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
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.
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.
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
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 200 000 małych zakładów pracy + kilkadziesiąt większych http://www.rakstop.engo.pl/www/osad.htm. 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 http://odpady.org.pl/articles.php?id=1113.
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!!!!
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
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.
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 40-2000 2001-10000 10001-40000 >40000 Chrom 10-672 9-1140 2-750 4-320 4-320 Kadm 0-40,4 0-19,4 0-236 0-1032 0-330 Ołów 0-860 0,2-605 3-329 0-620 0-520 Cynk 3-3300 438-4225 22-7228 28-10300 20-8070
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%.
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz. U.02.134.1140 z dnia 27 sierpnia 2002 r.)
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.
Decydujące ce o dopuszczeniu do rolniczego stosowania są dwa czynniki: zawartość metali ciężkich w osadach, stan higieniczno-sanitarny osadów.
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
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) 1 000 g/ha/rok; 2) kadmu (Cd) - 20 g/ha/rok; 3) rtęci (Hg) - 10 g/ha/rok; 4) niklu (Ni) - 200 g/ha/rok; 5) cynku (Zn) 5 000 g/ha/rok; 6) miedzi (Cu) 1 600 g/ha/rok; 7) chromu (Cr) 1 000 g/ha/rok.
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
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.
Osady odwodnione Kompostowanie Spalanie, zgazowywanie Wapnowanie Suszenie Wykorzystanie przyrodnicze Współspalanie w cementowniach z węglem z odpadami Możliwości zagospodarowania (unieszkodliwienia) osadów ściekowych
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.
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
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.
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
Koszty eksploatacyjne różnych metod unieszkodliwiania osadów Metoda unieszkodliwiania Koszt ( na 1 Mg) Składowanie 40 300 Suszenie 150 400 Stosowanie rekultywacyjne 75 200 Wykorzystanie rolnicze 75 200 Kompostowanie 120-400
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 www.biopros.info; film video, konsultacja aklasa@uwm.edu.pl