Systemy nadzoru i kontroli przydomowych oczyszczalni ścieków Prof. dr hab. inż. Ryszard Błażejewski, Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu WSTĘP W referacie przedstawię różne systemy nadzoru i kontroli przydomowych oczyszczalni ścieków stosowane w kraju oraz w Niemczech i niektórych stanach USA. Wybór krajów z zagranicy wynika z wiodącej roli w UE w pierwszym przypadku i dużej liczby oczyszczalni (ponad 20 mln szt. obsługujących około 25% społeczeństwa) w drugim. Terminem przydomowa oczyszczalnia ścieków (POŚ) będę określał oczyszczalnię ścieków obsługującą do 50 równoważnych mieszkańców, tj. o ładunku organicznym, zawartym w dopływających ściekach, do 3.000 g BZT 5 /d w ilości do 5,0 m 3 /d. Istnieją trzy rodzaje przepisów prawnych, determinujących dobór POŚ w zależności od warunków miejscowych i późniejszy zakres kontroli jej pracy: - przepisy dopuszczające odpowiednie technologie dla określonych warunków gruntowowodnych, odległości od studni etc. (ang.: prescriptive codes); - przepisy określające wymagania odnośnie do jakości oczyszczonych ścieków i bezpieczeństwa użytkowania, bez odnoszenia się do konkretnych technologii (ang.: performance-based codes) - przepisy łączące oba wyżej wymienione podejścia. Zasadnicza różnica między pierwszym a drugim podejściem jest taka, że w drugim konieczne są kosztowne i czasochłonne badania kontrolne (monitoring), głównie ścieków oczyszczonych. W przepisach i normach unijnych i polskich można znaleźć wszystkie trzy podejścia. Tlenowe biologiczne POŚ wymagają stałego nadzoru, nawet jeśli przez dłuższy okres (np. urlopowy) nie dopływają do nich ścieki. Mimo preferowania ich przez NFOŚiGW w dotowaniu budowy, POŚ z osadem czynnym, poprzedzonym osadnikiem gnilnym, jest z uwagi na niski stosunek węgla do azotu i zawartość trującego siarkowodoru, oczyszczalnią sprawiająca wiele trudności eksploatacyjnych, trudnych do opanowania nawet przez fachowców. W przyszłości funkcje nadzorcze będą pełniły automaty, obecnie - w formie zalążkowej - w postaci systemów nadzoru, sterowania i zbierania danych pomiarowych (SCADA). Zdalny monitoring może pełnić następujące funkcje: odpytywanie ( w zadanym odstępie czasowym) wszystkich objętych monitoringiem POŚ; archiwizacja i przesyłanie danych; zdalne sterowanie; alarmy. 1
Wykorzystywane są w tym celu różne systemy elektroniczne, np.: telefonia komórkowa; GPRS + powiadamianie za pomocą sms; lokalny system dla pojedynczego użytkownika (Lach 2012). POLSKA Obecnie w kraju w sprawie POŚ nadal obowiązuje wykładnia przedstawiona w odpowiedzi z dnia 12 maja 2009 r. sekretarza stanu w MŚ S. Gawłowskiego - na interpelację posła J. Matwiejuka, przekazaną przy piśmie z dnia 15 kwietnia 2009 r. (znak: SPS-023-9010/09). W interpelacji tej zadano m. in. dwa następujące pytania: Pytanie 4.: W jaki sposób będzie prowadzona kontrola przydomowych oczyszczalni ścieków? Pytanie 5.: W oparciu o jakie przepisy kontrole będą prowadzone? Odpowiedź ministerialną na oba pytania przytaczam poniżej in extenso: Problematykę związaną z monitoringiem przydomowych oczyszczalni ścieków należałoby rozpatrywać, biorąc pod uwagę dwie kategorie tych obiektów, czyli takie, które służą wyłącznie potrzebom zwykłego korzystania z wód, oraz takie, które wykraczają poza ten rodzaj korzystania. W pierwszym przypadku, który ogranicza się do wprowadzania do 5 m 3 ścieków bytowych, pochodzących z własnego gospodarstwa domowego lub rolnego, do ziemi w granicach gruntu stanowiącego własność wprowadzającego lub do urządzeń wodnych leżących również w granicach gruntu stanowiącego własność wprowadzającego, nie jest wymagane posiadanie pozwolenia wodnoprawnego. Natomiast sytuacje wykraczające poza korzystanie zwykłe objęte będą obowiązkiem posiadania pozwolenia wodnoprawnego na wprowadzanie ścieków. Dla tych właśnie przypadków stworzony został system kontroli przestrzegania warunków odprowadzania ścieków określonych w pozwoleniach wodnoprawnych. Nadzór ten jest realizowany przez organy Inspekcji Ochrony Środowiska. Jednakże nie oznacza to wcale, że indywidualne przydomowe oczyszczalnie ścieków pozostają poza jakąkolwiek kontrolą. Istnieje bowiem instytucjonalny nadzór działania tego typu obiektów, zarówno z punku widzenia ochrony środowiska (gdzie organem takim jest wójt, burmistrz lub prezydent miasta), jak też w zakresie poprawności ich wykonania pod względem technicznym (gdzie właściwym organem jest starosta). Należy w tym miejscu podkreślić, iż już na etapie budowy omawianych obiektów istnieje obowiązek ich zgłaszania wójtowi, burmistrzowi lub prezydentowi miasta. Wymóg taki wynika m.in. z przepisów art. 152 ust. l i art. 378 ust. 3 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150, ze zmianami) oraz rozporządzenia ministra środowiska z dnia 22 grudnia 2004 r. w sprawie rodzajów instalacji, których eksploatacja wymaga zgłoszenia (Dz. U. Nr 283, poz. 2839). Ponadto należy zauważyć, iż zgodnie z zapisami art. 3 ust. 3 pkt 2 wyszczególnionej na wstępie ustawy o utrzymaniu porządku i czystości w gminach gminy są zobowiązane do prowadzenia ewidencji przydomowych oczyszczalni ścieków, która dotyczyć ma zarówno ilości, jak i zlokalizowania miejsc użycia tych urządzeń na terenie danej jednostki administracyjnej. Proces ten ma na celu kontrolę częstotliwości i sposobu opróżniania przydomowych oczyszczalni ścieków bytowych z obciążonych zanieczyszczeniami osadów ściekowych. Osady te powstają w wyniku stosowania procesów technologicznych i w przypadku zbyt długiego ich przetrzymywania mogą pogarszać 2
parametry pracy oczyszczalni, a w rezultacie obniżać zakładany efekt ekologiczny. Tego typu inwentaryzacja ma służyć również rozpoznaniu, w jakim kierunku należałoby w danej gminie rozwijać sieć kanalizacyjną; jaki sposób odbioru ścieków byłby dla niej najwłaściwszy, czy byłyby to rozwiązania indywidualne zastosowane np. ze względu na duże rozproszenie zabudowy mieszkalnej, czy może jednak byłyby to systemy zbiorcze obsługujące wszystkich mieszkańców gminy. Dodatkowo wyjaśnić należy, że na podstawie art. 29 ust. l pkt 3 oraz art. 30 ust. l pkt l ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. z 2006 r. Nr 156, poz. 1118, ze zm.) budowa indywidualnych przedmiotowych podczyszczalni ścieków o przepustowości do 7,5 m 3 nie wymaga pozwolenia budowlanego, lecz jedynie zgłoszenia właściwemu organowi administracji architektoniczno-budowlanej i nadzoru budowlanego. Należy podkreślić, iż obowiązek prowadzenia pomiarów wielkości emisji istnieje wyłącznie dla instalacji wymagającej pozwolenia wodnoprawnego. W związku z tym, ocenia się, że wprowadzanie takiego wymogu w przypadku eksploatacji instalacji niewymagających tego pozwolenia, do których należą indywidualne przydomowe oczyszczalnie ścieków, byłoby niezasadne. Zakres oddziaływania tych obiektów na środowisko, przy poprawnym ich wykonaniu pod względem technicznym, jest na tyle niewielki, że nie ma uzasadnienia dla obciążania osób je eksploatujących obowiązkiem wykonywania drogich badań. Badania podstawowych trzech wskaźników zanieczyszczeń (BZT 5, ChZT, zawiesina ogólna) kosztują około 200 zł, zaś kolejne 200 zł (nie licząc dojazdu i poboru próbek) należałoby wydać na oznaczenia azotu ogólnego i fosforu ogólnego w oczyszczonych ściekach. Są to wysokie koszty eksploatacji, zważywszy, że należy je wykonywać co pół roku. Przy zrzucie ścieków typowym dla przeciętnego gospodarstwa domowego Q d = 0,5 m 3 /d, opłaty te skutkują zwiększeniem kosztów eksploatacji o 1-2 zł/m 3. POŚ w aglomeracjach, spełniające warunki rozporządzenia MŚ (2014), generują jeszcze większe koszty eksploatacji. Piasny wyróżnia serwis gwarancyjny i pogwarancyjny. Podczas przeglądu oczyszczalni typu SBR (reaktor porcjowy z osadem czynnym) wykonywane są następujące czynności (Piasny 2014): próba sedymentacyjna osadu czynnego, sprawdzenie ilości zawiesiny łatwo opadającej w ściekach oczyszczonych, pomiar stężenia tlenu w komorze reaktora, sprawdzenie ciśnienia sprężonego powietrza na dyfuzorze napowietrzającym, badanie stężenia azotu amonowego w ściekach oczyszczonych. Do tej listy warto byłoby dodać: sprawdzenie poziomu osadów w osadniku wstępnym (gnilnym), pomiar ph (ważny przy stosowaniu koagulantów do strącania fosforu - Johannessen i in. 2012) i temperatury ścieków (ważny przy usuwaniu azotu powyżej 12 o C), analizę mikroskopową osadu czynnego (szczególnie w sytuacjach awaryjnych), pomiar szybkości zużywania tlenu w fazie bez napowietrzania i ewentualna korekta czasu trwania fazy napowietrzania. Warto zauważyć, że eksploatację POŚ powierza się często w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych i gminnych zakładach komunalnych osobom nieprzeszkolonym, nie znających specyfiki pracy POŚ. Wykonane prace serwisowe nie są zazwyczaj zapisywane w książce eksploatacji, a powinny. 3
Bernaciak i in. (2015) uważają, że w Polsce jest obecnie zainstalowanych 300-400 tysięcy POŚ, z czego znaczny odsetek oczyszczalni instalowanych indywidualnie nie jest zgłoszonych. Towarzyszące temu zaniedbania w prowadzeniu przez gminy ewidencji POŚ skutecznie utrudniają realną ocenę stanu gospodarki ściekowej w gminach. REPUBLIKA FEDERALNA NIEMIEC Od sierpnia 2002 r. w Niemczech można budować tylko produkowane seryjnie POŚ z certyfikatem Niemieckiego Instytutu Techniki Budowlanej (Deutsche Institut für Bautechnik, Berlin). Są to tzw. tlenowe biologiczne oczyszczalnie (osad czynny, tlenowe złoża biologiczne lub hybrydy), które ostatnio dofinansowywał w kraju NFOŚiGW. Oczyszczalnie te pracują poprawnie tylko wtedy, gdy są odpowiednio eksploatowane. Przeglądy serwisowe wykonują certyfikowane przez organizację techniczną DWA (odpowiednik naszego PZITS) firmy, z częstotliwością co 6 miesięcy. Listę certyfikowanych firm można znaleźć i sprawdzić w internecie (www.dwa.de Landesverband Nord). Protokoły przeglądu przesyłane były do gminy (niem.: Gemeinde) i odpowiednika naszego starostwa powiatowego (niem.: Untere Wasserbehörde). Np. w powiecie Cuxhaven (Landkreis Cuxhaven 2014), gdzie jest około 14.500 POŚ (w całej Dolnej Saksonii około 200.000) co roku spływało do urzędów 54.000 protokołów z przeglądu POŚ. Aby opanować tę lawinę dokumentów, wprowadzono system komputerowy DiWa (niem.: Digitale Wartung) (DiWa 2015). System ten opracowała spółka Kommunale Umwelt-AktioN U.A.N. z siedzibą w Hanowerze. Od 2005 r. serwisanci wypełniają protokoły w formie elektronicznej i przesyłają je do odpowiedników starostw powiatowych, gdzie są one analizowane. Jeżeli protokół nie zostanie dosłany, użytkownik POŚ (a nie serwisant) jest ponaglany odpowiednim pismem. Oczyszczalnie bez certyfikatu DIBt, takie jak osadniki gnilne z drenażem rozsączającym, filtry piaskowe czy stawy doczyszczające dostały w 2002 r. 15-letni okres karencji (do końca 2017 r.), w którym powinny zostać zmodernizowane do wymaganych standardów. Koszty takich modernizacji szacowane są na 4.000 do 6.000 na dom jednorodzinny. STANY ZJEDNOCZONE A. P. W wielu stanach USA praktykowane jest zlecanie eksploatacji POŚ koncesjonowanej firmie lub powierzanie jej uprawnionemu użytkownikowi. Np. roczny koszt serwisowania przez specjalistyczna firmę w hrabstwie Washington wynosi 60 $ dla domów jednorodzinnych i 180 $ dla obiektów żywienia zbiorowego (Washington 2015). Pierwszy kontrakt po wybudowaniu POŚ zawierany jest na okres dwuletni. Obejmuje on inspekcje (raz na kwartał, tj. 4 inspekcje w roku), testowanie i sprawozdawczość, lecz nie dotyczy napraw uszkodzeń, które powinny być objęte gwarancja producenta. Po upływie okresu gwarancji za naprawę uszkodzeń płaci dodatkowo użytkownik. Użytkownik POŚ powinien zapewnić dostęp do POŚ serwisantowi w dniach roboczych od godz. 8.00 do 17.00. Serwisant zobowiązany jest wręczyć protokół z serwisu użytkownikowi, a kopię przesłać do lokalnego departamentu zdrowia w terminie 14 dni. Wewnątrz oczyszczalni powinna znaleźć się wodoodporna etykietka z wpisaną datą ostatniego serwisu. Opróżnianie osadników i reaktorów praktykuje się co 2-4 lata, w zależności od potrzeb. Zgłoszenie problemu z instalacją w okresie między inspekcjami może skutkować dodatkowymi kosztami poniesionymi przez użytkownika. Po upływie dwóch lat kontraktu początkowego, użytkownik może kontynuować umowę z firmą serwisową lub przejść na samoobsługę, pod warunkiem, że zaliczy płatny (ok. 100 $) kurs 4
szkoleniowy i zda egzamin z zasad użytkowania POŚ. Zamiar podpisania nowej umowy powinien być zgłoszony do departamentu zdrowia na przynajmniej 30 dni przed wygaśnięciem starej umowy serwisowej. Jedna z wiodących amerykańskich firm ORENCO zwraca uwagę na cały ciąg zarządzania produktem, jakim jest POŚ. Jego kolejnymi uczestnikami są (Orenco Systems 2015): 1. Producent, 2. Prawodawca/regulator/kontroler, 3. Sprzedawca przedstawiciel handlowy, 4. Projektant, 5. Instalator, 6. Serwisant, 7. Użytkownik. Warto zauważyć, że zakres kontroli POŚ obejmuje zazwyczaj: BZT 5, zawiesinę ogólną i indeks Coli typu fekalnego. W Stanach Zjednoczonych A. P. zwraca się dużą uwagę na zanieczyszczenia mikrobiologiczne; każda oczyszczalnia nawet POŚ musi dezynfekować ścieki oczyszczone przed ich wprowadzeniem do środowiska. W POŚ realizuje się to za pomocą dezynfektantów np. w postaci tabletek podchlorynu sodowego. WNIOSKI Zarządzanie POŚ, nawet tych nie będących własnością gminy, powinno być scentralizowane w skali gminy lub komunalnego związku gmin, w powiązaniu ze strategią gospodarki wodnościekowej w skali zlewni. Pracownicy prowadzący serwis POŚ, jeżeli nie są absolwentami szkół średnich i uczelni wyższych, gdzie zaliczyli przedmiot POŚ lub zbliżony, powinni być przeszkoleni w zakresie podstaw eksploatacji POŚ, która często odbiega od zasad eksploatacji średnich i dużych oczyszczalni ścieków. Niezbędne jest wprowadzenie komputerowego systemu monitowania pracy POŚ i ich obsługi, na wzór niemieckiego systemu DiWa. W celu potanienia systemu monitoringu, z wymaganego obecnie zakresu analizy jakościowej ścieków bytowych, oczyszczonych w POŚ, można wyłączyć ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen), jeśli wykonuje się oznaczenia BZT 5. LITERATURA DiWa - Digitales Wartungsprotokoll für Kleinkläranlagen. www.diwa5.de/ Dostęp: 31.10. 2015 Johannessen E., Eikum A.S., Krogstad T. (2012) Evaluation of sampling methods for monitoring effluent phosphorus for on-site wastewater treatment systems. Water Sci. & Tech. 65 (11) 2049-54 Lach J. (2012) Monitorowanie pracy POŚ. Studia Informatica, 33, 5-12 5
Landkreis Cuxhaven (2014) Wartung und Nachrüstung von Kleinkläranlagen. http://www.landkreis-cuxhaven.de/ Dostęp: 31.10. 2015 Orenco systems (2015) www.orenco.com/corporate/technical_resources/technical_pubs.cfm Piasny M. (2014) Rola eksploatacji i serwisowania w poprawnym funkcjonowaniu systemów oczyszczania ścieków. Mat. II konf. POŚ. Projektowanie budowa, eksploatacja. Abrys, Boszkowo-Letnisko, 104-113 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz. U. 2014, poz. 1800 Washington County Environmental Health Department, (2015) Brenham, Texas, USA information for the property owner considering an aerobic ATU on-site sewage facility http://tools.cira.state.tx.us/users/0158/docs/environmental/info%20for%20aerobic.pdf Zawadzki A., Bernaciak P., Jankowska J. (2015) Serwis przydomowych oczyszczalni ścieków w Polsce. Wielkość rynku oczyszczalni i systemy kontroli. Polski Instalator 3. 6