Oczyszczanie i utylizacja ścieków w ponad milionowym mieście jest nietrywialnym zadaniem i wyzwaniem dla najlepszych.

Jeśli młodzi warszawiacy troszczą się o swoje miasto, a wyrazem tej troski są prace magisterskie i dyplomowe, to ze spokojem możemy myśleć o przyszłości naszego miasta.

Dziś prezentujemy pracę Bartosza Marcina Sucheckiego, absolwenta Wyższej Szkoły Ekologii i Zarządzania w Warszawie z roku 2005.

Bartosz porusza w swej pracy bardzo ważne problemy dla środowiska naturalnego Warszawy i proponuje rozwiązania.

Warto zapoznać sie z Jego uwagami oraz pracą magisterską, której promotorem jest dr hab. inż. Krzysztof Skalmowski.

Zagospodarowanie osadów ściekowych z oczyszczalni Czajka

Wstęp

Osady ściekowe powstają w wyniku oczyszczania ścieków komunalnych. Osad ściekowy zawiera między innymi mikroorganizmy rozkładające zanieczyszczenia obecne w ściekach trafiających do oczyszczalni. Mikroorganizmy rozkładając zanieczyszczenia namnażają się. W wyniku flokulacji następuje wytworzenie z masy mikroorganizmów osadu, który jest kierowany do fermentacji i zagęszczania.

Niezbędne jest wprowadzenie optymalnych metod unieszkodliwiania osadów. W zależności od właściwości i składu chemicznego osadów można je wykorzystywać przyrodniczo lub utylizować.

Osady ściekowe, szczególnie z dużych, miejskich oczyszczalni ścieków jak „Czajka” w Warszawie czy „Hajdów” w Lublinie są obciążone dużym ładunkiem metali ciężkich i organizmów chorobotwórczych. W Polsce jest niemal czterdzieści miast, w których żyje powyżej 100 000 mieszkańców. Sanitarne zagrożenie płynące ze strony osadów, jak również stale wzrastające obciążenie ładunkiem metali ciężkich, wskazuje na konieczność zastosowania termicznej utylizacji. W warszawskiej, największej w Polsce oczyszczalni ścieków „Czajka”, powstaje dziennie 120 Mg (ton) osadów.

Wraz z budową nowych oczyszczalni będzie wzrastała ilość wyprodukowanych osadów ściekowych. Zakłada się, że w stosunku do stanu z roku 2000, w ciągu 15 lat ilość komunalnych osadów ściekowych podwoi się i osiągnie poziom 760 000 Mg/rok.

Tak ogromna ilość osadów obciążonych ładunkiem metali ciężkich musi zostać zutylizowana termicznie w celu zmniejszenia masy i objętości, jak również dla późniejszej immobilizacji (np. zapobieżenia przedostaniu się do wód gruntowych) metali ciężkich. Nie istnieje inna, bezpieczna ekologicznie i uzasadniona ekonomicznie metoda zagospodarowania osadów ściekowych z dużych miast.

W chwili obecnej, najbardziej rozpowszechnioną metodą zagospodarowania jest składowanie osadów na składowiskach. Generuje to bardzo duże koszty wieloletniego utrzymywania i monitoringu składowiska. Ze względu na konieczną, dużą powierzchnię składowiska osadów, brak jest odpowiednich miejsc na takie inwestycje. Składowanie osadów ściekowych stwarza bardzo duże zagrożenie dla środowiska naturalnego i zdrowia ludzi.

Każdy współcześnie projektowany system oczyszczania ścieków musi uwzględniać technologię zagospodarowania osadów. Jeżeli osady mają być utylizowane termicznie, konieczne jest zaproponowanie sposobu zagospodarowania produktów spalania.

Dla oczyszczalni „Czajka” zaproponowałem technologię fluidalnego spalania osadów ściekowych. Piec PYROFLIUD spalając podsuszone osady wraz z systemem oczyszczania spalin, jest najlepszą metodą unieszkodliwienia tak dużej ilości osadów. Zaproponowany przeze mnie sposób zagospodarowania produktów spalania gwarantuje immobilizację metali ciężkich eliminując jednocześnie potrzebę budowy składowiska.

Spalanie fluidalne zostało uznane za jedną z najlepszych technologii utylizacji osadów ściekowych. Przy wielu miastach na świecie, zostały wybudowane systemy fluidalnego spalania osadów ściekowych. Bardzo dobre wyniki działania tych instalacji i społeczne przyzwolenie na stosowanie tego typu technologii również wskazuje na zasadność zaproponowanego przeze mnie rozwiązania.

Uczestnicząc w konsultacjach społecznych dotyczących modernizacji oczyszczalni „Czajka” zapoznałem się z właściwościami osadów z „Czajki” a także z technologią, jaką planuje zastosować dyrekcja tej oczyszczalni. Istniejący projekt wzbudził moje poważne zastrzeżenia. Dlatego też postanowiłem zaproponować zastosowanie innej, doskonalszej technologii utylizacji osadów.

Dotychczasowy sposób postępowania z osadami z Czajki

W miejscowości Szyjki w gminie Glinojeck, gdzie przez wiele lat deponowano osady, dowiedziałem się, że od stycznia 1999 w tej miejscowości składowane były osady ściekowe z oczyszczalni "Czajka".

Według delegatury WIOŚ w Ciechanowie od 1999 do 2003 r. na składowisko trafiało średnio 25 000 Mg osadów rocznie, natomiast w roku 2004 trafiły tam jedynie 774 Mg osadów. Według pozwolenia osady były wykorzystywane do rekultywacji wyrobiska po żwirowego. Składowisko w Szyjkach nie jest w żaden sposób zabezpieczone - jest nieogrodzone, brakuje jakichkolwiek znaków ostrzegawczych. Składowisko nie posiada izolacji, drenażu, systemu odprowadzenia odcieków, a piaskowe podłoże sprzyja przesiąkaniu odcieków do wód gruntowych.

Z badań WIOŚ wykonanych w okolicznych studniach w obrębie wyrobiska poeksploatacyjnego piasku na terenie gm. Glinojeck, stwierdzono na przestrzeni od 01.02.1999 roku do 10.05.2001 roku podwyższenie zawartości azotanów, kadmu, niklu, chromu i ołowiu. Oprócz podwyższonej zawartości metali ciężkich, do gleby i wód trafiły również azotany i azotyny, jaja pasożytów, chorobotwórcze bakterie i wirusy. Delegatura WIOŚ w Ciechanowie stwierdziła 15-krotne przekroczenie dawki osadu ściekowego użytego do rekultywacji. Wyniki badań przeprowadzonych na składowisku wskazały  na konieczność natychmiastowego zaprzestania składowania osadów.

Wybór rozwiązania racjonalnego pod względem technologicznym i ekologicznym.

Największym problemem utrudniającym unieszkodliwienie osadów ściekowych z oczyszczalni „Czajka” jest ich bardzo duża ilość, a także zanieczyszczenie metalami ciężkimi.

Okresowe przekroczenia zawartości kadmu i niklu uniemożliwiają rolnicze wykorzystanie osadów z Czajki. Według wyników badań udostępnionych w ramach projektu Kommunale Umwelt-AktioN U.A.N zdarzają się również przekroczenia zawartości chromu (860 mg/kg) , cynku (2600 mg/kg). Taki stan nie pozwala na dopuszczenie osadów z „Czajki” do rolniczego wykorzystania. Największym jednak zagrożeniem płynącym z osadów z „Czajki” jest zawartość kadmu. Zawartość kadmu, w wysokości 70 mg/kg, dyskwalifikuje osady do przyrodniczego wykorzystywania.

Tak duże zawartości metali ciężkich w osadach z „Czajki” nie pozwalają również na jego kompostowanie z uwagi na brak możliwości późniejszego wykorzystania kompostu. W takiej sytuacji jedynym i najlepszym rozwiązaniem staje się termiczna utylizacja osadów i powiązania z nim immobilizacja metali ciężkich w cemencie.

Wnioski.

1. Kwestie prawne zagospodarowania osadów stanowią, co prawda, kiedy można przyrodniczo wykorzystywać osady, lecz jak wspomniałem pisząc o dotychczasowych metodach zagospodarowania, możliwe jest składowanie osadów pod pozorem rekultywacji. Brak odpowiedniej kontroli umożliwia takie praktyki. Zmieniające się prawo i dalsze obostrzenia w kwestii przyrodniczego użytkowania osadów pozwolą na ograniczenie takich form zagospodarowania osadów.
2. Problem zagospodarowania osadów ściekowych nabiera znaczenia w związku z budową nowych obiektów i zwiększającym się dostępem ludności do oczyszczalni.
3. Głównym problemem dotyczącym utylizacji osadów z „Czajki” jest ich bardzo duża ilość i obciążenie ładunkiem metali ciężkich.
4. Dotychczasowy sposób postępowania z osadami z „Czajki” musi zostać przerwany w trybie natychmiastowym.
5. Dyrekcja „Czajki” planuje zmieszanie podsuszonych osadów z „Czajki” z wysuszonymi osadami z oczyszczalni „Południe” i termiczną utylizację w piecu fluidalnym. Ponadto planuje użycie oleju opałowego do rozpalania pieca. Popioły ze spalania mają być betonowane i składowane na miejscu. Projekt ten dopuszcza również wapnowanie i przyrodnicze wykorzystanie części osadów z „Czajki”.
6. Rozwiązanie, które planuje wdrożyć „Czajka” budzi moje poważne zastrzeżenia. Zmieszanie osadów podsuszonych z suchymi spowoduje prawdopodobnie nierównomierną pracę pieca. Osady z oczyszczalni „Południe” mogą być z powodzeniem spalane w pobliskiej elektrociepłowni Siekierki. Propozycja przyrodniczego wykorzystania osadów z „Czajki” jest niedopuszczalna. Popioły z procesu spalania powinny być wykorzystane w budownictwie, składowanie ich jest nieuzasadnione.
7. Moja koncepcja zakłada odwodnienie osadów z Czajki do 23 % s.m a następnie podsuszenie do 32% s.m. Tak podsuszony osad zostanie spalony na złożu fluidalnym w piecu PYROFLUID. Spaliny zostaną oczyszczone w elektrofiltrze, płuczce, skruberze i filtrze workowym. Rtęć w postaci gazowej zostanie oddzielona dzięki wtryskiwaniu węgla aktywnego wraz z wodorowęglanem sodu. Końcowe usunięcie rtęci nastąpi w płuczce. Podawanie węgla aktywnego pozwoli również na usunięcie dioksyn i furanów Spaliny opuszczające elektrofiltr spełnią normę dotycząca pyłów określoną w Dyrektywie 2000/76/EC
8. Powstałe w wyniku spalania osadu popioły i gips zostaną wykorzystane do produkcji cementu portlandzkiego.
9. Biorąc pod uwagę te zastrzeżenia do planowanego przez dyrekcję Czajki rozwiązania zasadne jest rozważenie zastosowania opracowanej przeze mnie koncepcji utylizacji osadów ściekowych z Czajki

Bartosz Marcin Suchecki

Polecamy:

• Praca magisterska Bartosza Marcina Sucheckiego - 81 stron w formacie .pdf