Jak dowodzą dane GUS i Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych (KPOŚK), w Polsce obserwujemy tendencję wzrostową w zakresie wytwarzania komunalnych osadów ściekowych.

Wynika to m.in. z budowy kolejnych oczyszczalni ścieków, ekspansji sieci kanalizacyjnych, a także modernizacji technologii w istniejących oczyszczalniach, nastawionej na wysokoefektywne usuwanie związków biogennych.

W 2015 r. możemy się spodziewać, że strumień masy wytworzonych osadów osiągnie ponad 660 tys. Mg s.m., a w 2018 r. ponad 720 tys. Mg s.m., podczas gdy w 2011 r. zanotowaliśmy produkcję osadów na poziomie ok. 620 tys. Mg s.m.

Prognoza wytwarzania komunalnych osadów ściekowych (źródło: Krajowy plan gospodarki odpadami 2014)

Rok

2011

2014

2015

2016

2018

2019

2022

Masa wytworzonych komunalnych osadów ściekowych [tys. Mg s.m.]

621

651

662

682

726

731

746

Akty prawne Unii Europejskiej ograniczają możliwości składowania osadów ściekowych (dyrektywa 91/271/EWG), a także ich wykorzystywania w rolnictwie (dyrektywa 86/278/EEC). Zakaz deponowania osadów ściekowych na składowiskach po 1 stycznia 2013 r., wynikający ze zobowiązań unijnych, skutkowałby ogromnymi karami dla Polski. Wszyscy odetchnęliśmy z ulgą, gdy okazało się, że jego wprowadzenie przesunięto na koniec 2015 r. Co stanie się potem z milionami ton osadów?

Możliwe rozwiązania

Osady, zajmując jedynie 3% objętości ścieków, zawierają ponad połowę ładunku zanieczyszczeń w nich płynących, a ich przetwarzanie jest czasochłonne i generuje wysokie koszty. Wybór metody ich zagospodarowania jest podyktowany właściwościami fizycznymi i chemicznymi osadów, ze szczególnym uwzględnieniem zawartości metali ciężkich.

Z inżynierskiego punktu widzenia można zaproponować szereg sprawdzonych rozwiązań, np. zagęszczanie, odwadnianie, higienizację, tlenową lub beztlenową stabilizację, kompostowanie, suszenie czy spalanie. Kierunkiem, w jakim zmierzamy, jest jednak przekształcanie termiczne osadów oraz ich przyrodnicze wykorzystanie, np. poprzez  przetwarzanie na kompost lub nawóz (pod warunkiem spełnienia określonych parametrów). Po takim przetworzeniu osad staje się produktem do dalszego wykorzystania.

Atutem kompostowania jest możliwość wspólnego zagospodarowania wytwarzanych w gospodarstwach domowych odpadów organicznych, odpadów zielonych, jak również z przetwórstwa spożywczego. Ciekawym przykładem podejścia do zagospodarowania osadów jest oczyszczalnia ścieków w Swarzewie (fot. 1, opisana w ?Wodociągach-Kanalizacji? 7-8/2012, R. Cichocka, J. Przech: Efektywnie, ekologicznie i nowocześnie).

Rozwiązanie takie w określonych warunkach może się okazać ekonomiczną wartością dodaną dla właściciela/eksploatatora oczyszczalni, zwłaszcza dzięki przychodom ze sprzedaży kompostu.

Coraz większą aktywność można zaobserwować przy wyborze termicznej utylizacji osadów. Znane i stosowane są takie metody jak monospalanie osadów, współspalanie czy też piroliza i zgazowanie. Szczególnie w przypadku dużych aglomeracji powszechnie stosowaną na świecie i uznaną za najskuteczniejszą technologię jest spalanie w złożu fluidalnym. Wyróżnia się ono wysoką efektywnością spalania i małą objętością spalin.

Obecnie w Polsce na terenie oczyszczalni ścieków działa 12 spalarni osadów ściekowych:

  • w oparciu o spalanie w piecach fluidalnych: ?Czajka? w Warszawie, ?Dębogórze? w Gdyni, ?Fordon? w Bydgoszczy, ?Gdańsk Wschód?, GOŚ w Łodzi, ?Łyna? w Olsztynie, OŚ w Łomży, ?Płaszów? w Krakowie, ?Sitkówka-Nowiny? w Kielcach i Zakłady Orlen Eko w Płocku,
  • w oparciu o spalanie w piecach rusztowych: ?Pomorzany? w Szczecinie i ?Łącza? w Łężycy k. Zielonej Góry.

W Japonii i w Niemczech spalana jest ponad połowa masy osadów ściekowych (ok. 55%), w Danii 40%, we Francji i w USA po ok. 30%. W Polsce w ostatnich latach, pomimo budowy kilku spalarni, nadal ponad połowa osadów jest składowana.

Nie bez znaczenia pozostaje ?atut energetyczny? spalania osadów, podczas którego może być jednocześnie produkowana energia elektryczna i cieplna. Instalacja taka zaspokaja potrzeby własne zakładu, a nadwyżki energii i ciepła zbywane są operatorom zewnętrznym ? przedsiębiorstwom energetycznym i cieplnym. Doskonałym przykładem jest spalarnia osadów w OŚ ?Czajka? w Warszawie (fot. 2). Wartość opałowa świeżych osadów ściekowych zależy od ich pochodzenia i stopnia ustabilizowania. Średnio wynosi od 16 do 25 MJ/kg s.m., a w przypadku osadów przefermentowanych jest niższa i osiąga 10-15 MJ/kg s.m. (na podstawie danych zawartych w materiałach konferencyjnych z IV Ogólnopolskiej Konferencji Szkoleniowej Metody Zagospodarowania Osadów Ściekowych).

Plany na przyszłość

Zgodnie z KPGO (Krajowym planem gospodarki odpadami), podstawowymi celami w gospodarce komunalnymi osadami ściekowymi w perspektywie do 2022 r. są: ograniczenie składowania osadów ściekowych, zwiększenie ilości komunalnych osadów ściekowych przetwarzanych przed wprowadzeniem do środowiska oraz osadów przekształcanych metodami termicznymi, maksymalizacja stopnia wykorzystania substancji biogennych zawartych w osadach przy jednoczesnym spełnieniu wszystkich wymogów dotyczących bezpieczeństwa sanitarnego, chemicznego oraz środowiskowego.

Właściwym kierunkiem obok przyrodniczego zagospodarowania osadów jest wykorzystanie jego właściwości energetycznych poprzez współspalanie w cementowniach, elektrociepłowniach czy elektrowniach.

Osad wysuszony do zawartości ok. 90% s.m. stanowi dodatkowe źródło energetyczne i alternatywę dla paliw kopalnych (węgla kamiennego i brunatnego). Według zagranicznych doświadczeń, możliwe jest stosowanie nawet 30-procentowego wkładu masowego osadów ściekowych w mieszance paliwowej. W Polsce pracuje 11 cementowni, z czego w dziewięciu z nich spalane są paliwa alternatywne z odpadów. Współspalanie osadów w cementowniach okazuje się jedną z najbardziej efektywnych i ekologicznych technologii utylizacji. Osady mogą być spalane w istniejących obiektach (bez ponoszenia wysokich kosztów inwestycji). W cementowniach zastosowanie znajdują osady o maks. 20-procentowej zawartości wody (na podstawie danych zawartych w materiałach konferencyjnych IV Ogólnopolskiej Konferencji Szkoleniowej Metody Zagospodarowania Osadów Ściekowych).

Konieczne są dalsze inwestycje, które umożliwią energetyczne wykorzystanie osadów ściekowych, począwszy od instalacji do odwadniania i suszenia osadów po spalarnie i biogazownie.

Założenia są ambitne, ale czy nie nazbyt optymistyczne? W połowie 2010 r. w Polsce istniały trzy spalarnie komunalnych osadów ściekowych o łącznej wydajności 37 300 Mg/rok. Obecnie w Polsce mamy ok. 30 suszarni osadów ściekowych (termicznych i słonecznych) i 12 spalarni o możliwości przekształcenia łącznie ok. 190 tys. Mg/rok s.m. osadów ściekowych (przy czym niektóre obiekty są jeszcze w fazie budowy lub rozruchu). Nadal jednak dominującym sposobem zagospodarowania osadów pozostaje ich składowanie. Pomimo że eksperci są zgodni co do słuszności kierunku, w jakim zmierzamy, problemem są, niestety, czynniki ekonomiczne i brak globalnego podejścia ? narodowej strategii dla gospodarki osadowej. Rozwiązania techniczne istnieją, ale potrzeba nakładów finansowych, programów i decyzji. A potem pozostanie ?tylko? realizacja? Nasuwa się pytanie, czy zdążymy do końca 2015 r. wypełnić zobowiązania, czy wygramy ten wyścig?

Renata Cichocka, ILF Consulting Engineers Polska