Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Zalety i problemy związane z zagospodarowaniem osadów ściekowych metodą trzcinową

The advantages and problems related to the management of sewage sludge using reed bed systems
Autorzy publikacji przedstawiają zalety systemów trzcinowych oraz problemy, które mogą się pojawić w tym na etapie ich budowy, przy rozruchu i eksploatacji
Autorzy publikacji przedstawiają zalety systemów trzcinowych oraz problemy, które mogą się pojawić w tym na etapie ich budowy, przy rozruchu i eksploatacji
Fot. archiwum redakcji RI

Systemy trzcinowe do zagospodarowania osadów mogą stanowić bardzo dobre rozwiązanie dla małych oczyszczalni ścieków, które dysponują ograniczonymi środkami finansowymi. Powodują równoczesną stabilizację i odwadnianie osadów, opierając się na procesach naturalnych, które nie obciążają środowiska. Mimo wielu zalet nie są jednak powszechnie stosowane w Polsce m.in. z powodu braku doświadczeń wśród projektantów.

W artykule:

• Systemy trzcinowe jako alternatywa do jednoczesnego odwadniania i stabilizacji osadów
• Zalety systemów trzcinowych
• Problemy, które mogą się pojawić w systemach trzcinowych, w tym na etapie ich budowy, przy rozruchu i eksploatacji

streszczenie

Ciekawą alternatywą dla małych i średnich oczyszczalni ścieków może być metoda wykorzystująca systemy trzcinowe do jednoczesnego odwadniania i stabilizacji osadów. Metoda ta ma wiele zalet – przede wszystkim charakteryzuje się niskimi kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi. Dodatkowo osady po przeróbce w systemach trzcinowych mogą zostać wykorzystane przyrodniczo. Należy jednak pamiętać, że, jak każda inna, metoda ta ma także swoje wady i ograniczenia. Błędy na etapie projektowania, budowy czy rozruchu widoczne się dopiero po kilku latach eksploatacji, a jednym z najczęstszych, powodującym poważne problemy eksploatacyjne, jest zbyt duże obciążenie systemu trzcinowego dawką osadów.



abstract

An interesting alternative for small and medium wastewater treatment plants can be the method using reed systems for simultaneous dewatering and stabilization of sewage sludge. This method has many advantages. First of all it has low investment and operation costs. In addition, sewage sludge after treatment in reed systems can be used in the environment as fertilizer. However, it should be remembered that this method has also drawbacks and limitations. The mistakes in the design and construction as well as operation process can be seen after a few years of operation. One of the most common problem is overloaded of the system.

Przez wiele lat w Polsce dominującym sposobem zagospodarowania osadów ściekowych z małych oczyszczalni ścieków było ich składowanie na składowiskach odpadów. Sposoby zagospodarowania osadów w komunalnych oczyszczalniach ścieków pokazano w tabeli 1.

Od 1 stycznia 2016 roku składowanie odpadów o cieple spalania powyżej 6 MJ/kg suchej masy jest zakazane. Tym samym małe oczyszczalnie ścieków stanęły przed wyborem metody zagospodarowania osadów. O ile średnie i duże oczyszczalnie mogły sobie pozwolić na budowę zaawansowanych (bardzo drogich w budowie i eksploatacji) technologii, o tyle małe oczyszczalnie najczęściej ze względów ekonomicznych wybierały najprostszy sposób gospodarowania osadami, tj. odwadnianie mechaniczne i wykorzystanie rolnicze.

Mimo że jest to najprostsza i najtańsza metoda zagospodarowania osadów ściekowych, niesie jednak za sobą szereg problemów. Przede wszystkim przy odwadnianiu mechanicznym konieczne jest stosowanie drogich polielektrolitów.

Dodatkowo odwodnione osady przed rolniczym wykorzystaniem trzeba magazynować na terenie oczyszczalni. Osady najczęściej są składowane bez zadaszenia i podlegają wpływowi opadów atmosferycznych.

Skuteczność odwadniania mechanicznego w małych oczyszczalniach nie przekracza kilkunastu procent suchej masy. Odwodniony osad ma postać mazistą, a magazynowany kilka miesięcy zagniwa. Rolnicze wykorzystanie takiego osadu jest bardzo uciążliwe, dodatkowym problemem jest konieczność aplikacji osadów na pola kilka razy w roku, co najczęściej nie współgra z potrzebami rolników.

Tabela 1. Zagospodarowanie osadów ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków (oprac. na podst. [4])
Tabela 1. Zagospodarowanie osadów ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków (oprac. na podst. [4])

Dla małych i średnich oczyszczalni ścieków ciekawą alternatywą może być metoda wykorzystująca systemy trzcinowe do jednoczesnego odwadniania i stabilizacji osadów. Eliminuje ona główne problemy, które występują podczas mechanicznego odwadniania. Przede wszystkim nie wymaga drogich urządzeń do odwadniania, prac związanych z procesem odwadniania mechanicznego i konieczności stosowania drogich polielektrolitów.

Istotna jest też możliwość wyeliminowania uciążliwości związanych z magazynowaniem odwodnionych osadów, ich zagniwaniem (ze względu na zachodzące tlenowe procesy stabilizacji), konsystencją i koniecznością stosowania wielokrotnie w ciągu roku [11].

Zalety systemów trzcinowych

Systemy trzcinowe są przede wszystkim łatwe i proste w obsłudze, charakteryzują się też niskimi kosztami eksploatacyjnymi. Metoda ta jest bardzo elastyczna, co stwarza możliwość dostosowania jej do lokalnych warunków terenowych, a naturalne walory umożliwiają łatwe wkomponowanie w istniejący krajobraz [14].

Systemy te odwodniają i stabilizują osady trzcinowe, opierając się na procesach naturalnych – naśladują warunki zachodzące w systemach bagiennych. W wyniku przerastania osadów dennych kłączami, pobierania z nich składników pokarmowych, mieszania z obumarłymi częściami roślin i mineralizacji powstaje substancja humusowa.

Dzięki silnie rozwiniętym kłączom oraz korzeniom trzcina bardzo intensywnie pobiera i odparowuje wodę z osadów oraz przerasta i napowietrza złoże osadowe, stwarzając tym samym warunki do rozwoju mikroorganizmów, które rozkładają substancję organiczną. Roślinność wspomaga również grawitacyjny odpływ wody z osadów i zwiększa ich porowatość. Dodatkowo trzcina charakteryzuje się tolerancją na mrozy i upały oraz przede wszystkim dużą odpornością na mikrozanieczyszczenia toksyczne czy metale ciężkie [5, 7, 11, 14].

Naturalny charakter tej metody ma dwie podstawowe zalety.

  • Po pierwsze, jej stosowanie nie wpływa negatywnie na środowisko przyrodnicze, a wręcz przeciwnie. Systemy trzcinowe z czasem przekształcają się w tętniące życiem ekosystemy, będące często ostoją rzadkich gatunków ptaków, płazów i innych zwierząt [14].
  • Po drugie, procesy w systemach trzcinowych zachodzą samoczynnie i nie wymagają stosowania drogich urządzeń czy dodatkowych substancji chemicznych, co znacznie zmniejsza koszty ich eksploatacji.

O taniej eksploatacji decyduje również fakt, że jest to metoda niskoenergochłonna – koszty wiążą się z energią zużywaną na pompowanie osadów. W analizie trzeba również uwzględnić koszty opróżniania poletek – obejmują one wykorzystanie koparki do wydobycia odwodnionego i ustabilizowanego osadu – oraz koszty składowania na przygotowanym placu, jak również ich wywiezienia do wykorzystania rolniczego.

Technologia opróżniania nie jest uciążliwa. Dodatkowo przy prawidłowo wybudowanym i eksploatowanym obiekcie opróżnienie poletka następuje średnio raz na 10–15 lat. Kolejną zaletą jest fakt, że osady ściekowe na poletka są podawane bezpośrednio z komory osadu czynnego lub osadnika wtórnego bez konieczności stosowania dodatkowych zabiegów, co zmniejsza zarówno koszty eksploatacyjne, jak i inwestycyjne.

Przy metodzie trzcinowej można istotnie zaoszczędzić na kosztach transportu, ponieważ przy użyciu poletek ilość osadów ściekowych, które należy przewieźć, spada o 50–60% w porównaniu do odwadniania mechanicznego. Doświadczenia z budowy systemów trzcinowych pokazują, że koszty inwestycyjne budowy poletek wynoszą jedynie około 20% kosztów budowy kompostowni. Z kolei badania przeprowadzone na obiektach trzcinowych pracujących w skali technicznej pokazują, że jeśli są one prawidłowo eksploatowane, uzyskuje się bardzo wysoką skuteczność odwadniania (nawet powyżej 40%) oraz wysoki stopień mineralizacji [6].

Dodatkowo osady ściekowe poddane przeróbce w systemach trzcinowych stanowią cenną substancję humusową oraz charakteryzują się wysoką zawartością substancji biogennych (azotu i fosforu). W oczyszczalniach, w których fosfor strącany jest chemicznie, osady mają bardzo wysokie stężenia tej substancji (ok. 2–4% suchej masy) [6]. Są to dużo wyższe zawartości niż w przypadku nawozów naturalnych (obornik, gnojówka).

Jeśli przetworzone osady spełniają wymagania (mikrobiologiczne oraz dotyczące zawartości metali ciężkich) określone przez rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie osadów ściekowych (tabela 2), mogą zostać wykorzystane przyrodniczo.

Tabela 2. Dopuszczalna zawartość metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wg rozporządzenia Ministra Środowiska [12]
Tabela 2. Dopuszczalna zawartość metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wg rozporządzenia Ministra Środowiska [12]

Według rozporządzenia w sprawie komunalnych osadów ściekowych [12] mogą być one stosowane na gruntach, jeżeli spełniają następujące wymagania mikrobiologiczne:

  • w przypadku stosowania tych osadów w rolnictwie i do rekultywacji gruntów na cele rolne nie wyizolowano bakterii z rodzaju Salmonella w reprezentatywnej próbce osadów o masie 100 g;

oraz gdy:

  • „łączna liczba żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp. w 1 kg suchej masy osadów przeznaczonych do badań stosowanych:

a) w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne – wynosi 0,

b) do rekultywacji terenów – jest nie większa niż 300, (...)

e) do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i do produkcji pasz – jest nie większa niż 300. (...)

Ze względu na to, że systemy trzcinowe stosowane są dla małych i średnich miejscowości, gdzie nie ma przemysłu ciężkiego, najczęściej nie ma też problemu z zachowaniem wymaganych zawartości metali ciężkich. Potwierdzają to wyniki badań przeprowadzonych zarówno w Polsce, jak i w Europie, które zostały przedstawione w publikacji [9].

Warunki, które panują na poletku trzcinowym, przypominają te z pryzm kompostowych, co przyczynia się do zmniejszenia ilości mikroorganizmów chorobotwórczych [10].

Wykorzystanie przyrodnicze osadów jest jedną z bardziej poprawnych ścieżek ich zagospodarowania, ponieważ przyczynia się do zamknięcia obiegu materii organicznej w przyrodzie. Dodatkowo jest to zgodne z wymogami dyrektyw UE, a w szczególności dyrektywy 2000/60/WE ustanawiającej ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej [3], która wskazuje, że osady ściekowe muszą być ponownie wykorzystane w każdym przypadku, jeśli zostanie ograniczony do minimum ich niekorzystny wpływ na środowisko przyrodnicze.

Istotny jest fakt, że metoda trzcinowa to nie składowanie czy magazynowanie osadów trzcinowych. Jest to biologiczny proces przekształcania, który powoduje stabilizację osadów i ich przekształcenie w substancję humusową w obecności roślin. Zgodnie z ustawą o odpadach jest to proces odzysku określony symbolem R3 – recykling lub regeneracja substancji organicznych, które nie są stosowane jako rozpuszczalniki (włączając kompostowanie i inne biologiczne procesy przekształcania) [13].

Literatura

1. Brix H., Integrated sludge dewatering and mineralization in sludge treatment reed beds, Proceeding of 14th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control, Shanghai (China) 2014.
2. Brix H., Sludge dewatering and mineralization in sludge treatment reed beds, „Water” Vol. 9, No. 3, 2017, p. 160–165.
3. Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej.
4. GUS, Ochrona środowiska 2016, Warszawa.
5. Kalisz L., Sałbut J., Wykorzystanie trzciny do odwadniania i mineralizacji osadów stabilizowanych w warunkach beztlenowych. Monografia, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 2008.
6. Kołecka K., Gajewska M., Obarska-Pempkowiak H., Rohde D., Integrated dewatering and stabilization system as an environmentally friendly technology in sewage sludge management in Poland, „Ecological Engineering”, 98, 2017, p. 346–353.
7. Kołecka K., Pyszka J., Zelba K., Charakterystyka jakości odcieków z osadów ściekowych odwadnianych i stabilizowanych w złożach trzcinowych, seria „Ochrona i Inżynieria Środowiska”, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2017.
8. Kołecka K., Rohde D., Projektowanie, budowa i eksploatacja systemów trzcinowych do odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych, „Rynek Instalacyjny” nr 4/2018, s. 105–109.
9. Kołecka K., Rohde D., Systemy trzcinowe jako metoda odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych dla małych i średnich oczyszczalni, „Rynek Instalacyjny”, nr 3/2018, s. 102–105.
10. Nielsen S., Helsinge sludge reed beds systems: reduction of pathogenic microorganisms, „Water Science and Technology”, 56 (3), 2007, p. 175–182.
11. Obarska-Pempkowiak H., Kołecka K., Buchholtz K., Gajewska M., Ekoinżynieria w zintegrowanym odwadnianiu i stabilizacji osadów ściekowych w systemach trzcinowych, „Przemysł Chemiczny” Vol. 94, nr 12, 2015, s. 2299–2303.
12. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 lutego 2015 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (DzU 2015, poz. 257).
13. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (DzU 2014 poz. 1923).
14. Sobczyk R., Sypuła M., Wykorzystanie makrofitów do przetwarzania osadów ściekowych na mursz, „Forum Instalatora” nr 4/2011, s. 46–48.

Czytaj też: Projektowanie, budowa i eksploatacja systemów trzcinowych do odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[woda,oczyszczanie ścieków,odwadnianie osadów,oczyszczalnie hydtofitowe]

   07.06.2018
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl