KOMUNALNE OSADY ŚCIEKOWE POCHODZENIE I WYKORZYSTANIE W UPRAWIE WIERZBY ENERGETYCZNEJ

Transkrypt

1 KOMUNALNE OSADY ŚCIEKOWE POCHODZENIE I WYKORZYSTANIE W UPRAWIE WIERZBY ENERGETYCZNEJ dr inż. Andrzej Klasa, Katedra Chemii Rolnej i Ochrony Środowiska; Uniwersytet Warmińsko- Mazurski w Olsztynie

2 Nieodłącznym produktem oczyszczania ścieków w komunalnych oczyszczalniach są osady ściekowe. Stanowią niewygodny problem dla wszystkich (zarządzających oczyszczalniami, opinii publicznej, organizacji społecznych) ponieważ: jest ich dużo, mają niezbyt przyjemny zapach (bardzo delikatnie powiedziane), nie ma jak dotąd jednej powszechnie akceptowanej metody ich zagospodarowania lub unieszkodliwienia.

3 Ilość osadów dochodzi do 3% (w zależności od stosowanej technologii oczyszczania od 1-3%) objętości ścieków dopływających do oczyszczalni, ale zawierają one ponad połowę ładunku zanieczyszczeń. Nakłady na przetworzenie osadów mogą sięgać nawet 50% wartości kosztów oczyszczania ścieków. Pod względem zagrożenia sanitarno-higenicznego są to jedne z najgroźniejszych odpadów wytworzonych przez człowieka, bowiem mogą tam licznie występować jaja pasożytów i bakterie chorobotwórcze.

4 Stanowią one różnorodną mieszaninę mikroorganizmów żywych i martwych oraz składników organicznych i mineralnych. Składniki organiczne stanowić mogą nawet 50% masy odwodnionych osadów. Osady ściekowe są płynnym konglomeratem, który podlega procesom rozkładu i humifikacji zanim stanie się ustabilizowaną substancją organiczną

5 Jak problem osadów widzi społecze eczeństwo Czarna błotnista śmierdząca maź. Wygląda i śmierdzi jak g... Faktycznie jest odchodem miasta. Odpadem działalności wydalniczej 2 milionów ludzi i małych zakładów pracy + kilkadziesiąt większych Do lasu oddalonego kilkaset metrów od domów firma wywozi odpady z oczyszczalni ścieków. Mieszkańcy protestują, nie zgadzając się na wywózkę, zapowiadają nawet blokadę drogi wiodącej przez wieś. Każdego dnia o godz. 5-6 rano albo późnym wieczorem, między 22 a 23, przyjeżdżają dwa wielkie tiry. Każdy zostawia po 40 ton odpadów. Nietrudno trafić na działkę, gdzie są składane odpady, bo odrażający odór roznosi się po okolicy. W poniedziałek, 13 sierpnia, blisko setka mieszkańców zablokowała tirom wjazd

6 Można więc stwierdzić, że społeczeństwo żąda budowy nowych i modernizacji starych oczyszczalni ścieków natomiast nie akceptuje faktu, że im więcej oczyszczalni i im lepsza ich sprawność tym więcej produkują one osadów ściekowych!!!!

7 Najgroźniejsze patogeny występujące w osadach ściekowych i wywoływane przez nie schorzenia Escherichia coli Patogen zapalenie jelit Wywoływana choroba Salmonella typhi Mycobacterium tuberculosis Enterowirusy Polwirus Jaja nicieni, tasiemców, przywry, pierwotniaki tyfus gruźlica zapalenie opon mózgowych liczne schorzenia pasożytnicze

8 Skażenie chemiczne osadów ściekowych przez metale ciężkie Głównymi źródłami metali ciężkich w osadach ściekowych są ścieki przemysłowe i spływy powierzchniowe. Problem z tymi pierwiastkami sprowadza się do tego, że im wyższy efekt eliminacji metali ciężkich tym bardziej intensywne ich kumulowanie w osadach ściekowych. W procesach mechanicznego oczyszczania dochodzi do 40% usunięcie metali, a w układzie biologicznomechanicznym nawet do 50-80% pierwotnej zawartości w ściekach.

9 Zawartość niektórych metali ciężkich w osadach z krajowych oczyszczalni ścieków mg/1 kg s.m. Wahania zawartości metali ciężkich w osadach Metale ciężkie mechanicznych mechaniczno-biologicznych o przepustowości m 3 /h >40000 Chrom Kadm 0-40,4 0-19, Ołów , Cynk

10 Dyrektywa 199/31/EC Celem jej przyjęcia było ograniczenie produkcji metanu na składowisku odpadów komunalnych. Według ustaleń tej dyrektywy Państwa UE muszą wprowadzać regulacje prawne mające na celu ograniczenie składowania osadów ściekowych (jak i innych odpadów biodegradowalnych) na wysypiskach. Dyrektywa mówi wprost, że zakazuje się składowania odpadów płynnych tj. o zawartości wody powyżej 95%.

11 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz. U z dnia 27 sierpnia 2002 r.)

12 Rozporządzenie określa: 1. warunki, jakie muszą być spełnione przy wykorzystywaniu komunalnych osadów ściekowych; 2. dawki komunalnych osadów ściekowych, które można stosować na gruntach; 3. zakres, częstotliwości i metody referencyjne badań komunalnych osadów ściekowych i gruntów, na których osady te mają być stosowane.

13 Decydujące ce o dopuszczeniu do rolniczego stosowania są dwa czynniki: zawartość metali ciężkich w osadach, stan higieniczno-sanitarny osadów.

14 ZA CZNIK Nr 4do Rozporządzenia Ministra z dnia 1 sierpnia 2002 r. DAWKI KOMUNALNYCH OSADÓW Cel wykorzystywania komunalnych osadów ciekowych Dawka komunalnych osadów ciekowych w Mg suchej masy/ha Rolnictwo do 10 dawka w ci gu 5 lat Rekultywacja: gruntów na cele rolne terenów na cele nierolne Uprawa ro lin przeznaczonych do produkcji kompostu Uprawa ro lin nieprzeznaczonych do spo ycia i produkcji pasz 200 zale nie od zawarto ci materii organicznej (do 3%) do 200 do 250 dawka na pierwsze 3 lata do 10 dawka w kolejnych dalszych latach do 250 dawka na pierwsze 3 lata do 10 dawka w kolejnych dalszych latach Uwagi zabieg jednokrotny lub dwukrotny zabieg jednokrotny z jedno- lub wielorazowym wprowadzaniem osadu do gruntu zabieg jednokrotny z jedno- lub wielorazowym wprowadzaniem osadu do gruntu zabiegi wielokrotne zabiegi wielokrotne

15 Ilości metali ciężkich, które mogą być wprowadzone z komunalnym osadem ściekowym w ciągu roku do gleby, średnio w okresie 10 lat, nie mogą przekroczyć: 1) ołowiu (Pb) g/ha/rok; 2) kadmu (Cd) - 20 g/ha/rok; 3) rtęci (Hg) - 10 g/ha/rok; 4) niklu (Ni) g/ha/rok; 5) cynku (Zn) g/ha/rok; 6) miedzi (Cu) g/ha/rok; 7) chromu (Cr) g/ha/rok.

16 Z powodów ograniczeń przyrodniczych i prawnych surowe osady ściekowe nie mogą być stosowane dlatego przed ich użyciem na polu muszą być one poddane wstępnej przeróbce

17 Ponieważ związki organiczne zawarte w osadach ulegają łatwo rozkładowi i wydzielają przykre zapachy stąd też podstawowy cel przeróbki osadów to mineralizacja związków organicznych prowadząca do stabilizacji osadów oraz zmniejszenia ich objętości co osiąga się w procesach odwadniania oraz suszenia.

18 Osady odwodnione Kompostowanie Spalanie, zgazowywanie Wapnowanie Suszenie Wykorzystanie przyrodnicze Współspalanie w cementowniach z węglem z odpadami Możliwości zagospodarowania (unieszkodliwienia) osadów ściekowych

19 Zagospodarowanie przyrodnicze osadów ściekowych Ten kierunek jest ze wszech miar słuszny środowiskowo i powinny istnieć mechanizmy ekonomiczne promujące taki sposób zagospodarowania osadów ściekowych szczególnie na wysoką, zwykle ponad 60% zawartość materii organicznej dotyczy odkażonych i ustabilizowanych osadów ściekowych do: oagrotechnicznego przetwarzania na kompost, okompostowania osadów i wykorzystania kompostów, oroślinnego utrwalania gruntów bezglebowych, orekultywacji gleb zdegradowanych, oużyźniania gleb i do bezpośredniego nawożenia roślin na terenach rolniczych. oprodukcji mat i trawników darniowych.

20 Kompostowanie osadów ściekowych z dodatkiem materiału strukturotwórczego bez dodatku materiału strukturotwórczego kompostowanie w pryzmach, stosach kompostowanie w reaktorach kompostowanie statyczne kompostowanie dynamiczne Technologie kompostowania osadów ściekowych

21 Agrotechniczne przetwarzanie na kompost osadów ściekowych Występuje w praktyce w następujących wariantach: produkcję kompostów z plonów roślin uprawianych na gruntach nawożonych osadami, produkcja kompostu z roślin plus dodatek osadu, roślinne odwodnienie osadów w celu nadania im ziemistej konsystencji oraz zmniejszenie uciążliwości dla środowiska.

22 Zawartość składników pokarmowych w osadach i oborniku [% s.m.] Maćkowiak [2004] Składnik Średnio Min. Max. Obornik bydlęcy Obornik trzody ch. N 3,37 0,12 8,35 2,56 2,65 P 2 O 5 2,96 0,10 7,28 1,50 1,98 K 2 O 0,31 0,03 1,10 3,40 3,45

23 Koszty eksploatacyjne różnych metod unieszkodliwiania osadów Metoda unieszkodliwiania Koszt ( na 1 Mg) Składowanie Suszenie Stosowanie rekultywacyjne Wykorzystanie rolnicze Kompostowanie

24 Wierzba energetyczna jako właściwa opcja do wykorzystania osadów ściekowych roślina niepaszowa i nieżywościowa; duże zapotrzebowanie na składniki pokarmowe; doświadczenia innych krajów (Wielka Brytania, Szwecja, Estonia i kilka miejsc w Polsce) możliwości uzyskania przez rolników dodatkowych dochodów z oczyszczalni ścieków za utylizację osadów ściekowych; oszczędność na nawozach sztucznych (ekonomiczna i środowiskowa); więcej informacji projekt BIOPROS film video, konsultacja aklasa@uwm.edu.pl