ekologiczną państwa ilość oczyszczanych w Polsce ścieków systematycznie wzrasta, czego wymiernym efektem jest ciągły przyrost ilości komunalnych osadów ściekowych. W latach 2000-2004 wzrost długości sieci kanalizacyjnych wyniósł ok. 5 tys. km/rok w skali kraju, a ilość powstających osadów zwiększyła się o 35%. Zgodnie z utrzymującym się trendem zakładany jest stały wzrost ilościowy powstających osadów w najbliższych latach. Szacuje się, że w 2010 r. masa wytwarzanych osadów będzie wynosiła ponad 612 tys. Mg, w 2015 r. ok. 640 tys. Mg, a w 2018 r. – przekroczy 700 tys. Mg w przeliczeniu na suchą masę. W założeniach aktualizowanego obecnie Krajowego Planu Gospodarki Odpadami jednym z podstawowych celów do realizacji jest stworzenie i wdrożenie kompleksowego systemu gospodarki komunalnymi osadami ściekowymi. Ten zaś, przy podstawowych założeniach ograniczania deponowania na składowiskach, oparty będzie na nowoczesnych i bezpiecznych dla środowiska metodach odzysku lub unieszkodliwiania.
Bezpieczny odzysk
W perspektywie najbliższych lat strategię w gospodarce osadami ściekowymi określać będą działania ukierunkowane na redukcję ilości osadów składowanych oraz na zwiększenie stopnia przetworzenia komunalnych osadów ściekowych i metod termicznego ich przekształcania. Działania te są zgodne ze współczesnymi standardami preferowanym w krajach europejskich oraz wymaganiami prawa. Założeń w przyjętej strategii postępowania z osadami ściekowymi jest kilka. Jednym z nich jest całkowite ograniczenie składowania osadów ściekowych. Ponadto istotny jest dynamiczny rozwój metod termicznego przekształcania (szacuje się, że docelowo w 2018 r. będzie się termicznie przekształcać ponad 420 tys. Mg s.m. osadów) oraz rozwój metod kompostowania osadów do poziomu ok. 20% osadów wytwarzanych w skali roku. Strategia przewiduje do 2018 r. stałe zmniejszanie ilości osadów wprowadzanych bezpośrednio do gruntu na korzyść osadów przekształcanych termicznie.
Celem racjonalnego odzysku osadów jest maksymalne wykorzystanie ich własności (nawozowych lub np. zawartej w nich energii), pod warunkiem zapewnienia wymaganego bezpieczeństwa zdrowotnego i środowiskowego. Podejmowane od lat liczne próby kompostowania osadów ściekowych dowodzą, że jedynie osady najlepszej jakości mogą być w ten sposób zagospodarowane, w przeciwnym razie wykorzystanie w środowisku produktów kompostowania może być niemożliwe lub obarczone dużym ryzykiem. Zasada ta dotyczy również rolniczego i przyrodniczego wykorzystywania osadów. Zgodnie z przyjętą strategią europejską podejmowane w najbliższym czasie działania będą mieć na celu stałe zmniejszanie ilości osadów wprowadzanych bezpośrednio do gleby. Działania te wydają się racjonalne i oznaczają zmniejszenie ryzyka środowiskowego poprzez zaostrzenie norm jakościowych dla osadów, które będą mogły być wykorzystywane bezpośrednio w środowisku bez żadnego przetworzenia. Powszechnie uważa się, że kompostowaniu lub bezpośredniemu wykorzystaniu w środowisku powinny być poddawane osady z małych aglomeracji, które z reguły są mniej zanieczyszczone. Zakładając odzysk osadów pochodzących z dużych aglomeracji miejskich wyłącznie metodami biologicznymi – w perspektywie wzrostu ilości osadów w najbliższych latach należy liczyć się z problemem zbytu produktów tych procesów (kompostu). Poza tym często osady pochodzące z dużych aglomeracji charakteryzują się podwyższoną zawartością metali ciężkich, wynikającą z dużego udziału ścieków przemysłowych trafiających ogólnospławnymi systemami do oczyszczalni razem ze ściekami komunalnymi. Przy ograniczeniu składowania w zasadzie dyskwalifikuje to inne sposoby unieszkodliwienia lub odzysku tych osadów – poza metodami termicznymi.
Co przemawia za termicznym przekształcaniem?
Technologie recyklingu organicznego nie zapewniają możliwości istotnej redukcji ilości metali ciężkich i niepożądanych substancji organicznych. Zatem nawet jeśli osad jest stabilny pod względem sanitarnym (nie zagniwa, nie zawiera aktywnych patogenów), to jego wprowadzenie do środowiska każdorazowo zwiększa ilość metali ciężkich w miejscu wprowadzenia i ilość zanieczyszczeń organicznych. Jak ilustruje rysunek, przyjęty w aktualizacji KPGO scenariusz oparty jest na metodach termicznego unieszkodliwiania osadów. Biorąc pod uwagę zagadnienia techniczne i inwestycyjne w perspektywie 2010 r. w gospodarce osadami dominować będą raczej metody stosowane dotychczas na szeroką skalę (rekultywacja, wykorzystanie rolnicze i przyrodnicze). W latach późniejszych rozwój systemu gospodarki osadami i uruchamianie nowych inwestycji powinny zaznaczyć się wyraźnie poprzez wzrost ilości osadów przekształcanych termicznie. Szacuje się, że rozwój metod kompostowania zostanie utrzymany na poziomie ok. 20% ilości osadów wytwarzanych w skali roku. Nie chodzi tu bynajmniej o faworyzowanie metod termicznych, jednakże w obecnych realiach niemożliwe jest stworzenie sprawnie działającej sieci instalacji końcowego unieszkodliwiania lub/i odzysku osadów ściekowych bez zaangażowania się w metody termiczne. Ich zaletą jest duża redukcja masy, szybki i skuteczny proces utylizacji oraz możliwość odzysku energii cieplnej i elektrycznej. Rozwiązania takie powinny zaistnieć przede wszystkim przy dużych oczyszczalniach działających w aglomeracjach miejskich, co nie oznacza, że w mniejszych społecznościach działania takie nie są uzasadnione. Duże możliwości stoją również przed szeroko dyskutowanym współspalaniem osadów, zarówno w instalacjach przemysłowych, jak i w zakładach termicznego przekształcania odpadów komunalnych, które według szacunków KPGO powinny do 2013 r. zostać w Polsce uruchomione i oddane do użytku. W celu osiągnięcia ww. założeń należy się więc liczyć z koniecznością podjęcia w kraju określonych działań oraz realizacją nowych inwestycji (tabela).
Rok | Zakres |
2007 – 2015 | Budowa kompostowni osadów ściekowych (przy założeniu średniej przepustowości instalacji 3 tys. Mg s.m. osadu/rok sugeruje się budowę ciągów kompostowania w ponad 20 oczyszczalniach ścieków) |
2007 – 2018 | Termiczne przekształcanie osadów na zasadzie współspalania w przemyśle |
2007 – 2010 | Budowa instalacji termicznego przekształcania komunalnych osadów ściekowych przy oczyszczalniach ścieków w dużych aglomeracjach (szacuje się, że przy założeniu średniej przepustowości 8-10 tys. Mg s.m. osadu/rok do 2010 r. w Polsce może powstać 7-8 takich instalacji) |
2011 – 2018 | Budowa kolejnych spalarni komunalnych osadów ściekowych w dużych aglomeracjach, celem osiągnięcia zakładanego dla 2018 r. poziomu termicznego przekształcania 60% osadów wytwarzanych |
2013 – 2018 | Termiczne przekształcanie osadów ściekowych w spalarniach odpadów komunalnych, które w 2013 r. winny zostać oddane do eksploatacji |
2007 – 2018 | Wykorzystanie rolnicze i przyrodnicze osadów o wysokich własnościach nawozowych i nieprzekraczających innych dopuszczalnych norm |
Celem uporządkowania krajowej gospodarki wodno-ściekowej i osadowej w odniesieniu do nowych oczyszczalni niezbędne jest wdrażanie wyłącznie projektów traktujących kompleksowo problem oczyszczania ścieków i końcowego zagospodarowania osadów. W przypadku małych gmin i małych instalacji interesujące wydają się inwestycje publiczno-prywatne, polegające na ponoszeniu kosztów inwestycyjnych przez prywatnego inwestora, który po kilkuletnim okresie dzierżawy przekazuje oczyszczalnię na rzecz gminy. W odniesieniu do obiektów już istniejących najbardziej racjonalne wydaje się podjęcie działań po przeprowadzeniu dokładnej inwentaryzacji jakościowej i ilościowej osadów, która winna decydować o potencjalnej technologii ich odzysku. W przypadku stosowania osadów lub produktów ich przetwarzania w środowisku w charakterze nawozowym konieczna będzie ponadto analiza rynkowa, pozwalająca ustalić możliwości zbytu tych produktów. Nie należy obawiać się, że pójście w kierunku metod termicznych będzie „marnowaniem” osadów i zawartych w nich cennych substancji nawozowych. Komunalne osady ściekowe powstają i będą powstawać tak długo, jak będzie istniał cywilizowany świat. Należy starać się jedynie tak poprowadzić gospodarkę, aby wydobyć z osadów to, co najlepsze i tak wprowadzić do środowiska, żeby nie zaszkodzić sobie i przyszłym pokoleniom.
Strategia w gospodarce osadami ściekowymi wg założeń aktualizacji KPGO
Mariusz Kalisz
Zakład Ochrony Środowiska
Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych, Katowice
