LEMTECH Konsulting - Zagospodarowanie osadów ściekowych


C
ENTRUM PRASOWE


:: o firmie
:: komunikaty prasowe
:: LEMTECH w mediach
:: materiały graficzne

Przegląd Komunalny, listopad 2006

Zagospodarowanie osadów ściekowych

Optymalny system gospodarowania

Problemy z zagospodarowaniem osadów komunalnych występują w wielu krajach od szeregu lat. W Polsce budowa nowych oczyszczalni oraz modernizacja i rozbudowa już istniejących (związana z koniecznością zwiększenia stopnia oczyszczania ścieków) powoduje znaczny wzrost ilości komunalnego osadu ściekowego do zagospodarowania.

Dlatego w najbliższym czasie wiele oczyszczalni ścieków będzie zmuszonych do wyboru odpowiedniej opcji unieszkodliwienia i zagospodarowania osadów - najkorzystniejszej w danych warunkach, optymalnej ekonomicznie, proekologicznej, lecz przede wszystkim gwarantującej długotrwałe i pewne rozwiązanie problemu. Wymagać to będzie szerszego spojrzenia na gospodarkę komunalnym osadem ściekowym (dalej GOŚ). W prasie branżowej wiele miejsca poświęca się nowym technologiom odwadniania suszenia i spalania osadów, brak jest jednak informacji o tym, jak kompleksowo zaplanować, zaprojektować oraz wdrożyć system GOŚ. Niestety, najczęściej wszelkie działania dotyczące zagospodarowania osadów podejmowane są pochopnie i indywidualnie, bez niezbędnej analizy wielu czynników mających wpływ na powodzenie projektu.

Punktem wyjścia w planowaniu GOŚ powinna być informacja o realnych możliwościach zagospodarowania osadu na danym terenie, a dopiero potem dobranie ścieżki technologicznej, tzn. urządzeń, procesów, a także rozwiązań logistycznych, umożliwiających skorzystanie z wybranej metody. Działania powinny być podejmowane zawsze w tej kolejności.

Celem proponowanego systemu planowania GOŚ jest pomoc w identyfikacji oraz wyborze najlepszego wariantu realizacji (NWR) gospodarki osadowej, spośród możliwych do zastosowania. Dzięki temu zwiększa się prawdopodobieństwo, że realizowana GOŚ będzie pro-społeczna, optymalna technicznie (BAT) i ekonomicznie oraz będzie rozwiązaniem pewnym i efektywnym przez wiele lat. Spełnienie tych warunków powinno doprowadzić do wdrożenia optymalnego, długoterminowego rozwiązania na danym terenie, zarówno w odniesieniu do przeróbki jak i ostatecznego zagospodarowania osadu komunalnego.

Podstawowe cechy najlepszego wariantu realizacji gospodarki osadowej to najlepsze (optymalne) rozwiązania techniczno-technologiczne (BAT) i efektywność kosztowa, tzn. najniższe scalone koszty jednostkowe (koszty inwestycyjne + koszty eksploatacyjne). NWR gospodarki osadowej jest prospołeczny, uciążliwy dla najmniejszej liczby obywateli i chroniący życie człowieka w najwyższym możliwym stopniu. Do podstawowych cech NWR należy też zaliczyć spełnienie w długiej perspektywie wszystkich standardów emisji zanieczyszczeń oraz produktów ubocznych do wszystkich elementów środowiska. Uwzględnienie wszystkich czynników bezpieczeństwa pozwoli wyjaśnić niepewności związane z wpływem na środowisko oraz wyeliminuje możliwość powstania zanieczyszczenia wtórnego w środowisku. Ponadto ważne jest, aby zapewnić jak najdłuższy okres efektywnej eksploatacji możliwość zbytu produktu końcowego lub pozostałości po procesie.

Zastosowanie zaproponowanego sposobu zarządzania i planowania GOŚ, uwzględniającego szereg dodatkowych, często oczywistych, lecz z różnych względów pomijanych czynników, może wspomóc wybór NWR. Zaproponowany system planowania obejmuje cztery etapy. Są to Etap I. Wnikliwa analiza realnych możliwości lokalnego zagospodarowania osadu ściekowego; Etap II. Szacunkowa analiza ilości dyspozycyjnego osadu wejściowego z indywidualnej oczyszczalni lub z innych oczyszczalni zainteresowanych grupową GOŚ.; Etap III. Znając kierunek, w którym inwestor chce iść, należy zbadać, jakie są właściwości fizyko-chemiczne dyspozycyjnego osadu wejściowego oraz perspektywy zmian jego jakości w przyszłości; Etap IV. Wybór rozwiązania technicznego, technologii, urządzeń przeróbki oraz unieszkodliwiania osadu dyspozycyjnego.

Etap I

Na początku należy sprawdzić, która z obecnie obowiązujących metod postępowania z osadem ściekowym (rysunek 1) ma w ogóle szansę na wdrożenie. Zazwyczaj już na tym etapie można w prosty sposób wyeliminować pewne metody.

Innego podejścia wymagają duże miejskie oczyszczalnie ścieków, w których produkowane są największe ilości osadu (wg danych KPOŚ w dużych miejskich oczyszczalniach powstaje ok.59% całej prognozowanej ilości osadu), a innego małe wiejskie obiekty. W oczyszczalniach średniej wielkości można zastosować każdą z metod.

Jeżeli decydenci nie chcą popełnić błędu już na początku prac, to powinni raczej odrzucić rozwiązania warunkowo dopuszczalne, o dużym stopniu ryzyka, pamiętając o tym, że zasadniczym celem wyboru NWR jest pewność pozbycia się osadu i długoterminowość zastosowanego rozwiązania. Podstawowym parametrem powinna, więc być szacunkowa ilość dyspozycyjnego osadu. Do jej ustalenia można zastosować praktyczne przeliczenia, pozwalające na orientację i rozeznanie skali problemu, aby już na tym etapie wyeliminować nierealne rozwiązania.

Sporządzając analizę przyrodniczo-rolniczego wykorzystania osadu należy sprawdzić, gdzie najbliżej znajdują się tereny z możliwością zagospodarowania osadu, czy są to tereny do rekultywacji, czy tereny rolnicze, jaka jest ich wielkość, kto jest ich właścicielem, jaki jest plan ich zagospodarowania oraz jak długo miałaby trwać ich eksploatacja. Dzięki takiej analizie będzie można m.in. ustalić, czy obszar przewidziany do przyrodniczo-rolniczego zastosowania osadów nie jest zbyt mały.

Natomiast nie powinno brać się pod uwagę (z wyjątkiem najmniejszych oczyszczalni) umieszczania osadu na składowiskach odpadów komunalnych (jedyną ewentualnością zagospodarowania osadu na składowisku jest przesypka dzienna, wtedy jednak ilości osadu są zdecydowanie mniejsze - nie jest, więc to zawsze rozwiązanie długoterminowe). Składowanie osadów nie zostało wykreślone z listy metod GOŚ, bowiem po spełnieniu pewnych warunków nie jest prawnie zabronione. Jednak w większości przypadków składowanie nigdy nie będzie uznane za NWR.

Kolejną metodą zagospodarowania osadu jest termiczne unieszkodliwianie. Jej zastosowanie powoduje maksymalną redukcję ilości osadu, dlatego powinna być brana pod uwagę przede wszystkim w dużych miastach i aglomeracjach, gdzie powstają ogromne ilości osadu, a terenów do PWO oraz RWO jest coraz mniej. Warto zaznaczyć, iż termiczne unieszkodliwianie samo w sobie jest tylko metodą przeróbki osadu (czyli nie jest równoważne z ostatecznym jego zagospodarowaniem), jednak tylko ta metoda pozwala na 80- bądź 90- proc. redukcję ilości osadu i dlatego zostało uznane za metodę zagospodarowania osadu. Dopełnieniem termicznego unieszkodliwiania jest zagospodarowanie popiołów będących produktem ubocznym tego procesu.

Termiczne unieszkodliwianie może dotyczyć również suszenia wysokotemperaturowego, jednak ta metoda ze względu na możliwości zagospodarowania osadu dotyczy odzysku materiałowego. Najprościej mówiąc wiąże się ona z przetworzeniem osadu na wysoko wartościowy produkt komercyjny, np. granulat, nawóz, kompost. Metody te jednak nie są jeszcze w naszym kraju popularne i powszechnie stosowane, choć zainteresowanie nimi wzrasta. Zastosowanie suszenia wysokotemperaturowego wymaga wieloletniej promocji i wytworzenia swoistego rynku popytu na tego typu produkty. Odzysk materiałowy osadu po suszeniu wysokotemperaturowym otwiera możliwości zagospodarowania osadu w procesie współspalania jako paliwo dodatkowe (alternatywne), np. z odpadami komunalnymi, w cementowniach oraz elektrowniach i elektrociepłowniach. Istnieją też połączone procesy suszenia wysokotemperaturowego, a następnie termiczne unieszkodliwienie, jednak, ze względu na ogromne koszty, nie jest to rozwiązanie optymalne, o czym przekonała się już niejedna oczyszczalnia.

Efektem końcowym pierwszego etapu planowania powinno być wybranie możliwych (realnych i długoterminowych) metod, odrzucając tym samym rozwiązania nierealne w danym terenie i warunkach.

Na rys. 2 zostały przedstawione elementy procesu wyboru NWR, które powinny zostać uwzględnione i zweryfikowane w pierwszym etapie planowania. By optymalnie wybrać NWR, przede wszystkim należy sprawdzić dostępność terenu, czyli realne możliwości przyrodniczo-rolniczego zagospodarowania osadu, dostępności terenu pod inwestycje (np. instalacja suszenia, termicznego unieszkodliwiania) oraz regulacje prawne - czyli dokładnie zanalizować istniejące przepisy związane z warunkami zagospodarowania osadu ściekowego, co pozwoli odnieść się inwestorowi do wymogów prawnych zagospodarowania osadu i do wymogów jakościowo-ilościowych oraz perspektyw zmiany prawa, trendów itp.

Ponieważ bez akceptacji społecznej szansę na realizację inwestycji są znacznie osłabione, przy wyborze NWR bardzo ważne jest ustalenie nastawienia opinii publicznej do poczynań oczyszczalni ścieków (Inwestora) w tak drażliwej kwestii jak osad ściekowy jest bardzo ważne. Należy zatem przede wszystkim uwzględnić uciążliwości dla mieszkańców obszarów sąsiadujących z oczyszczalnią oraz miejsca ostatecznego zagospodarowania osadu (czyli terenów podejmowanych działań), transport osadu, a także - w przypadku rolniczo-przyrodniczego zagospodarowania osadu - nastawienie potencjalnych odbiorców osadu (np. rolników). Warto też pamiętać, że wszelkie działania dotycząc gospodarki osadami ściekowymi powinny być zgodne z założeniami polityki danego regionu. Dlatego należy sprawdzić takie dokumenty jak: strategia rozwoju regionu, plany ochrony środowiska, plany gospodarki odpadami itp. Może się okazać, że jest możliwość zintegrowania GOŚ z innymi działaniami w ramach tzw. systemów grupowych (szerzej etap II). Brak spójności przyjętych rozwiązań z polityką regionalną może także ograniczyć możliwości wykorzystania środków z funduszy UE, a także utrudnić otrzymanie stosownych opinii, pozwoleń itp. Przy wyborze NWR trzeba mieć też na uwadze, że analiza otoczenia infrastrukturalnego w rejonie pozwoli na rozeznanie innych możliwych wariantów, takich jak np. współspalanie (bliska obecność elektrociepłowni, elektrowni, cementowni, zakładu termicznego unieszkodliwiania odpadów komunalnych), może również ułatwić znalezienia bądź definitywne odrzucenie danego wariantu realizacji GOŚ (np. współspalania w pobliskiej elektrociepłowni).

Kolejnym elementem procesu wyboru NWR są uwarunkowania lokalne, których analiza związana jest bezpośrednio z najbliższym terenem działań. Chodzi tu przede wszystkim o analizę miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, walory historyczne, turystyczne, przyrodnicze - aby w żaden sposób nie naruszyć i nie narazić gminy na straty i przyszłe problemy.

Ostatnim elementem procesu wyboru NWR jest rozpoznanie możliwości zbytu produktu, względnie zagospodarowania pozostałości po procesie. Ta kwestia wbrew pozorom jest bardzo istotna, bowiem NWR charakteryzuje się zapewnieniem popytu na produkt końcowy, tj. znalezieniem wiarygodnego odbiorcy (np. wysuszony granulat jako paliwo alternatywne dla cementowni) lub w przypadku zastosowania termicznego unieszkodliwiania sposób na zagospodarowanie pozostałości po procesie (często ze względu na zawartość metali ciężkich - traktowanych jako odpad niebezpieczny). W przypadku rolniczo-przyrodniczego zagospodarowania osadu należy zapewnić areał dla danej ilości osadu. Zapewnienie zbytu produktu lub pozostałości jest bezpośrednio związane z otoczeniem infrastrukturalnym rejonu oraz uwarunkowaniami lokalnymi. Wszelkie działania w zakresie zbytu i zagospodarowania osadu powinny być oczywiście zgodne z obowiązującym prawem.

Na tym etapie, aby wybrać odpowiednią opcję zagospodarowania osadu, trzeba sobie odpowiedzieć na następujące pytania: - Czy decyzja o wysokotemperaturowym suszeniu, a następnie współspalaniu, osadu została podjęta po negocjacjach i akceptacji zakładów lub odbiorców i podpisaniu długoterminowych umów odbioru?

- Czy w przypadku spalania osadu w zakładach energetycznych wzięto pod uwagę, że jako odpad może on stanowić tylko 1% wsadu i czy ilość ta jest wystarczająca?

- Czy zweryfikowano sytuację polityczną dotyczącą zakwalifikowania odpowiedniej jakości osadu do tzw. biomasy, paliw odnawialnych - lub sprawdzono, czy taka sytuacja jest w przyszłości w ogóle możliwa?

- Czy decydując się na opcję suszenia wysokotemperaturowego nie zapomniano o tym, że osad nie może być składowany na otwartym terenie lub w nieodpowiednich warunkach, ponieważ bardzo szybko pochłania wilgoć i automatycznie traci jakość?

- Czy uwzględniono ewentualne problemy z magazynowaniem i konfekcją w przypadku braku zbytu?

- Czy jeśli w wyniku zastosowania wysokotemperaturowego suszenia wyprodukowano produkt komercyjny, to, czy zapewniony jest zbyt suszu, bowiem w przeciwnym razie wybrana metoda może się okazać jedną z najdroższych.

- Czy przy wyborze wariantu suszenia wysokotemperaturowego lub/i współspalania osadu pomyślano o tym, iż jest to opcja nie tylko droga inwestycyjnie, ale przede wszystkim eksploatacyjnie, wymagająca oprócz zastosowania kosztownego energetycznie procesu suszenia operacji dodatkowych, takich jak magazynowanie, konfekcjonowanie oraz transport?

- Czy w przypadku produkcji suszu komercyjnego decydenci uwzględnili również koszty marketingu?

- Czy rezygnując z termicznego unieszkodliwiania osadu zdano sobie sprawę, że jest to metoda, która w największym stopniu zmniejsza ryzyko i sumarycznie powoduje najmniejsze szkody dla środowiska?

- Czy rezygnując z termicznego unieszkodliwiania osadu sprawdzono obecne trendy świadczące o coraz większych żądaniach w stosunku do jakości osadu i ostrzejszych warunkach jego zagospodarowania w ramach wariantów przyrodniczo-rolniczego wykorzystania?

- Czy decydując się na termiczne unieszkodliwianie Inwestor uwzględnił możliwą konieczność dysponowania składowiskiem odpadów niebezpiecznych?

Do następnego etapu planowania można wybrać kilka opcji, a dopiero końcowy etap wskaże tę, która ma najwięcej cech NWR.

Etap II

Mając wybrane realne w danych warunkach metody GOŚ przechodzi się do drugiego etapu planowania, który pozwoli odpowiedzieć m.in. na następujące pytanie: jaka jest realna ilość osadu dyspozycyjnego w samej oczyszczalni oraz w oczyszczalniach pobliskich zainteresowanych wspólną GOŚ?

Na tym etapie powinny zapaść decyzje, czy GOŚ będzie realizowana w sposób indywidualny czy grupowy. Wariant indywidualny obejmuje pojedynczą oczyszczalnię, natomiast wariant grupowy GOŚ może objąć swym zakresem większą liczbę oczyszczalni ścieków produkujących osad. Grupowa GOŚ ma znamiona działania ponad lokalnego i regionalnego.

Decyzja ta jest bardzo istotna z wielu względów i może się przyczynić do zmniejszenia kosztów jednostkowych przeróbki osadu (wykorzystanie tzw. efektu skali, polegające na utylizacji większej ilości osadu przy tych samych kosztach stałych), a tym samym znacznie poprawić efektywność kosztową całej inwestycji. Taki wariant realizacji powinien być w szczególności uwzględniany przez oczyszczalnie będące w bliskim sąsiedztwie oraz duże miasta i aglomeracje.

Etap ten wymaga jednak intensywnych negocjacji oraz stworzenia dobrych warunków do długoterminowej współpracy. Wydaje się, że decyzja o grupowej GOŚ powinna zostać formalnie zatwierdzona (np. stosowane umowy zawarte pomiędzy tworzącymi grupę podmiotami). Prawne umocowanie grupy znacznie zmniejszy ryzyko późniejszych konfliktów.

Etap III

Na tym etapie znana jest ilość osadu i możliwości jego ostatecznego zagospodarowania. Etap trzeci wymaga dokładnego zbadania, z jakim osadem będziemy mieli do czynienia. Znając prawdopodobne właściwości osadu dyspozycyjnego oraz przewidywane zmiany jego właściwości w przyszłości, na tym etapie wstępnie można określić, jaką technologię zastosować, aby otrzymać wymagane parametry osadu, pozwalające na realizację procesów mogących unieszkodliwić ilości osadu zdefiniowane na etapie II za pomocą metod(y) zdefiniowanej na etapie I.

Dzisiejszy stan wiedzy technicznej i dostępne technologie umożliwiają osiągnięcie niemal wszystkich wymaganych parametrów - za wyjątkiem zawartości metali, których eliminacja musi rozpocząć się przed oczyszczalnią. Należy też pamiętać, że dzisiejsza technika ma bardzo szerokie możliwości - jednak są one ściśle związane z ceną danej instalacji i urządzeń, a także kosztami jej późniejszej eksploatacji - co jak pokazuje praktyka ma bardzo istotne znaczenie. Za przykład mogą posłużyć zaawansowane instalacje, które ze względu na wysokie koszty eksploatacji zostały unieruchomione lub są eksploatowane doraźnie. W przedstawionym systemie planowania chodzi bowiem o wybranie NWR, tzn. rozwiązania najbardziej optymalnego kosztowo. Dla jednostek odpowiedzialnych za GOŚ koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne stanowią w większości przypadków największą barierę, dlatego wybór technologii, rozwiązania technicznego i producenta, jest sprawą bardzo istotną. W zależności od wyboru metody GOŚ w III etapie planowania powinny zostać uwzględnione i dokładnie przeanalizowane elementy, przedstawione na rysunku 4.

Etap IV

Etap ten jest ostatnim w systemie planowania GOŚ. Na postawie zebranych wcześniej informacji oraz dokonanych analiz należy wybrać rozwiązania techniczne, tj. technologię, instalację i urządzenia, które umożliwią przeróbkę osadu dyspozycyjnego zdefiniowanego na etapie drugim (analiza ilościowa) o właściwościach określonych na etapie trzecim (jakościowo), umożliwiające jego skuteczne unieszkodliwienie i ostateczne zagospodarowanie zgodnie z metodą GOŚ przyjętą na etapie pierwszym. Podstawowe elementy do analizy i weryfikacji na etapie czwartym przedstawia rys. 5.

Praktyczne wskazówki dla decydentów, przydatne na czwartym etapie planowania, na przykładzie opcji termicznego unieszkodliwiania osadu:

- Czy zasadnie w przypadku zastosowania termicznego unieszkodliwiania zdecydowano się na fermentację oraz produkcję biogazu i uwzględniono fakt, że fermentacja osadu pochłania blisko połowę wartości opałowej osadu?

- Czy w takim razie nie została zachwiana autotermiczność procesu?

- Czy sprawdzono bilans energetyczny procesu oraz czy uwzględniając koszty zastosowania paliwa dodatkowego sprawdzono, jaki jest udział korzyści z biogazu? Może się bowiem okazać, że korzyści z fermentacji i produkcji biogazu są niższe od kosztów zastosowania paliwa dodatkowego. A może lepszym rozwiązaniem w takim razie jest termiczne unieszkodliwianie osadu surowego?

- Czy w przypadku spalania osadu surowego uwzględniono wystąpienie trudności z odorami, transportem, osiągnięciem jakości osadu, zapewniającej autotermiczny proces itp. Czy w tym wariancie zapewniono odpowiednie urządzenia do odwadniania osadu dające np. gwarancje uzyskania ok. 30% zawartość suchej masy?

- Czy decydując się na oddzielne procesy suszenia i termicznego unieszkodliwiania decydenci zdają sobie sprawę, że są to najdroższe inwestycyjnie i eksploatacyjnie procesy, chyba że występuje tylko proces podsuszania z wykorzystaniem energii spalania?

By uniknąć błędnych decyzji

Rezultatem etapowej procedury planowania GOŚ jest zintegrowane podejście do problemu osadu ściekowego i prawidłowe zarządzanie procesem przedinwestycyjnym. Przedstawiony system planowania nic nie gwarantuje, jednak znacznie zmniejsza ryzyko podjęcia błędnych decyzji. Przedstawiona procedura wskazuje również, jak wiele jest czynników, które decydują o końcowym sukcesie GOŚ.

Rysunek 6 przedstawia zestawienie elementów, które mają zdecydowany wpływ na trafność podjętych decyzji. Pominięcie któregokolwiek z czynników może spowodować duże problemy zarówno natury technicznej, ekonomicznej, prawnej lub społecznej w trakcie realizacji lub później w fazie eksploatacji. Zastosowanie tego typu procedury pozwoli dokładnie i kompetentnie przejść przez proces planowania GOŚ, który powinien poprzedzać decyzje o podjęciu działań inwestycyjnych i zakupach. Praktyka pokazuje, że koszty planowania GOŚ mogą być nieporównywalnie mniejsze od kosztów popełnionych błędów. Grzegorz Bonar specjalista ds. ochrony środowiska i infrastruktury komunalnej LEMTECH Konsulting .

Grzegorz Bonar
specjalista ds. infrastruktury komunalnej i ochrony środowiska

 
 
 
 
Untitled Document
© 2010 LEMTECH Konsulting sp. z o.o. : home : o firmie : oferta : projekty : news : praca : kontakt . . Zdjęcia: Stock.XCHNG, FreePhotos.net :