Komunalne osady ściekowe

KOMUNALNE OSADY ŚCIEKOWE

- podział, kierunki zastosowań oraz

technologie przetwarzania, odzysku i

unieszkodliwiania

(

wyciąg z pracy zrealizowanej w Instytucie Inżynierii

Środowiska pod kierunkiem

prof.dr hab.inż. Marty Janosz-Rajczyk,

a sfinansowanej ze środków Narodowego Funduszu

Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

na zamówienie Ministra Środowiska)

Częstochowa, kwiecień 2004

Spis treści:

1. Wprowadzenie

2.Pojęcie komunalnych osadów ściekowych
3.Gospodarka osadami ściekowymi powstającymi w komunalnych oczyszczalniach

ścieków

3.1. Dane statystyczne dotyczące gospodarki osadowej

3.2. Informacje dotyczące gospodarki osadowej zawarte w wojewódzkich planach

gospodarki odpadami

3.3. Stan gospodarki osadowej w województwach zachodniopomorskim i

podkarpackim

3.4. Analiza gospodarki osadowej zawarta w KPOŚK

3.5. Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w KPGO

4.Analiza techniczno-ekonomiczno-ekologiczna metod zagospodarowania odpadów

z oczyszczalni ścieków możliwych do zastosowania w Polsce

4.1.Przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych
4.2.Kompostowanie osadów ściekowych

4.3.Suszenie osadów ściekowych

4.4.Spalanie osadów

4.5.Procesy alternatywne

5. Proponowane metody ostatecznego zagospodarowania osadów ściekowych

6.Podsumowanie i wnioski końcowe

7.Materiały wykorzystane do opracowania

Spis skrótów:

KPGO

krajowy plan gospodarki odpadami

KPOŚK

krajowy program oczyszczania ścieków komunalnych

BZT

biologiczne zapotrzebowanie tlenu

ChZT

chemiczne zapotrzebowanie tlenu

IOŚ

Instytut

Ochrony

Środowiska

WKF

wydzielone otwarte komory fermentacyjne

WKF

wydzielone zamknięte komory fermentacyjne

GUS

Główny Urząd Statystyczny

SIGOP

System Informatyczny Gospodarki Odpadami w Polsce

WIOŚ

Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska

WPGO

wojewódzki plan gospodarki odpadami

NFOŚiGW

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

WFOŚiGW

Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

RLM

równoważna liczba mieszkańców

IUNG

Instytut Uprawy Nawożenia Gleboznawstwa

1. WPROWADZENIE

Powstające w procesie oczyszczania ścieków osady pod względem ilościowym

stanowią niewielki procent odpadów wytwarzanych w gospodarce komunalnej. Jednak

zagrożenia jakie ze sobą niosą nie pozwalają na ich pominięcie przy planowaniu procesu

oczyszczania ścieków. W projektowanych i budowanych przed 1990 r. oczyszczalniach

ścieków, działania dotyczące gospodarki osadowej ograniczały się do magazynowania

osadów na terenie oczyszczalni (w lagunach i poletkach osadowych). Sytuacja ta zmieniła

się na początku lat 90 – tych. Realizowane projekty oczyszczalni ścieków zawierały

również koncepcje gospodarki osadowej, zaś istniejące oczyszczalnie modernizowano.

Jak podano w Krajowym Programie Oczyszczania Ścieków Komunalnych [1] od 1995

r. wybudowano 302 oczyszczalnie, najwięcej w woj. wielkopolskim – 44, najmniej w woj.

lubelskim – 6. W latach 2000-2002 oraz w początkach 2003 r. zmodernizowano 181
oczyszczalni. W tej grupie nie uwzględniono oczyszczalni wybudowanych po 1995 r.,

które następnie były modernizowane w roku 2000 lub później. Duża grupa oczyszczalni

została zmodernizowana w latach 1990-1994. Większość analizowanych oczyszczalni jest

stosunkowo nowa, a pozostałe podlegają modernizacji i rozbudowie lub przewidziane są

do likwidacji. W przeważającej liczbie oczyszczalni ilość dopływających ścieków jest

znacznie mniejsza od projektowanej przepustowości, a w wielu z nich nie przekracza 50%

przepustowości hydraulicznej.

Analiza przedstawiona w Krajowym Programie Oczyszczania Ścieków Komunalnych

wykazała, że w aglomeracjach istnieją 683 oczyszczalnie ścieków, z których odpływy

spełniają wymagania rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 listopada 2002r. w

sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi

oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, a tym
samym dyrektywy 91/271/EWG pod względem jakości ścieków. 377 oczyszczalni stanowi

rozwiązanie docelowe zapewniające pełną lub częściową obsługę aglomeracji do 2015 r.

Natomiast 306 oczyszczalni zapewnia obsługę istniejących w tych aglomeracjach

systemów kanalizacyjnych, lecz dla zapewnienia obsługi w okresie do 2015r. będą

wymagały rozbudowy.

O nowoczesności analizowanych obiektów świadczy fakt, że 500 oczyszczalni to

obiekty z podwyższonym usuwaniem substancji biogennych, pracujące w układach

trójfazowych, dwufazowych, hybrydowych, cyklicznych, semicyklicznych oraz w układach

jednofazowych ze strącaniem chemicznym fosforu. Część z nich to oczyszczalnie małe, w

których podstawą oceny efektów ekologicznych są tylko takie wskaźniki jak BZT

, ChZT i

zawiesiny.

Rosnące potrzeby w zakresie unormowania gospodarki odpadami w tym osadami

ściekowymi wymagają opracowania uwzględniającego ich specyfikę i charakter w oparciu

o skład doprowadzanych na oczyszczalnię ścieków.

Obecnie w kraju najważniejszym aktem prawnym dotyczącym gospodarki odpadami

jest ustawa z dnia 21 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. Nr 62, poz. 628 z późn. zm.).

Obowiązują również rozporządzenia regulujące w sposób szczegółowy proces

postępowania z odpadami:

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu

odpadów (Dz.U. Nr 112, poz.1206),

rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 29 stycznia 2002 r. w sprawie rodzajów
odpadów innych niż niebezpieczne oraz rodzajów instalacji i urządzeń, w których

dopuszcza się ich termiczne przekształcanie (Dz.U. Nr 18,poz.176, z późn.zm.)

rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań

dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (Dz.U. Nr

37, poz.339, z późn.zm.)

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych

osadów ściekowych (Dz.U. Nr 134, poz.1140 i Nr 155, poz.1299),

rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 30 października 2002 r. w sprawie rodzaju

odpadów, które mogą być składowane w sposób nie selektywny (Dz.U. Nr 191, poz.

1595),

rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 18 marca 2003 r. w sprawie opłat za

korzystanie ze środowiska (Dz.U.Nr 55, poz.477),

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 marca 2003 r. w sprawie

szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia,

jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów (Dz.U. Nr 61,

poz.549),

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 kwietnia 2003 r. w sprawie sporządzania

planów gospodarki odpadami (Dz.U. Nr 66, poz.620),

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 sierpnia 2003 r. w sprawie standardów

emisyjnych z instalacji (Dz.U. Nr 163, poz. 1584),

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 grudnia 2001 r. w sprawie wzorów

dokumentów stosowanych na potrzeby ewidencji odpadów (Dz.U. Nr 152, poz. 1736),

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 grudnia 2001 r. w sprawie zakresu

informacji oraz wzorów formularzy służących do sporządzania i przekazywania
zbiorczych zestawień danych (Dz.U. Nr 152, poz. 1737),

rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 grudnia 2001 r. w sprawie niezbędnego

zakresu informacji objętych obowiązkiem zbierania i przetwarzania oraz sposobu

prowadzenia centralnej i wojewódzkiej bazy danych dotyczącej wytwarzania i

gospodarowania odpadami (Dz.U. Nr 152, poz.1740).

2. POJĘCIE KOMUNALNYCH OSADÓW ŚCIEKOWYCH

Z uwagi na rodzaj oczyszczanych ścieków wyodrębnia się osady z oczyszczalni

ścieków komunalnych, a także przemysłowych.

Osady z oczyszczalni ścieków komunalnych charakteryzują się znaczną zdolnością

do zagniwania, w związku z zawartością łatwo rozkładalnych substancji organicznych;

niską zdolnością do oddawania wody przy jej dużej zawartości, często również obecnością

bakterii chorobotwórczych i pasożytów. Natomiast osady pochodzące z oczyszczalni

komunalno-przemysłowych trudniej zagniwają, ze względu na swój skład, lecz na ogół

lepiej się odwadniają. Ponadto zawierają zwykle więcej domieszek specyficznych: metali
ciężkich i innych substancji niebezpiecznych.

Osady powstają na różnych etapach oczyszczania ścieków. W procesie

sedymentacji w osadnikach wstępnych otrzymuje się osad wstępny. Osad wtórny

wydzielany jest w osadnikach wtórnych. Z reguły są to osady wytworzone w procesach

biologicznego oczyszczania ścieków. Osady te zawraca się do obiegu oczyszczania

ścieków jako osady recyrkulowane lub usuwa z obiegu do dalszej przeróbki jako osady

nadmierne. Przy stosowaniu koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem związków

chemicznych powstają osady chemiczne. W wyniku zmieszania osadów wstępnego i

wtórnego otrzymuje się mieszaninę tych osadów.

przypadku

ścieków komunalnych w zależności od wielkości aglomeracji można

rozróżnić następujące schematy postępowania (rys.1):

Osadnik
wstępny

Bioreaktor

Osadnik

wtórny

Zagęszczacz

mechaniczny

Zagęszczacz
grawitacyjny

WKF

Odwadnianie

osadów

do 25% s.m.

Higienizacja (wapnowanie) – składowanie

Kompostowanie – wykorz ystanie przyrodnicze

Suszenie do 85% s.m . – wykorzystanie
przyrodnic ze ewentualnie energetyczne

osad recyrkulowany

osad nadmierny

wody filtracyjne

ść

Odbiornik

Osadnik
wstępny

Bioreaktor

Osadnik

wtórny

Odwadnianie

osadów

do 25% s.m.

wody filtracyjne

ść

Odbiornik

Stabilizacja

tlenowa

Higienizacja (wapnowanie) – składowanie

Kompostowanie – wykorzysta nie przyrodnicze

Suszenie max 85% s.m. – wykorzystanie przyrodnicze

Rys.1. Schemat blokowy ciągu technologicznego przeróbki osadów ściekowych w

zależności od wielkości aglomeracji: a) dla aglomeracji od 2000 do 15 000 LRM, b) dla

aglomeracji od 15 000 do 100 000 LRM c) dla aglomeracji powyżej 100 000 LRM

Związki organiczne zawarte w osadach, ulegają łatwemu rozkładowi i wydzielają

przykre zapachy. Stąd też podstawowym celem przeróbki osadów jest mineralizacja

związków organicznych, prowadząca do stabilizacji osadów oraz zmniejszenia ich

objętości, co osiąga się w procesach odwadniania oraz suszenia.

Wymienione osady wstępne, wtórne, chemiczne czy mieszane są osadami

surowymi. Natomiast osady po kolejnych stopniach przeróbki zalicza się do

następujących grup:

•

osady zagęszczone – po procesie zagęszczania,

•

osady stabilizowane w procesach beztlenowych (przefermentowane),

•

osady ustabilizowane w procesach tlenowych,

•

osady odwodnione - po operacjach odwadniania,

•

osady zhigienizowane – po pasteryzacji, wapnowaniu lub suszeniu.

Jednocześnie ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach wprowadza pojęcie

komunalnych osadów ściekowych jako pochodzących z oczyszczalni ścieków osadów z

Osadnik
wstępny

Bioreaktor

Osadnik

wtórny

Zagęszczacz

mechaniczny

Zagęszczacz

grawitacyjny

Wysokosprawne

metody

stabilizacji

beztlenowej

Odwadnianie

osadów

do 25% s.m.

Higienizacja (wapnowanie) – składowanie

Kompostowanie – wykorzystanie przyrodnicze

Suszenie do 85% s.m. – spalanie
(wykorzystanie do celów energetycznych)

Suszenie od 85% - 90% s.m. – wykorzystanie
do celów przyrodniczych

osad recyrkulowany

osad nadmierny

wody filtracyjne

ść

Odbiornik

komór fermentacyjnych oraz innych instalacji służących do oczyszczania ścieków

komunalnych oraz innych ścieków o składzie zbliżonym do składu ścieków komunalnych,

do których można zaliczyć ścieki pochodzące z:

•

przetwórstwa mleka,

•

przetwórstwa owoców i warzyw,

•

produkcji i butelkowania napojów bezalkoholowych,

•

przetwórstwa ziemniaków,

•

przemysłu mięsnego,

•

browarów,

•

produkcji alkoholu i napojów alkoholowych,

•

produkcji pasz zwierzęcych z surowców roślinnych,

•

produkcji żelatyny i klejów ze skór i kości zwierzęcych,

•

słodowni,

•

przetwórstwa ryb,

•

produkcji tłuszczów roślinnych i zwierzęcych,

•

cukrowni [2].

3. GOSPODARKA OSADAMI ŚCIEKOWYMI POWSTAJĄCYMI W

KOMUNALNYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW

Odpady

powstające w oczyszczalniach ścieków klasyfikowane są

w strumieniu odpadów z grupy 19 - zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska

z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów. Do odpadów powstających

w komunalnych oczyszczalniach ścieków należą: skratki (kod 19 08 01), odpady

z piaskowników (kod 19 08 02), odpady z procesów stabilizacji i odwadniania osadów
w tym ustabilizowane komunalne osady ściekowe (kod 19 08 05).

Gospodarka

osadami

ściekowymi nie jest w chwili obecnej w pełni monitorowana.

Udostępniane informacje dotyczą ilości wytwarzanych osadów w przeliczeniu na suchą

masę oraz procesów z jakich osady pochodzą. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra

Środowiska w sprawie zakresu informacji oraz wzorów formularzy służących do

sporządzania i przekazywania zbiorczych zestawień danych, zbiorcze zestawienie danych

o komunalnych osadach ściekowych powinno zawierać informacje dotyczące składu i

właściwości komunalnych osadów ściekowych:

odczyn pH,

procentową zawartość suchej masy,

procentową zawartość substancji organicznych,

procentową zawartość azotu ogólnego, w tym azotu amonowego, w suchej masie,

procentową zawartość fosforu ogólnego w suchej masie,

procentową zawartość wapnia i magnezu w suchej masie,

liczbę żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocera sp. w

suchej masie,

zawartość metali ciężkich: ołowiu, kadmu, chromu, miedzi, niklu, rtęci i cynku w

mg/kg suchej masy,

postać komunalnych osadów ściekowych.

Istotna jest również informacja dotycząca sposobu wykorzystania osadów.

3.1. Dane statystyczne dotyczące gospodarki osadami ściekowymi

W informacjach i opracowaniach statystycznych dotyczących ochrony środowiska

podawanych przez GUS [3, 4, 5] zawarte są informacje dotyczące ilości osadów

wytwarzanych w komunalnych oczyszczalniach ścieków w latach 2000-2002 oraz

o sposobach ich wykorzystania (tab.1 i 2) w poszczególnych województwach.

Tab.1. Zestawienie ilości osadów wytwarzanych w latach 2000-2002

Osady wytworzone w ciągu roku

W Mg s.m.

Osady nagromadzone na terenie

oczyszczalni (stan w końcu roku)

w Mg s.m.

Województwa

2000 2001 2002 2000 2001 2002

Polska 359819 397216

435737

675011

728897 744977

1. dolnośląskie 26369

35030

37981

50233

50627 49372

2.kujawsko-

pomorskie

20934 23625

25848

60849

73954 73363

3. lubelskie

20375

21010

22982

117590

118575

120183

4. lubuskie

11846

13388

13347

29224

30856 33920

5. łódzkie 25490

28808

31560

44977

59076 75463

6. małopolskie 21365 21946

24421

90336

97580 97154

7. mazowieckie

36719 42881

46778

64303

51711 53019

8. opolskie

9844

9729

10384

5678

6106 2464

9. podkarpackie

21827 21370

19712

38489

46141 46870

10.podlaskie

12830

12831

12919

26404

25245 25055

11.pomorskie 33444

32392

30646

14824

19868

10154

12.śląskie 36133 44322

48747

35508

28941

12440

13.świętokrzyskie

11261 9992

9054

27517

29409 27834

14.warmińsko-

mazurskie

22727 21769

28735

40558

49544 60430

15.wielkopolskie 29943

39267

54241

17245

29107 48251

16.zachodniopo-

morskie

18712

18856

18382

11276

12157 9005

Tab.2. Zestawienie sposobów i ilości osadów wykorzystanych w latach 2000-2002

Osady wytworzone w ciągu roku

Wykorzystane

na cele

Składowane

Przemy-

słowe

Rolnicze

Kompos
-towane

Przekształ
-cone
termicznie

Razem Na

terenie

oczyszcz

Inne

Osady

wykorzys-

tane z

nagroma-

dzonych

Województwa

w Mg s.m.

28274 50628

25528

5904

151618

- 97867 105906

24220 49302

27591

6937

198630

131174 90536

56802

Polska 2000

2001
2002

25823 67002

26541

6779

192487

136223

11710 83222

952 2201

391

18848

- 3939

5339

1076 2932

711

24575

4748 5736

3657

dolnośląskie 2000

2001

2002

2757 2335

144

24104

4098 8641 4737

1469

1390

3555

100

12560

1860

1658

52 697

3137

14688

13459 5051 3788

kujawsko- 2000
pomorskie 2001
2002

1450

3628

13428

11535 7276 12413

2865 5899

4449

859

5436

- 867 3441

1662 7022

5279

6502

4418 545 3114

lubelskie 2000

2001
2002

628 8737

6198

3788 7408

2060

351

1719

1596

8046

134 387

359

1674

1554

8885

4118 918 272

lubuskie 2000

2001

2002

376 2270

384

7383

4811 2934

413

2071 4476

1671

15138

- 2074

3025

1001 4726

1856

18161

15566 3064

1194

łódzkie 2000

2001

2002

2 5866

1092

19220

17516 5380

1170

1307 557

104

697

13975

- 4725

2965

630 445

121

1315

11849

10361 7586

2253

małopolskie 2000

2001

2002

351 357

1500

1524

7308

6084

13381 2242

937 6444

1819

7821

19647 9361

2335 8865

2530

12185

9282

16916 8499

mazowieckie 2000

2001

2002

1084

15264

3224

11911

9856

15245 8221

176 831

540

4517

- 3780

1456

437 790

509

4660

1639 3333

1211

opolskie 2000

2001

2002

166 2138

667

200

5228

952

1985 4588

853 951

6722

13301 2031

525

1097

123

8161

5011

11464

1154

podkarpackie2000

2001

2002

1645 839

579

6634

3305

10015 2479

269 2474

8960

1064 3445

517 3556

216

7596

6056 919 5005

podlaskie 2000

2001

2002

3387 3773

194

4859

4016 706 5440

524 927

5369

3799

7780

15045 25527

2068 991

4533

5507

18437

13896 856 7388

pomorskie 2000

2001

2002

267

1848

6449

4967

15715

12528

1400

11367

9578

184

176

8919

17272

11150

9130

1362

790

12129

7108 20909

10635

śląskie 2000

2001

2002

13060

1865

1039

8875

7045 23873

8014

971 3226

5414

1640

1096

896

1601

4105

38 3350

1014

święto- 2000
krzyskie 2001
2002

305 2051

4194

4026 2498

3517

556 2720

376

11592

- 7480

2539

11 3564

550

16524

11733

1120 2255

Warmińsko- 2000
mazurskie 2001
2002

11 5519

1372

20999

17769 834 6551

4004

11285

2273

8353

- 4022 27156

3098 2841

2499

24796

17130 6031 3593

wielkopol- 2000
skie 2001
2002

894 5266

3437

30888

25952

13754 7929

1391 5344

3163

260

7537

1017 27156

423 7139

3157

5377

2833 2738

1770

zachodnio- 2000
pomorskie 2001
2002

824 7424

2815

5543

2897

1775 2081

Z analizy przedstawionych tabel wynika, iż wzrasta ilość osadów wytwarzanych w

komunalnych oczyszczalniach ścieków. Ilość osadów nagromadzonych na terenie

oczyszczalni wzrosła w 8 województwach i zmalała również w 8 województwach.

10 województwach odnotowano spadek wykorzystania osadów na cele

przemysłowe, natomiast w 12 województwach nastąpił wzrost ilości osadów

wykorzystywanych na cele rolnicze. Przyczyną takich zmian może być polepszenie jakości

wytwarzanych osadów, a co za tym idzie zwiększenie możliwości ich rolniczego

wykorzystania. Termiczne przekształcanie osadów generalnie nie jest realizowane,

wyjątek stanowią województwa: małopolskie i pomorskie.

3.2. Informacje dotyczące gospodarki osadowej zawarte w wojewódzkich

planach gospodarki odpadami

W latach 2003-2004 uchwalono wojewódzkie plany gospodarki odpadami. Plany te

zawierają m. in. analizę aktualnej gospodarki osadowej w poszczególnych

województwach. Analiza ta jest opracowana głównie na podstawie danych GUS. Poza tym

wykorzystuje raporty WIOŚ, dane uzyskane z powiatów, ankiet. Kompilację tych

informacji zaczerpniętych z wojewódzkich planów gospodarki odpadami przedstawiono
poniżej. Przedstawione informacje dotyczą komunalnych oczyszczalni ścieków.

Plan gospodarki odpadami dla woj. dolnośląskiego [6]

Bilans ilościowy osadów ściekowych wytwarzanych w woj. dolnośląskim

opracowano na podstawie danych pochodzących z KPGO, danych GUS, bazy SIGOP, bazy

wojewódzkiej, opracowań branżowych, dokumentacji technicznych i innych materiałów.

Dostarczone do Urzędu Marszałkowskiego zestawienia ilości wytworzonych w 2002 roku

ustabilizowanych osadów ściekowych w 55 oczyszczalniach wykazują całkowitą masę

wytworzonych osadów na poziomie 113 559 Mg.

Wg bazy SIGOP na podstawie danych z 20 powiatów, wytworzona ilość osadów w

2002 roku wynosiła 165 218 Mg. Z czego ok. 52% osadów unieszkodliwiano przez

składowanie na składowiskach, a 31,3 % poddano odzyskowi. W bazie SIGOP brak jest
danych o postępowaniu z 22 869 Mg osadów. Dane dotyczące ilości składowanych

osadów ściekowych potwierdzają się także w informacjach uzyskanych z bazy

wojewódzkiej.

Szczegółową analizę postępowania z osadami ściekowymi przeprowadzono dla 71

oczyszczalni, które wytworzyły w 2002 roku łącznie 146 771 Mg osadów ściekowych. Jej

podstawą były dane z bazy wojewódzkiej, uzupełnione dodatkowymi informacjami

uzyskanymi bezpośrednio z oczyszczalni lub opracowań dotyczących oczyszczalni.

Wg danych sposoby postępowania były następujące:

- rekultywacja terenów nierolnych

47 709 Mg/rok,

- rekultywacja i zagospodarowanie terenów oczyszczalni

14 168 Mg/rok,

- rolnictwo, uprawa roślin, szkółkarstwo

7 884 Mg/rok,

- produkcja kompostu metodą agrotechniczną

3 368 Mg/rok,

- magazynowanie na terenie oczyszczalni

504 Mg/rok,

- składowanie na własnym składowisku

006

Mg/rok,

- składowanie na składowisku komunalnym

20 256 Mg/rok,

- nieokreślone

10 876 Mg/rok.

Prognozę ilości osadów ściekowych przedstawiono następująco (Mg s.m./rok):

2005 – 41 281,

2010 – 60 576,

2015 – 64 190.

Dla roku 2005 przyjęto do obliczeń jednostkową ilość osadu 53 g s.m./Md, co daje 19,4

kg s.m./Mrok, natomiast dla lat 2010-2015 przyjęto 65 g s.m./Md oraz 23,725 kg
s.m./Mrok.

Plan gospodarki odpadami dla województwa kujawsko-pomorskiego [7]

Wojewódzka baza danych SIGOP zawiera informacje dotyczące ilości odpadów

powstających w województwie w grupie „19” obejmującej również osady ściekowe. Ilość

osadów ściekowych wytwarzana w województwie kujawsko-pomorskim szacowana jest

na 153608 Mg.

Sposoby

postępowania z osadami na terenie województwa obejmowały:

- kompostowanie

10 752,5 Mg/rok – 7%,

- rolnicze wykorzystanie

21 505,1 Mg/rok – 14%,

- przemysłowe wykorzystanie

12 288,6 Mg/rok – 8%,

- składowanie

515,4 Mg/rok – 42%,

inne

546,0

Mg/rok.

Prognozuje

się wzrost ilości osadów do 215 050 Mg w roku 2006, oraz do 291 900

Mg w roku 2014.

Plan gospodarki odpadami dla województwa lubelskiego [8]

Wg danych GUS w roku 2000 w oczyszczalniach ścieków komunalnych woj.

lubelskiego powstało 20 375 Mg s.m. osadów, a w roku 2001 - 21 010 Mg s.m.

Sposoby postępowania z osadami w roku 2001 były następujące:

- cele przemysłowe

1 662 Mg s.m.,

- cele rolnicze

7 022 Mg s.m.,

- kompostowanie

5 279 Mg s.m.,

- przekształcanie termiczne ----------------
- składowanie

6 502 Mg s.m.,

inne

418 Mg s.m.

Na podstawie wskaźników podanych w krajowym planie gospodarki odpadami

obliczono prognozowaną masę osadów ściekowych do roku 2014.

Rok

Tereny miejskie

Tereny wiejskie

Razem

2003 25

011

27 725

52 736

2004

25 085

27 574

52 659

2005 25

161

27 414

52 575

2006

25 252

27 256

52 508

2010

25 756

26 574

52 330

2014 26

317

25 911

52 228

Plan gospodarki odpadami dla województwa lubuskiego [9]

oczyszczalniach

ścieków komunalnych obsługujących 59,8% mieszkańców

województwa lubuskiego w roku 2001, wytworzonych zostało 13 388 Mg s.m. osadów

ściekowych.

Sposoby

postępowania z osadami na terenie województwa obejmowały:

- kompostowanie

1 552 Mg s.m.,

- rolnicze wykorzystanie

1 674 Mg s.m.,

- przemysłowe wykorzystanie

359 Mg s.m.,

- składowanie

885

s.m.

Na podstawie KPGO przedstawiono prognozowaną ilość osadów ściekowych do

roku 2015:

rok 2005 – 38 845 Mg s.m./rok,

rok 2010 – 44 833 Mg s.m./rok.

Plan gospodarki odpadami dla województwa łódzkiego [10]

W planie gospodarki odpadami dla województwa łódzkiego podano ilość osadów

ściekowych wytworzonych w roku 2001. Przedstawione wartości obliczono na podstawie

raportu WIOŚ, a następnie porównano je z danymi z rocznika GUS i przedstawiono
w poniższym zestawieniu.

Osady ściekowe

Obliczenia na podstawie

raportu WIOŚ

Dane z rocznika GUS

2001r.

Mg sm/d

Mg sm/rok

33 410

28 808

Mg/d (osadu odwodnionego)

366

316

Mg/rok (osadu odwodnionego)

133 639

115 232

/d (osadu odwodnionego)

469

401

/rok (osadu odwodnionego)

171 332

146 271

Wyniki obliczeń różnią się w niewielkim stopniu, spowodowane jest to

prawdopodobnie różnicą w ilości oczyszczanych ścieków podawaną przez te źródła, a

także tym, iż część małych oczyszczalni wykorzystująca jako stopień oczyszczania

biologicznego - stawy trzcinowe – w praktyce nie produkuje osadów, dlatego rzeczywista

ilość jest mniejsza.
Większość oczyszczalni na terenie województwa nie podaje informacji na temat

zagospodarowania osadów. Przewiduje się, iż głównym sposobem postępowania z

osadami jest ich składowanie, wylewanie na poletka osadów nieodwodnionych bądź

składowanie osadów po fermentacji i odwodnionych mechanicznie. Niewielka liczba

oczyszczalni podaje, że wytworzone osady bezpośrednio wykorzystywane są rolniczo,

bądź wykorzystywane są po poddaniu procesowi kompostowania.

Plan gospodarki odpadami dla województwa małopolskiego [11]

Wg danych GUS w oczyszczalniach ścieków komunalnych województwa

małopolskiego w roku 2001 powstało 21946 Mg s.m. osadów, natomiast w roku 2000 ok.

21 365 Mg. Sposoby postępowania z osadami były następujące:

- wykorzystanie rolnicze

445 Mg s.m.,

- wykorzystanie przemysłowe

630 Mg s.m.,

kompostowanie

121 Mg s.m.,

- przekształcanie termiczne

1 315 Mg s.m.,

- składowanie

11 849 Mg s.m.,

inne

586

s.m.

Prognoza ilości osadów wytwarzanych do roku 2014 w Mg s.m./rok dla woj.

małopolskiego jest następująca:

- 2003

26 956,

- 2004

28 818,

- 2005

30 683,

- 2006

32 546,

- 2007

34 410,

- 2008

36 273,

- 2009

38 137,

- 2010

40 000,

- 2011

40 546,

- 2012

41 092,

- 2013

41 638,

- 2014

42 184.

Plan gospodarki odpadami dla woj. mazowieckiego [12]

W wojewódzkim planie gospodarki odpadami przedstawiono ilość osadów

ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków opartą na danych GUS-u wynoszącą

42 881 Mg s.m. (rok 2002).

W oparciu o dane GUS-u przedstawiono również sposób postępowania z osadami

ściekowymi w roku 2002 (w Mg s.m.):

- wykorzystanie na cele przemysłowe 2

335,

- wykorzystanie na cele rolnicze

8 865,

kompostowanie

530,

- przekształcanie termiczne

50,

- składowanie poza oczyszczalnią

903,

- składowanie na terenie oczyszczalni

9 282,

- inne sposoby

16 916.

Według wskaźników podanych w KPGO, jeden mieszkaniec obsługiwany przez

oczyszczalnię odpowiada produkcji rocznej osadów na poziomie od 11,4 kg s.m. do 34,8
kg s.m. (w zależności od technologii oczyszczania ścieków) przy średniej 19,4 kg s.m. W

związku z tym, prognozowane ilości osadów ściekowych w poszczególnych okresach

prognostycznych będą następujące:

w roku 2005 – 48 255 Mg s.m.,

w roku 2010 – 59 769 Mg s.m.,

w roku 2015 – 64 405 Mg s.m.

Plan gospodarki odpadami dla województwa opolskiego [13]

W województwie opolskim jak podaje WPGO w roku 2001 powstało 9 729 Mg s.m.

osadów ściekowych, co stanowi niecałe 2,5 % osadów powstających w Polsce.

Ilość osadów wykorzystywanych stanowi 17,9% ogólnej ilości wytwarzanych

osadów. Sposoby postępowania z osadami są następujące:
- kompostowanie

509 Mg s.m.,

- wykorzystanie rolnicze

790 Mg s.m.,

- wykorzystanie przemysłowe

437 Mg s.m.,

- składowanie

4 660 Mg s.m.,

inne

333

s.m.

Zakłada się, że do 2014 roku w województwie opolskim oczyszczaniem ścieków

będzie objęte około 85% mieszkańców. Spowoduje to zwiększenie ilości powstających

osadów ściekowych w 2006 roku do około 11 061 Mg i 16 390 Mg w roku 2014.

Plan gospodarki odpadami dla województwa podkarpackiego [14]

Zgodnie z informacjami podanymi w wojewódzkim planie gospodarki odpadami

w roku 2001 w woj. podkarpackim wytworzono 21 747,7 Mg osadów ściekowych
(zdecydowanie najwięcej wytworzono w Rzeszowie – ok.26%).

Wg WIOŚ podstawowym sposobem postępowania z wytworzonymi osadami

ściekowymi było w roku 2001 ich wykorzystanie na cele nieprzemysłowe (61% - 13

158,9 Mg), głównie do rekultywacji terenów pogórniczych w powiecie tarnobrzeskim.

Około 34% osadów – 7 448,1 Mg – składowano na składowiskach. Niewielką ilość osadów

wykorzystano na cele przemysłowe. Minimalne ilości osadów są kompostowane bądź

przekształcane termicznie.

Wykorzystując wskaźniki omówione w KPGO w woj. planie gospodarki odpadami

oszacowano masę osadów ściekowych na lata 2003-2014:

Lata Ilość osadów przy

wskaźniku 27,725

kg/mieszkańca/rok

(Mg s.m.)

2001 (wg WIOŚ) 21 747,40

2003 23

943,02

2004 25

040,68

2005 26

138,34

2006 27

236,00

2007 29

073,00

2008 30

910,00

2009 32

747,00

2010 34

584,00

2014 42

092,00

Plan gospodarki odpadami dla województwa podlaskiego [15]

Zgodnie z danymi GUS w 2001 roku w komunalnych oczyszczalniach ścieków

województwa podlaskiego powstało 12 831 Mg osadów ściekowych, natomiast wg

informacji uzyskanych z powiatów, w oczyszczalniach tych wytworzono 15 579 Mg s.m.

osadów ściekowych.

Sposoby wykorzystania wytworzonych osadów są następujące:

- wykorzystanie rolnicze

3 556 Mg s.m.,

- wykorzystanie przemysłowe

517 Mg s.m.,

- kompostowanie

216 Mg s.m.,

- przekształcanie termiczne

27 Mg s.m.,

- inne

919 Mg s.m.

W planie nie przedstawiono prognozy ilości osadów powstających w województwie

do roku 2014. Zacytowano jedynie KPGO, w którym przewiduje się dwukrotny przyrost

masy osadów.

Plan gospodarki odpadami dla województwa pomorskiego [16]

W planie gospodarki odpadami przytoczono dane GUS-u, wg których w roku 2001

w oczyszczalniach ścieków komunalnych woj.pomorskiego powstało 33 444 Mg s.m.

osadów. Natomiast wg danych Pomorskiego Urzędu Wojewódzkiego, w roku 2002

powstało już 65 700 Mg s.m. osadów.

Sposoby postępowania z osadami ściekowymi w roku 2001 (wg GUS-u) były

następujące (w Mg s.m.):

- wykorzystanie przemysłowe

524,

- wykorzystanie rolnicze

927,

- kompostowanie

5 369,

- przekształcanie termiczne

3 799,

- składowanie

780,

inne

15 045,

- osady nagromadzone na terenie oczyszczalni 14 824.

W województwie pomorskim przy pięciu oczyszczalniach ścieków (w Słupsku,

Tczewie, Swarzewie, Chojnicach i Brusach) istnieją kompostownie osadów i odpadów

komunalnych. W Grupowej Oczyszczalni Ścieków Dębogórze w Gdyni istnieje spalarnia o

mocy przerobowej zapewniającej unieszkodliwianie całej masy osadów, w oczyszczalni

w Swarzewie spalaniu wspólnie z węglem i drewnem poddaje się niewielką część

powstających osadów.

Zakłada się, iż tendencje wzrostowe ilości osadów w woj.pomorskim będą

podobne jak sugeruje to KPGO, w którym przewiduje się dwukrotny wzrost ilości osadów

do roku 2014.

Plan gospodarki odpadami dla województwa śląskiego [17]

Wg danych GUS w roku 2001 na terenie województwa śląskiego wytworzono

44 322 Mg s.m. osadów ściekowych. Ilości i sposoby zagospodarowania osadów były

następujące:

- wykorzystanie rolnicze

1 362 Mg s.m.,

- wykorzystanie przemysłowe

9 130 Mg s.m.,

- kompostowanie

790 Mg s.m.,

- przekształcanie termiczne

2 Mg s.m.,

- składowanie

12 129 Mg s.m.,

inne

909

s.m.

Przewidywana

ilość komunalnych osadów ściekowych powstających w ciągu roku

kształtuje się następująco:

rok 2005 – 54 914 Mg s.m.,

rok 2010 – 73 580 Mg s.m.,

rok 2015 – 92 327 Mg s.m.

Plan gospodarki odpadami dla województwa świętokrzyskiego [18]

W roku 2001 wytworzono w województwie świętokrzyskim 9 992 Mg s.m. osadów

ściekowych. Sposoby wykorzystania wytworzonych osadów ściekowych są następujące:

- wykorzystanie przemysłowe

896 Mg s.m.,

- wykorzystanie rolnicze

1 601 Mg sm.,

- kompostowanie

28 Mg s.m.,

- przekształcanie termiczne

12 Mg s.m.,

- składowanie

105 Mg s.m.,

inne

350

s.m.

Prognoza

sporządzona na podstawie danych dla województwa świętokrzyskiego

zakłada wolniejszy przyrost masy powstających osadów w skali roku. Zgodnie

z tendencją krajową w roku 2014 nastąpi dwukrotne zwiększenie ilości powstających
komunalnych osadów ściekowych. Uwzględniając specyfikę województwa prognozuje się

wolniejszy przyrost masy osadów. W roku 2014 masa powstających osadów ściekowych

wyniesie od 15 000 do 16 500 Mg.

Plan gospodarki odpadami dla województwa warmińsko-mazurskiego [19]

W województwie warmińsko-mazurskim w roku 2001 wytworzonych zostało 21

769 Mg s.m. osadów ściekowych. Sposoby zagospodarowania wytworzonych osadów były

następujące:

- wykorzystanie przemysłowe

11 Mg s.m.,

- wykorzystanie rolnicze

3 564 Mg s.m.,

- kompostowanie

550 Mg s.m.,

- składowanie

16 524 Mg s.m.,

- inne

1 120 Mg s.m.

Przewiduje

się, że w województwie warmińsko-mazurskim przybywać będzie ok.

2% osadów ściekowych w skali roku, co odpowiada:

2006 r. – 22,4 tys. Mg/rok,

2010 r. – 22,9 tys. Mg/rok,

2014 r. – 23,3 tys. Mg/rok.

Plan gospodarki odpadami dla województwa wielkopolskiego [20]

W roku 2000 w oczyszczalniach ścieków województwa wielkopolskiego

wytworzono 29 943 Mg s.m. osadów ściekowych. Sposoby postępowania z osadami były
następujące:

- wykorzystanie przemysłowe

4 004 Mg s.m.,

- wykorzystanie rolnicze

11 285 Mg s.m.,

- kompostowanie

2 273 Mg s.m.,

- przekształcanie termiczne

6 Mg s.m.,

- składowanie

8 353 Mg s.m.,

- inne

4 022 Mg s.m.

Prognoza ilości osadów ściekowych do roku 2014 w Mg s.m./rok dla województwa

wielkopolskiego:

- 2006

49 000 Mg,

- 2010

65 000 Mg,

- 2014

70 000 Mg.

Plan gospodarki odpadami dla województwa zachodniopomorskiego [21]

W roku 2002 w oczyszczalniach ścieków komunalnych woj.zachodniopomorskiego

wytworzono 20 000 Mg osadów ściekowych. Wszystkie wytworzone osady zostały

wykorzystane do celów nieprzemysłowych w tym:

- wykorzystanie rolnicze

5 300 Mg,

- kompostowanie

4 600 Mg,

- składowanie

300

Mg,

inne

800

Mg.

W okresie 2001-2015 roku nastąpią znaczące zmiany w wytwarzaniu osadów

ściekowych. Przewiduje się, że do roku 2015 blisko 100% ścieków, kierowanych będzie

do oczyszczalni ścieków komunalnych, stosujących biologiczne oczyszczanie

z podwyższonym usuwaniem biogenów. Doprowadzi to do powstania dodatkowych

osadów ściekowych w ilości 8 000 Mg s.m./rok.

3.3. Stan gospodarki osadami w województwie zachodniopomorskim i

podkarpackim

Szeroka analiza aktualnej gospodarki osadowej została opracowana w dwóch

województwach: zachodniopomorskim oraz podkarpackim.

W województwie zachodniopomorskim w wyniku realizacji projektu „Wsparcie

Techniczne dla Województwa Zachodniopomorskiego w Zakresie Gospodarki Osadowej”

(projekt ten jest częścią DANCEE – duńskiej pomocy na rzecz ochrony środowiska

w Europie wschodniej) opracowano raport dotyczący osadów ściekowych wytwarzanych

na terenie województwa zachodniopomorskiego oraz metod ich przekształcania [22].

Zgodnie z tym raportem całkowita ilość osadów ze ścieków komunalnych

wytwarzanych w województwie w 2002r. wyniosła 19200 Mg s.m./rok, co odpowiada

94000 m

/d. Czternaście największych oczyszczalni wytworzyło 60% osadów ogółem.

Prawie wszystkie oczyszczalnie ścieków stosują oczyszczanie biologiczne.

Beztlenową stabilizację stosuje się w 21 oczyszczalniach, wytwarzających 40% osadów

ze ścieków komunalnych. Pod względem ilości przerabianych osadów, najczęściej

stosowaną metodą odwadniania jest odwirowywanie. Wirówki stosowane są w 18
oczyszczalniach wytwarzających 60% osadów ściekowych ogółem. Prasy taśmowe

stosowane są natomiast w 23 oczyszczalniach, wytwarzających 20% osadów ściekowych.

Poletka do suszenia osadu stosowane są w licznych mniejszych oczyszczalniach ścieków

(44), ale zapewniają przetwarzanie niewielkiej ilości osadów (11%). Poza trzema

najczęściej stosowanymi metodami, inne technologie, takie jak filtry workowe, prasy

komorowe, etc. stosowane są w mniejszym zakresie. Szacuje się, że około 70% osadów

ściekowych w województwie poddawanych jest dodatkowej obróbce przed ostatecznym

zagospodarowaniem. Najczęściej stosowaną metodą jest kompostowanie, które

stosowane jest w 27 oczyszczalniach ścieków, wytwarzających 34% ogólnej ilości osadów

ściekowych. Kompostowanie prowadzone jest na kilka sposobów, od prostego

składowania na pryzmach i długich okresach między kolejnym przerzucaniem, do

najnowocześniejszych metod intensywnego kompostowania. Stabilizacja z użyciem
wapna jest drugą najczęściej stosowaną metodą wykorzystywaną w 28 oczyszczalniach,

wytwarzających 33% osadów ściekowych. Do innych metod stosowanych w mniejszym

zakresie należy mineralizacja roślinna (wierzba wiciowa) i długotrwałe składowanie

(poletka osadowe).

Pod względem zawartości metali ciężkich i patogenów, zgodnie z normami

zawartymi w rozporządzeniu dotyczącym osadów ściekowych, jakość osadów ze ścieków

komunalnych w województwie jest generalnie bardzo dobra. Spośród 57 oczyszczalni

ścieków, gdzie wykonano stosowne analizy, 56 spełniała normy określone dla osadu

ściekowego przeznaczonego do wykorzystania w rolnictwie. Wspomniane wyżej 56

komunalnych oczyszczalni ścieków wytwarza ponad 80% całkowitej ilości osadów ze

ścieków komunalnych w województwie. Pozostałe oczyszczalnie ścieków nie zostały

objęte analizami, ponieważ brak było stosownych informacji. Z drugiej strony
oczyszczalnie te należą do bardzo małych i wytwarzają mniej niż 14% osadu ogółem.

Około połowa wszystkich osadów powstających w województwie jest

wykorzystywana w rolnictwie. Do głównych metod unieszkodliwiania należą składowanie

(28%) i rekultywacja składowisk odpadów (10,2%). Do innych metod należy długotrwałe

składowanie przy oczyszczalniach ścieków oraz wykorzystanie do różnego rodzaju prac

rekultywacyjnych, jednak metody te wykorzystywane są w niewielkim stopniu.

W przypadku 21 małych oczyszczalni ścieków, wytwarzających 3,2% osadu ogółem, nie

udało się uzyskać informacji na temat unieszkodliwiania [22].

Dla województwa opracowano prognozy ilości osadów ściekowych na lata 2002 do 2015.

Opracowano trzy scenariusze dotyczące osadów ściekowych w przyszłości:

•

scenariusz 1 - niski wzrost,

•

scenariusz 2 - średni wzrost,

•

scenariusz 3 - wysoki wzrost.

Parametry użyte do scharakteryzowania każdego ze scenariuszy obejmowały:

•

wzrost liczby ludności,

•

zasięg sieci kanalizacyjnej (odsetek mieszkańców podłączonych systemem

kanalizacyjnym do oczyszczalni ścieków),

•

skuteczność oczyszczania ścieków.

Poza tym wszystkie oczyszczalnie objęte prognozą zostały podzielone na trzy grupy,

w zależności od stopnia urbanizacji terenu, na którym się znajdują:

M: Obszary miejskie, MW: Obszary miejsko-wiejskie, W: Obszary wiejskie.

Klasyfikacja lokalizacji oczyszczalni jako lokalizacji miejskiej była taka sama dla

wszystkich trzech scenariuszy i klasyfikacja ta umożliwiła przydzielenie określonych

wartości poszczególnym parametrom charakteryzującym scenariusze dla
poszczególnych kategorii urbanizacji.

Przy zastosowaniu powyższej metodologii otrzymano następujące prognozy dotyczące

ilości osadu ze ścieków komunalnych:

Opis

Ilość osadu

(Mg s.m./rok)

Obj. osadu

/rok)

2002 – stan obecny

Stan opisany

19 200

93 800

2015 – scenariusz 1 Wzrost liczby ludności zgodny z

prognozami GUS. Umiarkowany
procentowy wzrost pokrycia siecią
kanalizacyjną. Status quo jeżeli chodzi
o technologię oczyszczania ścieków.

24 400

118 600

2015 – scenariusz 2

Wzrost

liczby

ludności

jak w

scenariuszu 1. Większy procentowy
wzrost pokrycia siecią kanalizacyjną.
Umiarkowana poprawa technologii
oczyszczania ścieków.

27 800

134 300

2015 – scenariusz 3

Wzrost

liczby

ludności

jak w

scenariuszu 1. Pełna zgodność w
wymaganiami UE dotyczącymi pokrycia
siecią kanalizacyjną i technologii
oczyszczania ścieków.

30 300

146 200

Jak wynika z obliczeń w ramach scenariusza 3, najwyższy spodziewany wzrost produkcji

osadu do roku 2015 wyniesie 11 100 Mg s.m./rok co odpowiada wzrostowi nieco ponad

58% w stosunku do rocznej produkcji osadu w 2002r.

Informacje zebrane w toku badań ankietowych wskazują, że większość małych

oczyszczalni ścieków nie planuje w przyszłości zmiany technologii przetwarzania

i unieszkodliwiania osadów ściekowych. W przeciwieństwie do małych oczyszczalni,

oczyszczalnie w dużych miastach dokonały bardziej wnikliwej analizy procesu

przetwarzania osadów ściekowych, co przyczyniło się do sporządzenia bardziej lub mniej

sprecyzowanych planów. Plany te przewidują wprowadzenie radykalnych zmian w trzech

oczyszczalniach obsługujących duże miasta.

W Szczecinie i Stargardzie Szcz. planuje się, że osad będzie spalany. Ponieważ

zakłada się, że do roku 2015 Szczecin najbardziej przyczyni się do wzrostu ilości osadów

ściekowych powstających w województwie ze względu na wzrost ilości oczyszczanych

ścieków, oznacza to, że większość wytwarzanej dodatkowej ilości osadów w 2015 r.

będzie spalana. Jeżeli plany spalania osadu ściekowego ze Szczecina i Stargardu Szcz.
zostaną wdrożone, w roku 2015 nieco ponad 1/3 ogólnej ilości osadu w

województwie, zakładając realizację scenariusza 3, poddawana będzie spalaniu.

Koszalin realizuje budowę kompostowni z zamiarem kompostowania wszystkich

osadów ściekowych powstających w oczyszczalni obsługującej Koszalin. Po

kompostowaniu osady te wykorzystywane będą do celów rolniczych. Oznacza to, że 3

000 Mg s.m., która trafia na składowisko, będzie do 2015 r. wykorzystywana rolniczo.

Stan gospodarki osadowej w województwie podkarpackim przedstawiono

w opracowaniu „Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w województwie

podkarpackim” [23]. W opracowaniu tym podano, że w województwie podkarpackim

w roku 2001 wytworzono 22 000 Mg s.m. ustabilizowanych komunalnych osadów
ściekowych (wg danych zebranych na podstawie ankiet od zarządzających

oczyszczalniami). W 16 kontrolowanych oczyszczalniach wytworzono natomiast:

•

1 337,44 Mg skratek,

•

2 393,62 Mg piasku,

•

17 225,28 Mg s.m. ustabilizowanych komunalnych osadów ściekowych.

Cyklem kontrolnym zostały objęte oczyszczalnie, które w 2001 r. wytworzyły około

80% ogólnej ilości ustabilizowanych komunalnych osadów ściekowych wytworzonych

w województwie.

Sposoby

postępowania z wytworzonymi odpadami w kontrolowanych

oczyszczalniach były następujące:

skratki składowano na komunalnych składowiskach odpadów,

piasek był składowany bądź wykorzystywany na komunalnych składowiskach
odpadów jako warstwa przekładkowa,

ustabilizowane komunalne osady ściekowe wykorzystywane były do rekultywacji

terenów pogórniczych lub wykorzystywane bądź składowane na komunalnych

składowiskach odpadów.

Tylko oczyszczalnie ścieków w Rzeszowie, Jaśle i Jarosławiu wykorzystywały w 2001

i 2002 roku wytworzone osady do rekultywacji gruntów na terenach oczyszczalni lub

strefy sanitarnej.

Wytworzone w oczyszczalniach w 2001 r. ustabilizowane osady ściekowe w łącznej

ilości 17 225,28 Mg s.m. wykorzystane zostały:

w ilości 9 396,19 Mg s.m. tj. 54% - do rekultywacji terenów,

w ilości 2 055,36 Mg s.m. tj. 13% - jako warstwa izolacyjna na komunalnych

składowiskach odpadów,

pozostała ilość 5 773,73 Mg s.m., tj 33% deponowana była na składowiskach

odpadów lub magazynowana na terenie oczyszczalni.

3.4. Analiza gospodarki osadami ściekowymi zawarta w KPOŚK

Ilość wytwarzanych osadów ściekowych

materiałach Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych [1]

przedstawiono dane pochodzące z 16 województw, zawarte w ankietach opracowanych

przez jednostki samorządowe. Na podstawie tych danych (częściowo skorygowanych)

oraz danych IOŚ z roku 2002 dokonano obliczenia jednostkowych wskaźników ilości

osadów dla poszczególnych oczyszczalni, wskaźników średnich dla każdego województwa

oraz wskaźnika krajowego. Wskaźniki te obliczono jako iloraz ogólnej ilości suchej masy

powstających osadów oraz ilości oczyszczanych ścieków w czasie 24 godzin (doby)

i wyrażono je w kg s.m./m

ścieków. Wartości wskaźników dla każdego województwa

przedstawiono w poniższej tabeli.

Tab.3. Wartości jednostkowych wskaźników ilości osadów dla poszczególnych

województw

Ilość

Ścieków

Ilość

Osadów

Wskaźnik ilości

osadów ściekowych

w kg/m

ścieków

Województwo

RLM

/d Mg

s.m./d

min max średni

1.dolnośląskie

1854147 361124

95,349

0,043

0,609 0,264

2.kujwsko-
pomorskie

2051449 295158

78,231

0,050

0,681 0,265

3.lubelskie

1088247 160401

44,925

0,049

0,671 0,280

4.lubuskie 941867 108986

30,641

0,076

0,654 0,281

5.łódzkie

1560645 363839

87,330

0,071

0,641 0,240

6.małopolskie

1888167 405611

51,538

0,029

0,750 0,127

7.mazowieckie 3027061 461980

111,811

0,018

0,771 0,242

8.opolskie 572510

97894

26,612

0,065

0,383 0,272

9.podkarpackie 860536 156996

46,760

0,044

0,750 0,298

10.podlaskie

1019327 105690

30,756

0,114

0,709 0,291

11.pomorskie 2321777 375360

104,979

0,064

0,600 0,280

12.śląskie 3141718 582480

130,147

0,050

0,627 0,223

13.świętokrzyskie 566586 109701

19,359

0,030

0,640 0,176

14.warmińsko-

mazurskie

1051517 179706

49,436

0,054

0,883 0,354

15.wielkopolskie 2600943 349291

102,701

0,050

0,690 0,294

16.zachodniopo-

morskie

1123871 168367

35,818

0,048

0,636 0,213

Wartości obliczonych wskaźników w poszczególnych województwach są

zróżnicowane. Średnia ich wartość wynosi od 0,127 kg s.m./m

w woj. małopolskim do

0,354 kg s.m./m

w woj.warmińsko-mazurskim. Wartość średniego wskaźnika

krajowego wynosi 0,247 kg s.m./m

– wynik ten przyjmuje się jako miarodajny do

szacowania ilości osadów w kraju.
Wartość jednostkowego wskaźnika ilości osadów jest uzależniona od:

stężenia ścieków dopływających do oczyszczalni, szczególnie wartości BZT

i ilości

zawiesin,

technologii oczyszczania, stopnia ustabilizowania osadów,

reagentów stosowanych w procesie oczyszczania ścieków i przeróbki osadów.

Znaczne obniżenie wartości wskaźnika jednostkowego może wystąpić jedynie

w przypadku zastosowania takich procesów jak suszenie czy spalanie osadów.

Stosowane sposoby zagospodarowania osadów ściekowych

Procesy ostatecznego zagospodarowania osadów ściekowych poprzedzone są ich

przeróbką mającą na celu stabilizację, zmniejszenie masy i objętości osadów. Sposoby

przeróbki osadów pochodzących z ankietowanych komunalnych oczyszczalni ścieków

przedstawione w materiałach Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych

zawarto w tabeli nr 4.

Stabilizacja tlenowa, jako jedyny proces stabilizacji osadów, stosowana jest w 444

oczyszczalniach (54,5% analizowanych obiektów)[1]. Do grupy tej należą oczyszczalnie o

mniejszej przepustowości z uproszczonym układem oczyszczania ścieków, bez osadników

wstępnych. W 205 oczyszczalniach stabilizacja osadu prowadzona jest

w osadnikach Imhoffa lub WKF

, 94 duże oczyszczalnie wyposażone są w zamknięte

komory fermentacyjne (WKF

) – 11,5% analizowanych obiektów. Dane o sposobach

zagospodarowania w ankietowanych obiektach były niepełne (w 54 przypadkach nie

zamieszczono informacji o sposobach przeróbki osadów).

Wg KPOŚK mechaniczne urządzenia do odwadniania osadów posiadają 473 obiekty –

58,2%. Wśród urządzeń tych największa liczbę stanowią prasy taśmowe. W mniejszych

obiektach stosowane są głównie workownice.

Higienizacja osadów poprzez wapnowanie stosowana jest w 177 oczyszczalniach

(głównie mniejszych) w sposób ciągły lub okresowo. Jednak nie wszystkie obiekty

posiadają instalacje do wapnowania, w małych oczyszczalniach osad przesypywany jest

wapnem na poletkach.

Zgodnie z analizą przedstawioną w Krajowym Programie Oczyszczania Ścieków

Komunalnych sposoby zagospodarowania osadów ściekowych pochodzących

z ankietowanych oczyszczalni ścieków obejmowały:

nawożenie gleb w rolnictwie,

rekultywację terenów przemysłowych, składowisk odpadów, kształtowanie terenów

krajobrazu miejskiego oraz terenów oczyszczalni,

produkcję mieszanek osadowych, kompostu i roślin (wierzba, trzcina, trawy itp.),

składowanie na składowiskach odpadów komunalnych,

magazynowanie na terenie oczyszczalni, w tym w stawach i lagunach,

wywóz do innej oczyszczalni

spalanie.

Tab.4. Ocena gospodarki osadami z komunalnych oczyszczalni ścieków – sposoby przeróbki osadów

Liczba analizowanych oczyszczalni

Liczba oczyszczalni wykorzystujących procesy:

Lp.

Województwo

> 2000 RM Wybudowane

po 1995r.

Modernizacja

2000-2002

PUB

Stabilizacj

i tlenowej

WKFZ

WKFO lub os.

Imhoffa

inne

Brak

danych

Odwadniania

mech.

Higienizacji

1. Dolnośląskie 76

5 29

2. Kujawsko-

pomorskie

53 29

4 15

3. Lubelskie

7 9

4. Lubuskie

Łódzkie 37

6. Małopolskie 54

7. Mazowieckie

8. Opolskie

9. Podkarpackie

10. Podlaskie

11. Pomorskie

4 5

12. Śląskie 97

15 37

13. Świętokrzyskie 25 7

14. Warmińsko-

mazurskie

45 23

5 6

15. Wielkopolskie

102 44

7 24

16. Zachodniopomor-

skie

Razem

814 302

181

500

444

94 205

473

177

oczyszczalnie z podwyższonym usuwaniem substancji biogennych, w tym reaktory cykliczne (SBR), semicykliczne, dwufazowe lub ze strącaniem fosforu

np.mineralizacja osadu w stawach lub lagunach

także półmechaniczne w mniejszych obiektach

wapnowanie, w tym również pyły dymnicowe i popioły

Tab.5. Ocena gospodarki osadami z komunalnych oczyszczalni ścieków – sposoby zagospodarowania osadów

Liczba oczyszczalni wykorzystujących osady:

L.p.

Województwo

Liczba

analizowanych

oczyszczalni

w rolnictwie

rekultywacji

różnie

magazynowanie

do produkcji

składowanie wywóz

innych oczysz.

Brak danych

1. Dolnośląskie 76

2. Kujawsko-pomorskie

3. Lubelskie

4. Lubuskie

5. Łódzkie 37

6. Małopolskie 54

7. Mazowieckie

8. Opolskie

9. Podkarpackie

10. Podlaskie

11. Pomorskie

12. Śląskie 97

13. Świętokrzyskie 25

14. Warmińsko-mazurskie 45

15. Wielkopolskie

102

16. Zachodniopomorskie

Razem

814

139

231

119

224

wykorzystanie osadów na kilka sposobów, np.: w rolnictwie i do rekultywacji, do rekultywacji i składowanie, itp.

np.w stawach, lagunach lub składowiskach na terenie oczyszczalni,

np.: do produkcji kompostu, mieszanek osadowych, wierzby i trzciny na plantacjach itp.

Analiza gospodarki osadowej w ankietowanych obiektach przeprowadzona w

KPOŚK pozwala na stwierdzenie, że wytwarzane osady są głównie wykorzystywane do

rekultywacji - osady z 231 obiektów (w tym aż 57 na terenie woj.śląskiego).

Porównywalna liczba oczyszczalni (224 obiekty) składuje osady na składowiskach
odpadów komunalnych. Osady ze 139 oczyszczalni wykorzystywane są do nawożenia

gleb w rolnictwie (najwięcej obiektów w woj. wielkopolskim – 17). Niewielka liczba

oczyszczalni wykorzystuje osady do produkcji kompostu i mieszanek osadowych (38

obiektów). W niektórych oczyszczalniach stosowane są dwa sposoby zagospodarowania

osadów (np. rekultywacja i składowanie).

Sposoby postępowania z osadami z komunalnych oczyszczalni ścieków w

poszczególnych województwach przedstawiono w tabeli nr 5.

Jakość wytwarzanych osadów ściekowych

W Krajowym Programie Oczyszczania Ścieków Komunalnych dokonano również

oceny jakości osadów z punktu widzenia możliwości ich wykorzystania (Instytut Ochrony

Środowiska – Warszawa 1998-2002 oraz Politechnika Białostocka , Bernacka i inni 2002).
Ocenę tę przeprowadzono dla pięciu grup oczyszczalni, obsługujących:

- do 2 tys. RM – grupa I,

- 2-10 tys. RM – grupa II,

- 10-50 tys. RM – grupa III,

- 50-100 tys. RM – grupa IV,

- powyżej 100 tys. RM – grupa V.

W ocenie nie uwzględniono wskaźników biologicznych osadów. Badania sanitarne

osadów będące w posiadaniu eksploatatorów analizowanych oczyszczalni pochodziły

z różnych lat i zwykle dotyczyły innych partii osadów niż badane w Instytucie. Jednak

według uzyskanych informacji osady, które były wykorzystywane w rolnictwie, bądź do

rekultywacji, spełniały wymagania krajowe w zakresie wskaźników sanitarnych.

W większości wypadków ewentualnymi czynnikami limitującymi wykorzystanie osadów
nie są wskaźniki sanitarne lecz zawartość metali ciężkich.

Tab.6. Zawartość metali ciężkich w osadach z oczyszczalni ścieków województwa

podlaskiego w latach 1998-2000 [1]

Oczyszczalnie

Maksymalna i minimalna zawartość metali ciężkich w osadach w mg/kg s.m.

Grupa

Liczba

Ołów

Kadm

Chrom

miedź

nikiel

rtęć

cynk

0,4 - 92,8

0,08-16,0 2,8-196,0

2,6-128,8 0,4-25,0 0,11-2,45 28-2200

2,6 – 67,1 0,28-4,90 7,1-2855 16,8-107,0 7,3-21,6 0,10-3,80 58-2436

III 6

16,3-194,0 0,77-4,12

19,8-62,0

23,0-123,0 6,9-16,1 0,21-5,15 257-1614

1 27,8-29,3

1,14-2,20 5,4-16,1 94,0-131,2 6,0-8,1

1,0-3,4 910-976

I-V 44

0,4-194,0 0,08-16,0 2,8-2855 2,6-131,2 8,0-8,1 0,10-5,15 28-2436

Dopuszczalna zawartość metali ciężkich w osadach w mg/kg sm wg Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia

1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U.Nr 134, poz.1140) do wykorzystania:

W rolnictwie

500

800

100

2500

Na cele nierolne

1000

1200

200

3500

Do innych celów

1500

2500

2000

500

5000

Osady, w których występowały przekroczenia zawartości metali ciężkich lub podwyższone

ich zawartości, pochodziły z oczyszczalni różnej wielkości zarówno z zupełnie małych, jak

i z większych. Decydował o tym przede wszystkim udział ścieków z zakładów usługowych

lub przemysłowych.

Spośród 15 oczyszczalni, z których pobierano osady do badań przeprowadzonych

w Instytucie Ochrony Środowiska, trzy mieściły się w grupie III, cztery w grupie IV

i osiem w grupie V. Ekstremalną i średnia zawartość metali ciężkich w osadach badanych

w latach 1998-1999 i 2001-2002 podano łącznie w tabeli 7.

Tab.7. Zawartość metali ciężkich w osadach z piętnastu oczyszczalni ścieków badanych

w latach 1998-2002 [1]

Minimalna, maksymalna i średnia zawartość metali ciężkich w osadach w mg/kg s.m.

Rok badań

ołów Kadm chrom miedź nikiel rtęć Cynk

1998

126

372

−

332

986

−

381

1343

−

358

−

2347

4640

603

−

1999

122

311

−

305

933

−

412

2530

−

335

−

2291

4180

740

−

2001-2002

279

−

249

1279

−

233

483

135

−

275

−

2071

5124

801

−

Zawartość metali ciężkich w osadach zależy bardziej od udziału ścieków

przemysłowych w ogólnej masie ścieków niż od wielkości oczyszczalni, na co wskazują

również badania osadów z oczyszczalni województwa podlaskiego.

Analiza statystyczna zbioru danych z lat 1998-1999 (n=150) i 2001-2002 (n=75)

wykazała, że zawartość metali ciężkich w osadach – z wyjątkiem rtęci – zmniejszyła się,

zarówno przy 50 jak i 90 procentowym prawdopodobieństwie występowania (tab. 8)

Tab.8. Prawdopodobieństwo występowania zawartości metali ciężkich w osadach

ściekowych badanych w latach 1998-1999 i 2001-2002 [1]

Prawdopodobieństwo występowania

50% 90%

Badane

substancje

w mg/kg s.m.

1998-1999 2001-2002

Ołów

100

255

123

Kadm 4,6

4,6

24,6

20,5

Chrom 270

195

782 730

Miedź 222

210

783

349

Niekiel 43

197

142

Rtęć 2,02

2,19

4,21 4,25

Cynk 2240

1817

3350 3298

Biorąc pod uwagę 90 procentowe prawdopodobieństwo występowania

poszczególnych metali w osadach należy liczyć się z ograniczeniem możliwości ich

wykorzystania w rolnictwie. Metalami limitującymi ten sposób wykorzystania są przede

wszystkim kadm i cynk, także ołów i nikiel, a w przypadku osadów z niektórych

oczyszczalni województwa podlaskiego- także kadm i rtęć. Jednak te osady, które nie

spełniają najostrzejszych wymagań z uwagi na zawartości metali ciężkich, zgodnie

z przepisami krajowymi mogłyby być wykorzystane do rekultywacji gruntów na cele

nierolne lub do uprawy roślin przeznaczonych na kompost, a także do uprawy roślin nie

przeznaczonych do spożycia i do produkcji pasz.

Podobnie jak w przypadku zawartości metali ciężkich w osadach, tak i zawartość

mikrozanieczyszczeń organicznych zależy nie od wielkości oczyszczalni lecz lokalizacji

obiektu, a przede wszystkim udziału ścieków przemysłowych i ich rodzaju. Zawartość

chlorowcopochodnych związków organicznych AOX w osadach badanych w latach 1998-
2002 była stosunkowo mała i nie ulegała istotnym zmianom.

Analiza

statystyczna

zawartości AOX w osadach z czternastu oczyszczalni

wykazała, że w latach 1998-1999 i 2001-2002 zawartość tych związków w 50% próbek

nie przekraczała odpowiednio 225 i 232 mg Cl/kg s.m., a w 90% próbek wynosiła 300

i 304 mg Cl/kg s.m. wraz z wartościami niższymi (tabela 9).

Tab.9. Prawdopodobieństwo występowania zawartości AOX, WWA i PCB w osadach

ściekowych badanych w latach 1998-1999 i 2001-2002 [1]

Prawdopodobieństwo występowania

50% 90%

Badane związki

w mg/kg sm

1998-1999 2001-2002

AOX 225

232

300

304

Suma 16 WWA

7,6

6,5

16,4

11,6

Suma 7 PCB

0,13

0,03

0,32 0,09

Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych WWA w osadach

ściekowych zmieniała się w okresie badań w zależności od oczyszczalni. Generalnie

można stwierdzić, że zawartość węglowodorów aromatycznych w osadach ściekowych

uległa stopniowemu obniżeniu. W roku 1999, w porównaniu z rokiem 1998, w

największym stopniu obniżyła się zawartość fluorantenu i pirenu, węglowodorów

czteropierścieniowych. Jak wynika z analizy statystycznej wyników badań w latach 2001-

2002 zawartość sumy WWA w 90% próbek osadów wynosiła 11,6 mg/kg s.m., podczas
gdy w latach 1998-1999 - 16,4 mg/kg s.m. W ciągu dwóch lat zawartość WWA w

osadach zmniejszyła się więc około 30%. W latach 1998-2002 zawartość poszczególnych

kongenerów, a tym samym i sumy siedmiu polichlorowanych bifenyli PCB w badanych

osadach była stosunkowo mała i uległa wyraźnemu zmniejszeniu. W większości próbek

osadów w latach 2001-2002 zawartość poszczególnych kongenerów nie przekraczała

0,01 mg/kg s.m. Było to prawdopodobnie wynikiem ograniczenia stosowania PCB,

zarówno w przemyśle (farby, lakiery), jak i w środkach impregnujących, grzybobójczych i

płynach hydraulicznych. Także w znacznym stopniu zmienił się system składowania i

unieszkodliwiania odpadów zawierających PCB.

3.5.Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w KPGO

Przedstawione do osiągnięcia cele w gospodarce komunalnymi osadami ściekowymi

wynikające z KPGO [24] dotyczyły:
- zwiększenia stopnia kontroli obrotu komunalnymi osadami ściekowymi w celu

zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa zdrowotnego i środowiskowego,

- zwiększenia stopnia przetworzenia komunalnych osadów ściekowych,

- maksymalizacja stopnia wykorzystania substancji biogennych zawartych w osadach

przy jednoczesnym spełnieniu wszystkich wymogów dotyczących bezpieczeństwa

sanitarnego i chemicznego.

W KPGO preferowanym kierunkiem postępowania w celu zagospodarowania

osadów jest kompostowanie, poprzedzające ich wykorzystanie do rekultywacji składowisk

i terenów poprzemysłowych o wysokim stopniu zanieczyszczenia. Założono, że ten

kierunek powinien być preferowany w oczyszczalniach posiadających powiązania
z zakładami kompostowania odpadów komunalnych i z zakładami wytwarzającymi

znaczne ilości odpadów organicznych (zakłady wytwarzające korę, trociny). Założono, że

ilość osadów kompostowanych może wzrosnąć nawet do 20% ich całkowitej masy

wytworzonej w kraju (obecnie ok. 14%).

Przewidziano

także, że w związku z wdrożeniem dyrektywy osadowej w Polsce,

stworzone będą warunki do przejęcia kontroli nad obrotem komunalnymi osadami

ściekowymi oraz nastąpi dalsze rozpoznanie zawartości zanieczyszczeń organicznych

w osadach. Stąd też założono, że w roku 2014 bezpośrednie wykorzystanie osadów

komunalnych w rolnictwie zmaleje do 12% ich wytworzonej masy. Jednocześnie zmaleje

wykorzystanie komunalnych osadów ściekowych niekompostowanych do innych

przyrodniczych celów z obecnych 17% do 14%.

Dlatego

też do nawożenia i użyźniania gruntów w roku 2014 używane będzie 26%

osadów bez kompostowania oraz 20% osadów po procesie kompostowania co daje 46%

osadów.

Założono także, że w roku 2010 ilość komunalnych osadów ściekowych przekształcanych

termicznie wzrośnie do 5% (obecnie ok.2%) a w roku 2014 do 8%. Przewidziano, że ilość

składowanych osadów wzrośnie z obecnych 42,14% do 45% w roku 2010 i spadnie do

39% w 2014 r.

Zgodnie z KPGO przewidziano w 2014 następującą strukturę wykorzystania

i unieszkodliwiania osadów ściekowych:

- nawożenie w rolnictwie – 12%,

- wykorzystanie w rekultywacji – 14%,

- kompostowanie – 20%,

- termiczne – 8%,
- składowanie – 39%,

- wykorzystanie

przemysłowe – 7%.

Warunkiem prawidłowego rozwoju sposobów stosowania osadów na gruntach,

obejmujących także procesy ich przygotowania do tych celów, jest:

- wdrożenie systemu kontroli osadów,

- utworzenie wyspecjalizowanych jednostek organizacyjnych, których celem byłoby

właściwe zagospodarowanie osadów ściekowych.

Krajowy plan gospodarki odpadami prezentuje zmiany w strukturze unieszkodliwiania

i wykorzystania osadów z komunalnych oczyszczalni ścieków w sposób następujący:

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2000

2005

2010

2014

Unieszkodliwianie termiczne

Składowanie

Kompostowanie przed
wprowadzeniem do gruntu
Wykorzystane na gruntach rolnych
bez kompostowania
Wykorzystane do nawożenia i
użyźniania innych gruntów
Inne sposoby wykorzystania bez
kompostowania
Wykorzystane przemysłowe bez
przetwarzania

Rys.2. Zmiany w strukturze unieszkodliwiania i wykorzystania osadów z komunalnych

oczyszczalni ścieków wg klasyfikacji GUS [24]

4. ANALIZA TECHNICZNO – EKONOMICZNO - EKOLOGICZNA METOD
ZAGOSPODAROWANIA ODPADÓW Z OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW

MOŻLIWYCH DO ZASTOSOWANIA W POLSCE

Uwarunkowania wyboru sposobu zagospodarowania osadów ściekowych

Wybór ostatecznej metody zagospodarowania osadów ściekowych jest

uwarunkowany wieloma czynnikami. Problem zagospodarowania osadów ściekowych

powinien być zintegrowany z procesem oczyszczania ścieków. Decydując się na

konkretny sposób zagospodarowania osadów należy rozważyć aspekty techniczne,

ekonomiczne, ekologiczne i uwarunkowania lokalne.

Koncepcja przeróbki osadów [25] powinna bazować na holistycznej analizie

wszystkich aspektów gospodarki osadowej na terenie objętym planem. Główne etapy

przygotowania planu gospodarki osadowej przedstawiono na poniższym rysunku.

Identyfikacja obszaru objętego planem

Identyfikacja oczyszczalni

Przygotowanie inwentaryzacji osadu

Ocena możliwości rolniczego

wykorzystania

Opis niezbędnych nowych urządzeń

technologicznych

Przygotowanie planu procedur

administracyjnych

Przygotowanie ostatecznego

Planu Gospodarki Osadowej

Synergizm we

wspólnym

zagospodarowaniu

Identyfikacja metod

przeróbki

Metody przeróbki

Opinia społeczna

Identyfikacja miejsc
przeróbki

Ocena
ekonomiczna

Raport „Ocena
oddziaływania na
środowisko”

PODSTAWOWA PRACA

PLANISTYCZNA

NAKREŚLENIE PODSTAWOWEJ

STRATEGII

PRZYBLIŻENIE KONCEPCJI

OKREŚLENIE URZĄDZEŃ

TECHNICZNYCH

OKREŚLENIE SYSTEMU

I PROCEDUR

ADMINISTRACYJNYCH

UKOŃCZENIE PLANU

GOSPODARKI OSADOWEJ

Rys.3. Ilustracja głównych etapów przygotowania planu gospodarki osadowej [25]

Wybór końcowej metody zagospodarowania osadów jest wynikiem oceny

wszystkich kryteriów.

Obszar objęty planem obejmujący zwykle szereg mniejszych i kilka większych

oczyszczalni pozwoli na przeróbkę całej ilości osadu w jednej, bądź dwu instalacjach

centralnych. Tak zorganizowane przedsięwzięcie zapewni korzyści pod względem

inwestycyjnym i eksploatacyjnym. A jeśli osad ma być wykorzystywany rolniczo pozwoli

określić odpowiednie i wystarczające tereny rolne w granicach obszaru objętego planem.

Ważną kwestią jest również dobór miejsca przeróbki i związany z nim transport osadów

(odległość, warunki drogowe, natężenie ruchu oraz gęstość zaludnienia wzdłuż dróg

transportu). Problem transportu obejmuje zarówno transport z mniejszych oczyszczalni

ścieków do centralnej instalacji przeróbki osadów, jaki i również transport końcowego

produktu do miejsc zagospodarowania. Oznacza to, że miejsce przeróbki osadu powinno

znajdować się stosunkowo blisko obszarów, gdzie ma nastąpić ostateczne

zagospodarowanie osadu [25].

Na etapie planowania należy również zwrócić uwagę na wpływ wybranej koncepcji

zagospodarowania osadów na środowisko. Należy opracować raport zawierający ocenę
oddziaływania na środowisko, która powinna dać pozytywną ocenę przedsięwzięcia.

W chwili obecnej w kraju stosowane są dwa sposoby zagospodarowania osadów:

wykorzystanie przyrodnicze oraz składowanie. Wprowadzanie obostrzeń prawnych

spowoduje ograniczanie składowania osadów, zaś wykorzystanie rolnicze w dużej mierze

uzależnione jest od zawartości metali ciężkich oraz organizmów chorobotwórczych.

W tym przypadku unieszkodliwianie osadów może być realizowane z wykorzystaniem

metod termicznych.

Wybór termicznej metody zagospodarowania osadów ściekowych wymaga również

przeprowadzenia szerokiej analizy. Do najważniejszych uwarunkowań należą [26]:

•

Określenie zakresu obszaru czy regionu, dla którego powinna być opracowywana

koncepcja zagospodarowywania osadów ściekowych, następnie określenie ich

strumienia, podstawowych właściwości fizykochemicznych oraz wartości opałowej.
Zakres ten powinien zostać wykonany w ramach opracowań ujętych w wojewódzkim

bądź powiatowym planie gospodarki odpadami. W przypadku wskazania termicznego

przetwarzania jako optymalnego niezbędne są kolejne analizy:

określenie możliwego do uzyskania, a jednocześnie energetycznie uzasadnionego

stopnia mechanicznego odwodnienia komunalnych osadów ściekowych

przeznaczonych do termicznego przetwarzania,

analiza wskazania lokalizacyjnego dla planowanej instalacji suszenia i termicznego

przetwarzania osadów, jej odległości od zakładu oczyszczania ścieków wraz z

logistyką i kosztami transportu osadów,

wielokryterialna analiza celowości zastosowania określonej technologii suszenia

osadów wraz z analizą technicznych i ekonomicznych aspektów determinujących

wybór optymalnej technologii suszenia osadów,

wielowariantowa analiza zaawansowanych i technicznie dojrzałych technologii

termicznego przetwarzania osadów ściekowych – przy założeniu koncepcji

bezpośredniego spalania osadów ściekowych lub koncepcji ich współspalania z innymi

paliwami,

analiza efektywności energetycznej procesu spalania osadów w powiązaniu

z procesem ich suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu potwierdzającego

możliwość ewentualnego wykorzystania energii wytwarzanego biogazu nie tylko dla

potrzeb technologicznych oczyszczalni ścieków czy potrzeb gospodarczych (c.o.,

c.w.u.), lecz także dla potrzeb suszenia osadów,

analiza ekonomiczna obejmująca określenie nakładów inwestycyjnych i kosztów

eksploatacyjnych wraz z analizą źródeł finansowania inwestycji,

analiza akceptacji społecznej dla planowanej inwestycji.

Poszczególne etapy omawianej analizy przedstawia poniższy rysunek.

PROCES

OCZYSZCZANIA

ŚCIEKÓW

OSADY

ŚCIEKOWE

MECHANICZNE

ODWADNIANIE

PROCES

OSUSZANIA

OSADÓW

ZEWNĘTRZNE

ŹRÓDŁO CIEPŁA

INTEGRALNY

PROCES

SPALANIA

WŁASNE

ŹRÓDŁO CIEPŁA

BILANS

ENERGII

DODATKOWE

ŹRÓDŁO CIEPŁA

DLA ZAKŁADU

SPALANIE

LUB

WSPÓŁSPALNIE

DEPONOWANIE

KOMPOSTOWANIE

PRZYRODNICZE

WYKORZYSTANIE

Rys.4. Algorytm zagospodarowania osadów ściekowych przy użyciu metod termicznych

[27]

Podstawowe uwarunkowania determinujące wybór technologii termicznego

przetwarzania osadów ściekowych to [28]:

właściwości paliwowe osadów ściekowych określające możliwość ich autotermicznego

spalania, czyli spalania bez użycia paliwa wspomagającego. O możliwości
autotermicznego spalania osadów decyduje stopień ich uwodnienia, udział substancji

palnej w masie osadów oraz zawartość substancji mineralnych. Najczęściej warunek

autotermicznego spalania nie jest możliwy do uzyskania bez zastosowania

w częściowym choćby zakresie suszenia osadów,

zastosowany wcześniej proces częściowego lub całkowitego suszenia osadów

ściekowych. Suszenie osadów realizowane jako samodzielny proces termiczny

i prowadzone w szerokim zakresie odparowania wody, zdecydowanie poszerza krąg

możliwości zagospodarowania osadów w tym wybór technologii spalania bądź

współspalania osadów,

ekonomicznie uzasadnione możliwości transportu odwodnionych mechanicznie

osadów do zakładu ich termicznego przetwarzania.

Dokonując wyboru technologii termicznego przetwarzania należy kierować się zasadą

BAT, determinującą wybór technologii odpowiadającej najwyższemu dostępnemu

poziomowi techniki i inżynierii ochrony środowiska.

Wapnowanie osadów ściekowych

Możliwość wykorzystania wapna do niszczenia organizmów chorobotwórczych

opiera się na wykorzystaniu ciepła, które wywiązuje się podczas reakcji hydratacji tlenku

wapna wodą zawartą w osadach. Proces ten zachodzi zgodnie z równaniem [29]:

CaO + H

→

Ca(OH)

+ 1160 kJ/kg CaO

Poza temperaturą istotnym czynnikiem wpływającym na biobójczość procesu jest

również wysoki odczyn wapnowanych osadów. Wiadomo, że wysokie stężenia zarówno

jonów wodorowych, jak i wodorotlenowych powodują zmiany w jonizacji białek, co w

konsekwencji prowadzi do zahamowania procesów życiowych organizmów [30].

Dodatkowo, podczas wapnowania następuje szybkie uwalnianie amoniaku, który przenika

przez błony komórkowe i zwiększa likwidację organizmów patogennych.

Wapno może być dodawane do osadów w formie tlenku lub wodorotlenku

wapniowego, jak również istnieje możliwość wykorzystania do tego celu pyłów
z wapienników lub z pieców cementowych. Dodawanie wapna do osadów ściekowych to

nie tylko higienizacja, ale również możliwość ustabilizowania osadów oraz polepszenie ich

zdolności do odwadniania [31]. Na podkreślenie zasługuje fakt, że wapnowanie osadów

nie jest procesem zbyt kosztowym, natomiast wapno jest reagentem łatwo dostępnym na

naszym rynku.

O skuteczności procesu wapnowania w aspekcie inaktywacji organizmów

chorobotwórczych, decyduje odpowiednia wartość odczynu i temperatury oraz

utrzymanie ich na odpowiednim poziomie przez określony czas. Wysoką efektywność

w likwidacji patogenów gwarantuje pH powyżej 11 utrzymywane przez 2 godziny oraz

temperatura powyżej 52

C przez przynajmniej 12 godzin. Uzyskanie takich warunków

jest możliwe przy zastosowaniu odpowiedniej ilości wapna, która ściśle zależy od

zawartości suchej masy w osadzie [31]. Wpływ zawartości suchej masy na efektywność

podnoszenia odczynu przedstawia rysunek 5.

Rys.5. Wpływ zagęszczania osadu mieszanego – wstępnego i po złożach biologicznych na
dawkę wapna niezbędną do uzyskania pH=12 [31]

Kompleksowe badania nad wykorzystaniem wapna do odkażania osadów,

przedstawione w pracy [32] potwierdziły wysoką skuteczność tej metody. Do

eksperymentów badawczych wykorzystano trzy rodzaje osadów z pięciu oczyszczalni

ścieków, o różnym stopniu uwodnienia. Podczas procesu prowadzono jednocześnie

pomiary temperatury, analizę składu fizyczno-chemicznego osadów oraz dokonywano

oznaczeń zawartości w nich bakterii oraz jaj robaków pasożytniczych przed i po procesie

odkażania. Odkażanie prowadzono przy użyciu tlenku wapnia, jak i wapna

hydratyzowanego. Efektem tych badań był wysoki stopień niszczenia patogenów, który

wynosił średnio od 95% do blisko 100%. Dobór dawki wapna został ustalony w oparciu o

sprawność cieplną procesu i ściśle zależał od zawartości suchej masy w osadzie. W
przypadku osadu o 21% s.m. dawka wapna wynosiła 0,9 kg CaO/kg s.m. w przypadku

osadów o s.m 3,84% dawka reagentu wynosiła 5,7 kg CaO/kg s.m. oraz 4,46 kg CaO/kg

s.m. dla osadów o uwodnieniu 95,52%. Oznaczenia zawartości suchej masy wykonywane

zarówno przed, jak i po procesie wapnowania potwierdziły, że istnieje możliwość

wykorzystania wapna nie tylko do higienizacji osadów, ale również do częściowego

odwadniania. Badania [32] dowiodły także, że na efekty ogrzewania osadów ma wpływ

rodzaj osadów, a ściślej rzecz biorąc jego struktura. Lepszą efektywność procesu

uzyskano dla osadów o strukturze ziarnistej, czyli dla osadów wstępnych i

przefermentowanych natomiast osad stabilizowany tlenowo o strukturze kłaczkowatej

ogrzewał się dwukrotnie wolniej, przez co sprawność cieplna procesu była odpowiednio

niższa.

W badaniach nad pryzmowaniem osadów przefermentowanych z wapnem [33]

wykazano, że poza właściwościami biobójczymi, dodawanie wapna polepsza strukturę

osadów, która staje się gruzełkowata. Podnosi to znacznie walory masy osadowo-

wapiennej w przypadku przyrodniczego wykorzystania.

W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania osadów ściekowych z wapnem:

1. Najmniej popularnym rozwiązaniem jest metoda polegająca na dozowaniu

wapna do uwodnionego osadu w trakcie wprowadzania osadów do gleby.

2. Drugim sposobem jest wapnowanie uwodnionych osadów przed ich

mechanicznym odwadnianiem. Sposób ten powoduje kondycjonowanie osadów, co w

rezultacie prowadzi do uzyskania placka osadowego o większej zawartości suchej masy w
stosunku do wapnowania osadów po ich odwadnianiu. Ponadto zaletą tej metody jest to,

że odwadniany osad jest ustabilizowany i już częściowo zhigienizowany [34].

Wykazano również [35], że stosując tę metodę, można zmniejszyć całkowitą ilość wapna

o 10%, zmniejszyć ilość polielektrolitu w trakcie mechanicznego odwadniania oraz

zredukować o około 10% ilość osadów kierowanych do ostatecznego unieszkodliwiania.

3. Najczęściej spotykaną w praktyce metodą stabilizacji osadów z wykorzystaniem

wapna jest metoda trzecia, która polega na dodawaniu wapna palonego w postaci CaO do

osadów po mechanicznym odwodnieniu. Tego typu instalacje są szeroko spotykane na

całym świecie. Ilość wapna niezbędnego do podniesienia pH i temperatury można

wyliczyć lub znaleźć na nomogramach sporządzonych z empirycznych wzorów. Na

rysunku 6 przedstawiono nomogram pozwalający określić współczynnik dozowania wapna

w zależności od zawartości suchej masy w osadach odwodnionych oraz wymaganej
końcowej zawartości suchej masy po wapnowaniu stosowany przez firmę EMO przy

projektowaniu instalacji do wapnowania osadów [36].

SF – wymagana końcowa zawartość suchej masy
mieszanki wapniowo-osadowej
SD – zawartość suchej masy po odwadnianiu
Y – współczynnik dozowania wapna wyrażony w
kg CaO/kg s.m./h

Rys.6. Nomogram – wapnowanie osadów

Stosowane dawki wapna zależą od szeregu czynników, w tym: wymaganego stopnia

higienizacji, rodzaju osadu, stężenia s.m osadu. Teoretycznie 1 kg CaO pochłania

w procesie hydratacji 0,32 kg wody, tworząc 1,32 kg wapna hydratyzowanego Ca(OH)

które reagując z dwutlenkiem węgla tworzy 1,78 kg CaCO

plus 0,32 kg wody oraz

2215kJ energii [34]. Szybkość procesu hydratacji zależy m.in. od rodzaju wapna. Typowa

instalacja wapnowania osadów odwodnionych składa się zwykle z: silosu

magazynującego wapno, układu ekstrakcji i dozowania, mieszarki, układu
doprowadzającego osady odwodnione oraz systemu odprowadzania mieszanki osadów

z wapnem. Magazynowanie wapna ma miejsce zazwyczaj w silosach, których pojemność

ustalana jest na etapie projektu.

Określona przez dozownik ilość wapna wraz z osadami wprowadzane są następnie

do mieszarki. Obecnie, w tego typu urządzeniach spotyka się trzy techniki mieszania. Są

to: typ pługowy, typ dwuosiowy z łopatkami oraz typ z pompą rozdrabniająco-mieszającą

[36]. Typ pługowy umożliwia dokładne wymieszanie produktów i utworzenie jednorodnej

mieszanki osadowo-wapniowej. Typ dwuosiowy z łopatkami pozwala na otrzymanie

mieszanki w kształcie granulek, co umożliwia wykorzystanie uzyskanego produktu do

zastosowań w rolnictwie. Z kolei system z pompą polecany jest raczej dla instalacji

o małej wydajności i nieznacznej zawartości suchej masy w osadach.

Warunki klimatyczne Polski, gdzie ilość opadów przewyższa parowanie oraz duży

udział gleb piaszczystych, wpływają na zakwaszenie gleb. Zakwaszenie gleb jest

procesem wyjątkowo niekorzystnym zarówno dla produkcji rolniczej, jak i dla zachowania

stabilności środowiska naturalnego. Działalność człowieka przyczynia się do pogłębienia

tego zjawiska (m.in. emisja związków siarki i azotu). Nadmierne zakwaszenie gleb jest

podstawowym czynnikiem ich degradacji chemicznej. Przejawem tego procesu jest

wzrost koncentracji toksycznego manganu i glinu dla roślin, postępujące zubożenie gleb

w magnez oraz towarzyszące tym zmianom zachwianie równowagi jonowej w środowisku

glebowym. W warunkach silnego zakwaszenia gleb następuje ponadto uruchomienie

metali ciężkich, co zwłaszcza w rejonach zanieczyszczonych takimi pierwiastkami, jak:

cynk, kadm, ołów, nikiel jest groźne z powodu zwiększonego ich dostępności dla roślin.
Biorąc pod uwagę ujemne skutki nadmiernego zakwaszenia gleb dla efektywnego ich

zagospodarowania oraz potrzebę tworzenia warunków do produkcji nieskażonej żywności

- wapnowanie powinno stać się priorytetowym zadaniem. Przy wapnowaniu gleb

kwaśnych ważny jest rodzaj wapna. Formy tlenkowe, ze względu na bardzo szybkie

działanie, stosować należy tylko na gleby ciężkie. Wapno węglanowe wykazuje powolne

działanie, stąd zaleca się je na wszystkie rodzaje gleb, a szczególnie na gleby lekkie.

Dawka i częstotliwość nawożenia wapnem zależy od stopnia zakwaszenia gleby. Na

glebach lekkich wapnowanie zaleca się częściej, gdyż wapń jest wypłukiwany szybciej niż

na glebach ciężkich o dużej pojemności sorpcyjnej i wysokiej zawartości próchnicy. Aby

wapnowanie przyniosło oczekiwane korzyści powinno być poprzedzone analizą wyników

laboratoryjnych prób glebowych. W roku 1996 w Instytucie Nawozów Sztucznych w

Puławach opracowana została technologia zagospodarowania osadów ściekowych z
komunalnych oczyszczalni ścieków polegająca na przetwarzaniu ich na granulowany

nawóz mineralno-organiczny (wapniowy) służący do odkwaszania gleb, poprawy ich

struktury, a także dostarczający roślinom podstawowych składników odżywczych oraz

makro i mikroelementów w ilościach porównywalnych z innymi nawozami organicznymi

typu obornik, gnojowica itp. Komponentami tego nawozu są osady ściekowe o

uwodnieniu 60-70%, sproszkowane wapno palone (czynnik higienizujący) oraz wapno

rolnicze węglanowe (wypełniacz umożliwiający uzyskanie konsystencji mieszaniny, którą

można zgranulować). Technologia ta została wdrożona w oczyszczalni ścieków w

Nałęczowie [37]. Natomiast Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z.o.o. w

Mińsku Mazowieckim przeprowadziło prace badawczo-wdrożeniowe nad wykorzystaniem

w rolnictwie odwodnionych mechanicznie osadów ściekowych, wymieszanych z wapnem

tlenkowym. Dodatek wapna do osadów obok higienizacji powoduje ich dalsze
odwodnienie i nadaje osadom konsystencję sypkiego granulatu, co ułatwia mechaniczny

wysiew w polu przy pomocy siewników do nawozów mineralnych i wapna. W 1993 r.

przedsiębiorstwo przygotowało koncepcję rolniczego wykorzystania osadów

wymieszanych z wapnem, która została pozytywnie zaopiniowana przez IUNG w

Puławach oraz uzyskała pozytywne postanowienie państwowego Wojewódzkiego

Inspektora Sanitarnego w Siedlcach i Wydziału Ochrony Środowiska Urzędu

Wojewódzkiego w Siedlcach, dotyczące wykorzystania w nawożeniu gruntów ornych

osadu z dodatkiem wapna. W trakcie prac doświadczalnych mieszanka wapniowo-

osadowa otrzymała nazwę "WAPNOS" [38].

4.1. Przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych

Przyrodnicze zagospodarowanie osadów ściekowych jest metodą pozwalającą

wykorzystać ich właściwości nawozowe. Charakteryzuje się niskimi kosztami, jednak jej

zastosowanie wiąże się z ograniczeniami wynikającymi ze składu chemicznego

i sanitarnego osadów. Poza tym osady wytwarzane są przez okres całego roku, zaś

możliwość ich zastosowania występuje znacznie rzadziej. Wymaga to odpowiedniego

systemu magazynowania osadów i odpowiedniej liczby odbiorców. Dlatego decyzja

o przyrodniczym wykorzystaniu osadów ściekowych musi być poprzedzona wnikliwą

analizą wielu czynników.

Uwarunkowania techniczne przyrodniczego zagospodarowania osadów związane są

z formą, w której są aplikowane:

1. osadów odwodnionych,

2. osadów nieodwodnionych,

3. osadów wysuszonych,

4. osadów po procesie kompostowania.

Stosowanie osadów nieodwodnionych wymaga zastosowania odpowiedniej techniki

umożliwiającej wstrzykiwania osadów bezpośrednio do gleby.

W rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów

ściekowych określono warunki, jakie muszą być spełnione przy wykorzystywaniu osadów

ściekowych, dawki tych osadów, które można stosować na gruntach oraz zakres,

częstotliwość i metody referencyjne badań osadów oraz gruntów, na których osady mają

być stosowane. W chwili obecnej osady z większości polskich oczyszczalni spełniają
wymogi rozporządzenia. Jednak przewidywane zaostrzenia norm dotyczących rolniczego

wykorzystania osadów (projekt dyrektywy osadowej) prawdopodobnie spowodują

ograniczenia w stosowaniu osadów. Realna będzie jedynie aplikacja osadów w celach

rekultywacyjnych.

Ograniczenia w stosowaniu osadów ściekowych wynikają z zawartości metali ciężkich

ze względu na ich toksyczne oddziaływanie na organizmy żywe oraz zdolność do

bioakumulacji.

Ważnym problemem który może istotnie ograniczyć stosowanie osadów

ściekowych w rolnictwie jest zawartość mikrozanieczyszczeń organicznych [39].

W osadach zidentyfikowano ponad 100 związków organicznych (w znacznej części

uznawanych za toksyczne) w stężeniach powyżej 0,01 mg/kg s.m. Są to przede

wszystkim fenole i chlorofenole, pozostałości pestycydów, heksachlorobenzen,

polichlorowane bifenyle, polichlorowane dibenzodioksyny, polichlorowane dibezofurany

oraz nitrozoaminy. Obecności tych substancji w osadach stanowi duże zagrożenie dla

zdrowia przy konsumpcji plonów wyhodowanych na glebie nawożonej takimi osadami

ściekowymi. Podobne zagrożenie stwarza obecność patogenów – bakterii

chorobotwórczych, pierwotniaków, grzybów pleśniowych i pasożytów. Stosowane

procesy higienizacji osadów (wapnowanie, pasteryzacja, kompostowanie) nie zawsze są
skuteczne.

Wnoszenie do gleby składników zgromadzonych w osadach ściekowych jest

właściwe nie tylko z gospodarczego punktu widzenia, lecz także niezbędne do zachowania

i odtwarzania ekologicznej równowagi. Skład mineralny i organiczny osadów

z komunalnych oczyszczalni ścieków jest zbliżony do glebowej substancji organicznej,

zwanej próchnicą [40]. Dzięki temu możliwe jest przyrodnicze wykorzystanie osadów

ściekowych. Pod pojęciem przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych rozumie się

stosowanie tych osadów do [41]:

•

nawożenia gleb i roślin,

•

rekultywacji gleb zdegradowanych i bezglebowych gruntów,

•

roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów narażonych na erozyjne działanie wody

i wiatru,

•

produkcji kompostu na wyżej wymienione cele.

W przypadku podjęcia decyzji o rolniczym zagospodarowaniu osadów ściekowych

problem stanowi konieczność znalezienia odbiorców zainteresowanych tego rodzaju

produktem w odległości opłacalnego transportu. W przypadku spełnienia przez osad

ściekowy kryteriów rolniczego wykorzystania należałoby znaleźć w pobliżu oczyszczalni

tereny o odpowiedniej powierzchni. Oczywiście obszar ten może ulec zmniejszeniu, jeżeli

założymy, że tylko część powstających osadów będzie wykorzystywana rolniczo.

Dokonanie właściwej oceny możliwości wykorzystania osadów w rolnictwie wymaga

zebrania następujących danych: charakterystyki gleb, rodzaju upraw. Przy przyrodniczym

zagospodarowaniu analizą obejmuje się nie tylko osady ściekowe, ale także glebę, na

której mają być one stosowane.

Rekultywacja gruntów polega na nadaniu lub przywróceniu zdegradowanym

i zdewastowanym gruntom rolnym, leśnym lub gruntom bezglebowym wartości

użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu,
poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, uregulowanie stosunków wodnych,

odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych

dróg.

Gruntami bezglebowymi są:

•

utwory geologiczne pozbawione pokrywy glebowej wskutek różnego rodzaju ziemnych

robót, erozji wodnej i wietrznej, masowych ruchów ziemi,

•

zwałowiska i nasypy naturalnych mas ziemnych,

•

składowiska mineralnych odpadów przemysłowych,

•

składowiska odpadów komunalnych,

•

gleby silnie zdegradowane.

Przywrócenie gruntom zdegradowanym wartości użytkowej polega na wykonaniu

właściwych zabiegów technicznych, agrotechnicznych i biologicznych, a także
zapobieżeniu dalszej degradacji środowiska.

Ekologiczno-użytkowa (agroekologiczna) wartość gleby ukształtowanej z zastosowaniem

osadów ściekowych zależy od [41]:

•

glebotwórczych właściwości (zwięzłości, chemizmu) rekultywowanego gruntu,

•

ilości i jakości zastosowanego osadu ściekowego na jednostkę powierzchni - głównie

masy organicznej i składników nawozowych,

•

zawartości w osadzie toksycznych metali ciężkich i chorobotwórczych organizmów,

•

poprawności wykonania prac rekultywacyjnych.

Osady kierowane do rekultywacji powinny:

•

spełniać normy na zawartość metali ciężkich,

•

być ustabilizowane, czyli mieć zmniejszoną zagniwalność,

•

być zhigienizowane - zawartość żywych jaj pasożytów może wynosić do 300 na kg
s.m. i braku bakterii Salmonella,

•

być odwodnione do stopnia wymaganego przez metodę transportu i aplikacji,

•

być w stanie, który utrudni migrację metali z otrzymanej mieszaniny.

Osady ściekowe można także wykorzystać do upraw leśnych w celu produkcji drewna i

sadzonek. Drzewa, krzewy i byliny o dużej dynamice wzrostu i wysokiej produktywności

(z jednostki powierzchni) mogą być uprawiane na osadowych i osadowo-gruntowych

podłożach zawierających nadmierne ilości metali ciężkich. Niejadalne i niepaszowe

przeznaczenie tych roślin sprawia, że zawartość metali ciężkich nie ma znaczenia dla

użytkowej wartości plonów. Również zawartość składników mineralnych (azot, fosfor,

potas, wapń) nie pomniejsza użyteczności plonów przeznaczonych na cele: energetyczne,

celulozowo-papiernicze, rzemieślnicze. W produkcji sadzonek drzew i krzewów (zwanej

szkółkarską), wymagającej podłoży zasobnych w próchnicę i składniki pokarmowe, także
nie przeszkadza nadmiar metali ciężkich. To samo dotyczy plantacji drzew choinkowych.

W intensywnej uprawie topoli, wierzby, bylin może być stosowany osad:

•

płynny do ciągłego zasilania roślin w składniki pokarmowe i wodę,

•

ziemisty do intensywnego użyźniania wierzchniej warstwy gleby lub rekultywowanego

terenu,

•

osad mazisty (lub ziemisty) do ukształtowania warstwy pokrywającej grunt mineralny.

Największe dawki osadu na jednostkę powierzchni stosuje się w wariancie ostatnim.

Grubość nakładanej warstwy wynosi co najmniej 30 cm i może osiągać nawet 100 cm.

Po odwodnieniu do postaci ziemistej grubość warstwy osadowej zmniejszy się o 35-50%.

Mając wstępnie wytypowane tereny do przyrodniczego zagospodarowania osadów

ściekowych należy dokonać ich wnikliwej analizy. Należy zatem uwzględnić ograniczenia

przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych na rozważanych terenach. W środowisku

przyrodniczym osady nie powinny być stosowane [42]:

•

w parkach narodowych, krajobrazowych i na obszarach chronionego krajobrazu,

•

na terenach ochrony ujęć wody i źródeł,

•

na terenach zalewowych i bagiennych,

•

na gruntach o dużej przepuszczalności, w których poziom wód gruntowych występuje

1,5 m od powierzchni terenu oraz na obszarach bezpośredniego spływu do wód

powierzchniowych,

•

w odległości mniejszej niż 50 m od publicznych ujęć wody, domów mieszkalnych

i zakładów produkcji żywności,

•

w odległości mniejszej niż 25 m od indywidualnych ujęć wody, na plantacjach warzyw

i owoców, które bezpośrednio stykają się z ziemią, do bezpośredniego nawożenia

warzyw oraz ziemniaków i roślin korzeniowych w uprawie polowej.

Ze względu na zmienny stopień zagrożenia dla środowiska naturalnego skład, sposób

dozowania i wielkość dawek osadów przeznaczonych do przyrodniczego
zagospodarowania muszą podlegać ścisłej kontroli.

Główne zalety i wady przyrodniczego wykorzystania osadów są następujące [39]:

Zalety:

wykorzystanie właściwości nawozowych zawartych w osadach,

wykorzystanie substancji organicznych zawartych w osadach do wzbogacenia

warstwy humusowej gleby,

tani sposób zagospodarowania osadów.

Wady:

duże nakłady inwestycyjne na instalacje magazynowania osadów,

wykorzystanie uzależnione od znalezienia odbiorców i zgody właściwych organów,

brak wiedzy o zawartości organicznych mikrozanieczyszczeń i patogenów w osadach

i ich wpływu na łańcuch pokarmowy,

perspektywa zaostrzenia przepisów dotyczących jakości osadów ściekowych

dopuszczonych do wykorzystania,

możliwe uwalnianie odorów w procesie wprowadzania osadów do gleby,

utrudnienia w zakresie kontroli przestrzegania wymogów prawnych odnośnie jakości

osadów (w szczególności zawartości zanieczyszczeń).

Przy szacowaniu kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych przedsięwzięcia muszą być

dodatkowo wzięte pod uwagę następujące koszty:

koszt transportu z oczyszczalni do instalacji magazynowania,

koszty budowy i eksploatacji instalacji magazynowania,

koszty transportu z instalacji składowania do odbiorcy indywidualnego,

koszty instalacji rozprowadzania osadów po polu,

koszty analiz jakości osadów,

koszty analiz jakości gleby,

koszty administracyjne wydania zgody na rolnicze wykorzystanie osadów.

W krajach Unii Europejskiej średni koszt wykorzystania rolniczego osadów ściekowych

wynosi od 75 do 200 euro/Mg suchego osadu, w zależności od uwarunkowań lokalnych

(Uhre, 1997).

4.2. Kompostowanie osadów ściekowych

Kompostowanie osadów ściekowych jest procesem wielofunkcyjnym,

zapewniającym: stabilizację osadów, zniszczenie organizmów chorobotwórczych,

redukcję masy i uwodnienia. Substancja organiczna, po przetworzeniu na kompost może

być wykorzystana jako materiał nawozowy, strukturotwórczy i rekultywacyjny. Kompost

może być wykorzystany do rekultywacji gleb zdegradowanych, a także w gospodarce
leśnej. Jest cennym nawozem organicznym mogącym zastąpić obornik i inne nawozy

organiczne w produkcji ogrodniczej, w szczególności w rejonach podmiejskich, gdzie

występuje ich niedobór. Kompost również wykazuje przydatność w zakładaniu i

konserwacji zieleni miejskiej.

Substancje organiczne zawarte w kompoście wpływają na fizyczne i chemiczne

właściwości gleby, poprawiają stosunki wodno-powietrzne oraz zasobność gleb w

składniki pokarmowe. Mikroorganizmy znajdujące się w masie kompostowej wzbogacają

mikroflorę i mikrofaunę glebową, wpływając na intensyfikację życia biologicznego gleby

oraz procesów glebotwórczych. Wprowadzanie do gleb substancji pokarmowych

zawartych w kompoście (azotu, fosforu, potasu) - nawet przy jednoczesnym stosowaniu

nawozów sztucznych - stanowi naturalną rezerwę tych składników, uruchamianą w

momentach występowania ich deficytu w glebie [43]. O wartości nawozowej kompostów
decydują również mikroelementy, które w masie kompostowej dokładnie

zhomogenizowanej, są rozmieszczone równomiernie i nie powodują miejscowego

przedawkowania, wpływającego szkodliwie na rośliny. Kompost posiada również

właściwości strukturotwórcze, poprawiające strukturę nawożonej gleby i to zarówno gleb

ciężkich - przez poprawę ich przewietrzania, jak i lekkich - poprzez poprawę kapilarnej

pojemności wodnej. Wysoka temperatura procesu kompostowania zapewnia

bezpieczeństwo kompostu pod względem sanitarnym, który musi spełniać również

wymagania pod względem zawartości metali ciężkich.

W oczyszczalniach ścieków, gdzie przeróbka osadów obejmuje proces fermentacji

i odwadniania, kompostowanie może być zastosowane jako proces końcowego

uszlachetniania osadów, pozwalający na uzyskanie materiału o wysokich cechach

jakościowych, który może być wykorzystany przyrodniczo (przy założeniu, że spełnia on

wymagania dotyczące zawartości metali ciężkich), bądź sprzedany potencjalnym

odbiorcom. Kompostowanie osadów, pozwala na uzyskanie produktu dojrzałego,
zhumifikowanego, całkowicie stabilnego, o zapachu ziemi i luźnej strukturze ułatwiającej

stosowanie do nawożenia, dłuższego magazynowania bądź dogodnego transportu.

Kompostowanie osadu wymaga wymieszania go ze środkiem strukturotwórczym,

np. trocinami, wiórami bądź innymi odpadami, aż do uzyskania 40-50% s.m. mieszaniny.

Stąd bardzo korzystne jest połączenie dwóch odpadów w procesie kompostowania np.

osadów i organicznej frakcji odpadów komunalnych będącej źródłem węgla, poprawiając

tym samym stosunek C:N, który powinien wynosić ok. 30:1.

Kompostowaniu mogą być poddawane osady nieustabilizowane, ustabilizowane,

odwodnione, nieodwodnione. Kompostowanie osadów surowych jest korzystne ze

względu na dużą zawartość substancji organicznych będących źródłem węgla

organicznego, jednak takie osady mogą być skażone organizmami chorobotwórczym.

Mogą one być zredukowane w procesie kompostowania, jednak jeżeli kompost ma
odpowiadać standardom sanitarnym, często wymagana jest stabilizacja osadów.

Kompostowanie

osadów ściekowych

Z dodatkiem materiału

strukturotwórczego

Kompostowanie

w pryzmach, stosach

Kompostowanie

w reaktorach

Bez dodatku materiału

strukturotwórczego

Kompostowanie

statyczne

Kompostowanie

dynamiczne

Rys.7. Technologie kompostowania osadów ściekowych

Osady przefermentowane, odwodnione są bezpieczne pod względem sanitarnym,

jednakże proces fermentacji metanowej pozbawia ich części substancji organicznych,

co stwarza konieczność dodawania łatwo rozkładalnych odpadów organicznych. Osady

uwodnione przeznaczone do kompostowania wymagają dodatkowego materiału w celu

osiągnięcia pożądanej zawartości wody i stworzenia odpowiednich warunków

napowietrzania. Przy zawartości wody powyżej 60%, w trakcie kompostowania tlenowego

zaczynają występować lokalne procesy beztlenowe. Najczęściej do kompostowania

kieruje się osady surowe odwodnione do 18-25 % s.m.

Z punktu widzenia technologii kompostowanie osadów ściekowych można prowadzić

w pryzmach lub reaktorach bez lub z dodatkami materiału strukturotwórczego (rys.7).
Do stosowanych obecnie metod kompostowania należą:

•

metoda pryzmowa oraz stosu napowietrzanego,

•

kompostownie w urządzeniach mechanicznych - m.in. ORGANIC-90, HORSTMANN,

STRABAG/HARTEX.

Najczęściej stosowaną metodą kompostowania jest metoda pryzmowa. Metoda ta

polega na usypywaniu pryzm z osadów zmieszanych z materiałem strukturotwórczym

oraz okresowym przewracaniu ich celem napowietrzania. Przebieg procesu w każdej

pryzmie powinien być kontrolowany przez pomiar temperatury, wilgotności oraz

przestrzeganie terminów przesypywania materiału w pryzmie. Celem redukcji

nieprzyjemnych zapachów poleca się kompostowanie w stosie, gdzie powietrze zasysane

jest przez pryzmę. Stos można traktować jako reaktor otwarty, w którym poprzez

napowietrzanie kontroluje się: temperaturę, natlenianie, wilgotność kompostującej
biomasy. Kompostowanie w takim stosie charakteryzuje się wieloma zaletami. Są to

m.in. mniejsza ilość nieprzyjemnych zapachów, dobra higienizacja i stabilizacja osadów.

Do wad niestety zaliczyć należy większe zapotrzebowanie na powierzchnię terenu.

Trudności z kontrolą zapachów w kompostowniach otwartych oraz usprawnienia

technologii mieszania powodują, że ostatnio poleca się coraz częściej kompostowanie

w reaktorach zamkniętych.

Podstawowe zalety i wady kompostowania osadów ściekowych zestawiono poniżej [39]:

Zalety:

redukcja objętości materiału, który musi być transportowany z oczyszczalni do

rolników,

ułatwienie w odniesieniu do zagospodarowania osadu – kompostowania i
magazynowanie mogą być położone w innym miejscu niż oczyszczalnia, jak również

mogą znajdować się na terenie oczyszczalni,

ułatwienie w stosowaniu (w rolnictwie) ze względu na mniejszą zawartość wody,

kontrola kompostu na końcu procesu kompostowania; w przypadku stabilnego

procesu ustabilizowana jakość kompostu,

kontrola zawartości azotu i fosforu do poziomu wymaganego przez zastosowanie

rolnicze,

kontrola parametrów higienicznych produktu przed zastosowaniem rolniczym.

Wady:

koszty kompostowania są wyższe od prostego wprowadzania osadów do gleby w celu

wykorzystania rolniczego,

napowietrzanie podczas kompostowania wymaga energii,

potrzebny jest rynek zbytu na kompost; istnieją inne konkurencyjne środki

stosowane do ulepszenia gleby, które mogą być tańsze, lub łatwiejsze w użyciu,

brak wiedzy o zawartości organicznych mikrozanieczyszczeń i patogenów w osadach

ściekowych i ich wpływu na łańcuch pokarmowy.

Przy szacowaniu kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych przedsięwzięcia muszą być

dodatkowo wzięte pod uwagę następujące koszty:

koszt transportu osadu do instalacji kompostowania,

koszty inwestycyjne kompostowni,

koszty eksploatacyjne kompostowni,

koszty kontroli jakości kompostu,

koszty marketingu,

koszty transportu kompostu z kompostowni do odbiorcy.

W krajach Unii Europejskiej średni koszt kompostowania osadów ściekowych wynosi od

120 do 400 euro/Mg suchego osadu, w zależności od uwarunkowań lokalnych (Uhre,
1997).

4.3. Suszenie osadów ściekowych

Suszenie osadów ściekowych jest procesem pośrednim, przekształcającym osady

w produkt o określonych parametrach ułatwiających ich ostateczne zagospodarowanie.

Polega na wytworzeniu z mechanicznie odwodnionego osadu trwałego produktu

o zawartości około 90% s.m., który może być wykorzystywany jako nawóz organiczny

np. w postaci granulowanej lub paliwo energetyczne. W wyniku suszenia objętość

mechanicznie odwodnionego osadu maleje cztero- do pięciokrotnie. Wysuszony
termicznie osad jest pozbawiony organizmów chorobotwórczych, stąd też, jeśli nie

zawiera nadmiernej koncentracji metali ciężkich może być wykorzystywany w wyżej

wymieniony sposób.

W wyniku termicznego suszenia osadów wytwarzany jest materiał, który nie stanowi

zagrożenia dla zdrowia, nie ulega rozkładowi biologicznemu w trakcie przechowywania.

Proces suszenia nie zmienia w zasadzie składu chemicznego osadu, stąd też właściwości

nawozowe pozostają bez zmian, a kaloryczność osadu wzrasta, w wyniku obniżenia

zawartości wody. W zależności od zastosowanej technologii suszenia uzyskuje się osad

o różnych właściwościach. Suszarki bębnowe i talerzowe pozwalają uzyskać granulat

twardy, odporny na ścieranie i zawierający minimalną ilość pyłu. W suszarkach

taśmowych otrzymuje się osad mniej twardy, ilość pyłu jest większa. Dlatego wybierając

technologię suszenia należy brać pod uwagę sposób końcowego wykorzystania osadu

[44].

W zależności od technologii, wysuszone osady posiadają formę:

•

okrągłych, regularnych, twardych granulek o średnicy 2-6 mm, nierozmywających się

w wodzie, prawie bezwonnych;

•

nieregularnie ciętych „makaroników”, twardych o średnicy 2-6 mm, długości 1-2 cm,
nierozmywających się w wodzie, prawie bezwonnych;

•

nieregularnych kawałków, prawie bezwonnych, jednakże o mniejszej twardości aniżeli

wyżej opisane, z tendencją do tworzenia pyłu podczas przesypywania czy transportu.

Wysuszone termicznie osady charakteryzują poniższe parametry:

•

zawartość

suchej

masy

85-92%

•

zawartość pyłu

100

poniżej 1%

•

ciężar

nasypowy

650-750

kg/m

•

wartość kaloryczna:

osad surowy mieszany, wstępny + wtórny

20 000 kJ/kg sm

osad beztlenowo stabilizowany, mieszany wstępny +wtórny

11 000 kJ/kg sm

Skład chemiczny osadu (tab.10) w zasadzie nie ulega zmianie podczas procesu suszenia.

Zmiany występują jedynie w przypadku gdy temperatura w jakiej suszone są osady

przekroczy 85

C, następuje wówczas zwęglanie substancji organicznych.

Tab.10. Skład chemiczny suszonego termicznie osadu komunalnego wg Jacobsa.

Wartości minimalne

g/kg sm

Wartości maksymalne

g/kg sm

Związki organiczne

488

720

Związki mineralne

512

280

Azot

Fosfor P

112

Potas K

O 0,13

0,21

Magnez Mg

0,3

0,8

Arsen As

0,008

0,012

Kadm Cd

0,003

0,008

Kobalt Co

0,002

0,020

Chrom Cr

0,072

0,430

Miedź Cu

0,228

0,580

Ołów Pb

0,098

0,650

Rtęć Hg

0,0006

0,007

Molibden Mo

0,005

0,020

Nikiel Ni

0,028

0,156

Selen Se

0,001

0,010

pH 6,5

7,5

Podczas suszenia osady ulegają częściowej pasteryzacji (temp.85

C przez około

30 minut). Natomiast osady podgrzane podczas suszenia metoda kontaktową do 100-

140

C podlegają nawet częściowej sterylizacji [44].

Charakterystyka mikrobiologiczna osadu suszonego w bębnowej suszarce konwekcyjnej:

•

bakterie coli (posiew na płytce) 37

41 000

•

bakterie Salmonella

nie wykryto

•

ilość form przetrwalnikowych w 100 g sm osadu:

Cryptosporidial

10/100g

Giardia

5/100g

•

ilość żywych jaj przedstawicieli fauny pasożytniczej w 100 g sm osadu:

Taenia

10/100g

Ascaris

10/100g

Cryptosporidial oocyst

10/100g

Osady ściekowe poddawane są procesowi termicznego suszenia w celu ułatwienia ich

dalszego wykorzystania. Mogą być magazynowane przez nieograniczony czas, a także

transportowane jako materiał niestwarzający zagrożenia na drogach publicznych.

Wg [39] suszenie osadów ściekowych pozwala na osiągnięcie 8-10% wilgotności

w produkcie końcowym. Z technicznego punktu widzenia istnieją dwa sposoby

rozwiązania instalacji (dostępne na rynku) – suszarnia pionowa i suszarnia pozioma.

Suszenie przy użyciu suszarki pionowej jest korzystniejsze ze względu na jednoczesne

suszenie osadu i tworzenie się granulek (niektóre suszarki poziome dodatkowo wymagają

osobnego urządzenia do granulowania wysuszonego osadu, które zużywa znaczną ilość

energii elektrycznej) poza tym suszarka pionowa zajmuje mniej powierzchni niż suszarka

pozioma. Proces suszenia prowadzony jest przeważnie w temperaturze poniżej 100ºC

(zazwyczaj 80-85º).

Suszenie jest procesem, który poprawia walory aplikacyjne osadów ściekowych

w przypadku rolniczego wykorzystania.

Rozróżnia się proces suszenia całkowitego, w którym uzyskiwana zawartość s.m.

wynosi powyżej 85% oraz suszenie częściowe, w którym zawartość s.m. jest niższa niż

85%. Kryterium rozróżniającym proces suszenia jest rodzaj stosowanej suszarni:

•

do suszenia wyłącznie częściowego,

•

do suszenia w zakresie od częściowego do całkowitego bez mieszania produktu

wysuszonego z mokrym,

•

do suszenia całkowitego z mieszaniem produktu wysuszonego z mokrym.

Przebieg procesu suszenia zależy od:

•

przewodności cieplnej wysuszonego materiału na powierzchni,

•

przesuwającej się wgłąb suszonego materiału powierzchni parowania,

•

możliwości dyfuzji pary powstającej na wewnętrznej powierzchni parowania.

Prędkość suszenia zależna jest od wielu czynników:

•

temperatury,

•

wilgotności,

•

prędkości i kierunku przepływu nośnika ciepła,

•

wielkości odkrytej powierzchni osadu,

•

mieszania osadów,

•

czasu przetrzymania w suszarni,

•

sposobu utrzymania osadów w kontakcie z czynnikiem grzewczym.

Proces suszenia przebiega zgodnie z podanymi poniżej etapami (rys.8) [45]:

1. suszenie wstępne – temperatura osadów wzrasta do stałej wartości,

2. suszenie zasadnicze – stan ustalony (suszenie ze stałą prędkością), prędkość

odparowania wody z powierzchni cząstek jest w zasadzie niezależna od rodzaju

osadów, jest to najdłużej trwające stadium, jego czas zależy od różnicy

wilgotności panującej na powierzchni mokrej cząstki i w fazie gazowej oraz ilości

wody niezwiązanej, zawartej wewnątrz cząstki,

3. suszenie końcowe – okres, w którym rozpoczyna się suszenie ze zmniejszającą się

prędkością prowadzącą do osiągnięcia uwodnienia równowagowego, zależnego od

temperatury suszenia oraz wilgotności powietrza.

Termiczne suszenie osadów jest kosztowne i energochłonne – wymaga dostarczenia

znacznej ilości energii. Zazwyczaj stosowanymi źródłami energii do suszenia są: para,

biogaz, gaz ziemny, olej opałowy czy ciepło odpadowe (tab.11).

Tab. 11. Rodzaj czynnika grzewczego stosowanego w różnych typach suszarek

Zastosowanie

Ciśnienie

Bar

Temperatura

Gazy spalinowe

Suszarnie bębnowe ~1

≤

850

Spaliny z bloku elektro-
ciepłowniczego

Suszarnie fluidalne

≤

350

Powietrze Suszarnie

bębnowe

Suszarnie taśmowe

≤

450

≤

160

Para wodna

Suszarnie cienkowarstwowe, tarczowe
Suszarnie fluidalne

5-11

≤

150 – 180

≤

200

Woda pod ciśnieniem

Suszarnie cienkowarstwowe, tarczowe

j.w.

Suszarnie fluidalne

Olej opałowy

Suszarnie cienkowarstwowe, tarczowe
Suszarnie fluidalne

3-4

≤

200

≤

250

Promieniowanie Suszarnie

promiennikowe,

Na podczerwień

Energochłonność procesu zależy w największym stopniu od uwodnienia osadów.

Zapotrzebowanie energii cieplnej do suszenia w zależności od zawartości suchej masy

w osadzie odwodnionym przedstawia rysunek 9 oraz dane zawarte w tabeli 12. Z

podanych zależności wynika, że osady powinny być odwodnione do co najmniej 20%

s.m., czyli konieczne staje się ich odwadnianie z wykorzystaniem urządzeń

mechanicznych, przy czym im więcej suchej masy zawierają osady po odwadnianiu tym

lepiej. Przykładowo do wysuszenia 1 tony osadów o zawartości 20% s.m. potrzeba
dostarczyć od 60 - 70% więcej energii niż do wysuszenia do 90% s.m. osadu

o zawartości 35% s.m.

W celu umożliwienia całkowitego wysuszenia osadu do zawartości „wilgoci

resztkowej” i jednoczesnego uniknięcia fazy kleistej osady poddawane suszeniu powinny

być mieszane z całkowicie wysuszonym osadem. Zalety recyrkulacji:

•

mieszanie ze sobą zmiennych ilości wysuszonych materiałów pozwala na buforowanie

nierównomierności stężenia suchej masy w odwodnionym osadzie,

•

mieszanie mokrego osadu z osadem wysuszonym pozwala na uzyskanie granulatu

o małej ścieralności, dużej powierzchni zewnętrznej i małym rozrzucie uziarnienia.

W ten sposób uzyskuje się dobre parametry przebiegu procesu suszenia oraz produkt

o dobrej jakości,

•

recyrkulacja wysuszonego osadu umożliwia związanie pyłów powstających podczas
całkowitego suszenia, które są zwykle zagrożeniem dla całego procesu.

Czas suszenia

a o

(

)

(

)

Suszenie zasadnicze

Suszenie końcowe

wilgotność

krytyczna

uwodnienie osadu

80%

Faza podrzewania

osadu

wilgotność

równowagowa np 10%

Temperatura czynnika

grzewczego

Temperatura

pasteryzacji

Rys.8. Przebieg procesu suszenia

Tab. 12. Zapotrzebowanie paliw do suszenia osadów ściekowych w nowoczesnych

suszarkach z odzyskiem ciepła

Zawartość s.m. w

osadzie poddawanym wysuszeniu

do 90% s.m.

Rodzaj paliwa

Wartość

energetyczna,

kJ/kg

Ilość paliwa do

wysuszenia 1 t osadu

Olej

opałowy

42000

55 –60 kg

Gaz ziemny

29000

75 – 85 N m

Biogaz

23000

105 – 115 N m

Olej

opałowy

42000

40 – 45 kg

Gaz ziemny

29000

60 – 65 N m

Biogaz

23000

80 - 86 N m

100

Zawartość suchej masy w osadzie [%]

otr

gii c

pln

t s

Rys.9. Zapotrzebowanie energii cieplnej do suszenia osadów ściekowych

Ilość energii potrzebna do suszenia osadów zależy również od rozwiązań

technicznych suszarni tj. typu suszarki, sposobu odzysku ciepła, szczegółowych

rozwiązań technicznych doprowadzenia gazów lub innych mediów grzewczych oraz

charakterystyki osadu.

Istnieje wiele rozwiązań technicznych stosowanych w suszarniach osadów.

Instalacje te różnią się układem dostarczenia ciepła, przygotowania osadów do suszenia

i systemem oczyszczania gazów. Główny podział suszarek oparty jest na sposobie

przenoszenia ciepła do cząstek suszonego osadu. W oparciu o ten aspekt dokonano
podziału suszarek na dwa podstawowe typy: konwekcyjne (bezpośrednie), w których

czynnik grzewczy styka się bezpośrednio z materiałem poddawanym suszeniu oraz

kontaktowe, w których substancja transportująca ciepło jest oddzielona ogrzewaną

powierzchnią od suszonego materiału (rys.10). Wyróżnia się również suszarnie

promiennikowe wykorzystujące proces przenoszenia ciepła bez użycia paliwa, za pomocą

promieniowania elektromagnetycznego lub promieniowania podczerwonego.

Osad

Gazy

Para

Kondensat

Ciepło

Osad

W ysuszony

Para

Kondensat

Osad

Wysuszony

Osad

Gazy

Rys.10. Zasada działania różnych typów suszarek: a) konwekcyjna, b) kontaktowa

W przypadku suszarek konwekcyjnych ciepło przenoszone jest zgodnie z następującym
równaniem:

q = k

⋅

- t

)

⋅

gdzie: q - strumień ciepła przeniesionego konwekcyjnie, W

k - współczynnik konwekcyjnej wymiany ciepła, W/m

⋅

- temperatura gazu,

- temperatura powierzchni cząstek osadu,

A - powierzchnia cząstek osadu kontaktującego się z gazem, m

Z kolei w suszarkach kontaktowych ciepło przenoszone jest przez powierzchnie
ogrzewaną rozdzielającą czynnik grzewczy od materiału ogrzewanego zgodnie

z równaniem:

q’ = k’

⋅

- t

)

⋅

gdzie: q’ - strumień ciepła przeniesionego kontaktowo, W

k’ - współczynnik kontaktowego przenoszenia ciepła, W/m

⋅

- temperatura powierzchni grzewczej,

- temperatura powierzchni cząstek osadu,

A - powierzchnia grzewcza, m

Obecnie coraz częściej odchodzi się od stosowania suszarek konwekcyjnych.

Przyczynami, które spowodowały zaniechanie technologii suszenia bezpośredniego są:

•

problemy z przyjmowaniem osadów o zmiennej formie plastycznej do wnętrza suszarki

właściwej, gdyż w procesie następuje często generowanie bloków osadu o znacznej

objętości i niejednorodnej wilgotności tzn. spieczone na zewnątrz oraz nieznacznie

wysuszone wewnątrz,

•

trudności w uzyskaniu jednorodnego produktu suszenia osadu i opanowanie w sposób

stabilny procesu, gdyż bardzo często tworzy się bądź faza plastyczna wewnątrz

suszarki, bądź tworzy się niejednorodny produkt z nadwyżką produktu suchego

stwarzającego możliwość pirolizy, w wyniku której następuje otwarte palenie się

w obecności czynnika ciepłonośnego przy bezpośrednim kontakcie w temperaturze

powyżej 500

•

poważne trudności eksploatacyjne z powodów podanych wyżej, w wyniku których

nastąpiło zatrzymanie instalacji (Bourg, St. Maurice) lub też wybuchy pyłów (Montreal,
Genewa, Toulouse). Trudności te potwierdzone zostały też w jedynej instalacji

prototypowej tego typu w Polsce w oczyszczalni ścieków w Gdyni-Dębogórze,

•

duże zanieczyszczenie gazów odlotowych związkami lotnymi i pyłem.

Cytując za [39] można przedstawić wady i zalety procesu suszenia osadów:

Zalety:

usunięcie wody, co oznacza znaczne zmniejszenie masy osadów do

zagospodarowania,

możliwość zastosowania w rolnictwie (przy spełnieniu określonych kryteriów),

możliwość wykorzystania jako paliwo alternatywne w cementowniach, elektrowniach,

elektrociepłowniach i ciepłowniach oraz w spalarniach.

Wady:

suszenie osadów z przeznaczeniem na paliwo jest bardziej efektywne energetycznie,

jeżeli prowadzone jest na terenie spalarni, z wykorzystaniem ciepła odpadowego,

wysuszony materiał nadal może charakteryzować się zawartością metali ciężkich,

mikrozanieczyszczeń organicznych i patogenów.

Koszt suszenia osadów ściekowych w krajach Unii Europejskiej w nowoczesnych

suszarko-granularkach wynosi od 150 do 400 euro/Mg suchej masy (Uhre, 1997).

Przykłady technologii suszenia osadów ściekowych

Firma Veolia Water Systems [46] proponuje proces suszenia konwekcyjnego

średniotemperaturowego - BIOCON

. System ten proponowany jest do suszenia

osadów z komunalnych i przemysłowych oczyszczalni ścieków. Osady podawane do

suszenia powinny zawierać nie mniej niż 18% s.m. Osad podawany do suszarni

rozprowadzany jest cienkimi pasmami na powierzchni taśmy perforowanej, przez którą

przedmuchiwane jest ciepłe powietrze. W procesie tym występują trzy strefy suszenia:

suszenie w temperaturze ok.180ºC,

suszenie w temperaturze ok.90ºC,

suszenie w temperaturze ok. 50ºC.

Całkowity czas zatrzymania osadu w suszarce wynosi ok.1 godziny. Źródłem ciepła może

być olej grzewczy, gorąca woda, ciepło z chłodzenia generatorów gazowych, para

niskoparametrowa ewentualnie inne ciepło odpadowe dostępne na oczyszczalni ścieków.

Proces jest bezpieczny i nie stwarza zagrożenia wybuchem.

Osad wysuszony w procesie BIOCON

posiada ok. 90% s.m. i postać niejednorodnego

granulatu. Istnieje możliwość odzysku ok. 30% energii włożonej do procesu w postaci

ciepłej wody obiegowej. Ciepło to może być wykorzystane do ogrzewania osadu

w komorach fermentacji. Wysuszony osad jest całkowicie zhigienizowany i może być

stosowany jako nawóz lub spalany. Osad jest przystosowany do rozsiewania za pomocą

standardowych urządzeń rozsiewających nawóz.

System ten zastosowany jest w Randers (Dania), Hundested (Dania), Falun (Szwecja),

Mora (Szwecja).

Interesującą alternatywą dla suszenia wysokotemperaturowego jest proces suszenia

z wykorzystaniem powietrza zewnętrznego wg firmy Klein [47]. Opuszczający

urządzenie do mechanicznego odwadniania osad zostaje w ślimaku łopatkowym tak

rozdrobniony, że powstaje granulat o średniej wielkości ziarna około 5 mm. Granulat ten

zostaje równomiernie rozłożony na taśmie filtracyjnej z dużymi oczkami, która poziomo

bardzo wolno przemieszcza się wzdłuż suszarni. Powietrze pobierane z otoczenia,

odsysane wentylatorem przechodzi przez taśmy z nałożonymi warstwami granulatu.

Wilgoć zawarta w zgranulowanym osadzie przekazywana jest na zasadzie wymiany masy

w temperaturze otoczenia. Według danych eksperymentalnych wszystkie rodzaje osadów

mogą zostać odwodnione do 35 - 80% s.m. podczas suszenia trwającego od 1 do 1,5

godziny.

Suszarnie powietrzem zewnętrznym składają się z dwóch kondygnacji, powietrze

zewnętrzne przepływa więc przez obie warstwy granulatu do momentu nasycenia się

wilgocią. Wysuszenie do 80% s.m. jest osiągane w tej konstrukcji w ciągu maksymalnie

1,5 godziny, przy przeciętnych warunkach pogodowych tj. przy relatywnej wilgotności

powietrza do 80% i temperaturze powietrza ponad 10

C. Przy wyższej wilgotności

i mniejszej temperaturze spada zdolność suszenia powietrzem zewnętrznym, w tym

przypadku konieczne jest dodatkowe ogrzewanie poprzez grzejnik olejowy lub gazowy

względnie ogrzewanie elektryczne, które podgrzewa powietrze wchodzące do około 10

i tym samym zapewnia odpowiedni efekt suszenia. Wysuszony granulat zostaje za

pomocą podajnika ślimakowego usunięty z suszarni i bezpyłowo magazynowany. Część

granulatu, której ilość zależna jest od stopnia łatwości odwadniania danego osadu, jest

oddzielana, mielona i zawracana z powrotem do systemu, bowiem warunkiem

granulowania osadu jest zmieszanie substancji suchej z osadem uwodnionym. Po

czynności suszenia osad zawiera 80-90% s.m., a jego uziarnienie wynosi szacunkowo 1-3

mm. Suszenie zimnym powietrzem wykazuje szereg zalet wobec suszarek termicznych,

głównie z uwagi na zapotrzebowanie energii. Nie występują również żadne emisje

substancji szkodliwych, jakie mają miejsce przy suszeniu termicznym. Powietrze

zasysane przez suszarkę może być bez obróbki następczej odprowadzane bezpośrednio

do otoczenia. Nie ma ono zapachu, nie wykazuje zwiększonej zawartości zarodków i jest

wolne od substancji szkodliwych oraz nie stwarza uciążliwości zapachowych.

Suszarnie SWISS COMBI TECHNOLOGY [48] wykorzystują zamknięty obieg suszenia

osadów z ogrzewaniem pośrednim, praktycznie bez emisji odorów i zanieczyszczeń.

Osady ściekowe w procesie suszenia przekształcają się w pasteryzowany granulat, który

może być zastosowany jako źródło energii w cementowniach i kotłowniach węglowych,

bądź jako nawóz wykorzystywany do upraw rolniczych, parków, lasów, pól golfowych

i rekultywacji terenów.

Wysuszony osad:

•

zawiera ponad 90% substancji stałych i minimalną ilość pyłu,

•

charakteryzuje się brakiem pasożytów i w znacznej mierze bakterii chorobotwórczych,

•

wytwarzany jest w postaci ziaren o wielkości dostosowanej do potrzeb odbiorcy,

•

ziarna nie ulegają deformacji podczas transportu i w kontakcie z wodą,

•

może być sprzedawany luzem lub opakowany.

W zastosowanej technologii osad odwodniony mechanicznie mieszany jest

z poprzednio wysuszonym osadem i suszony w bębnie obrotowym gorącymi gazami. Po

opuszczeniu bębna suchy osad jest oddzielany od gazów i segregowany. Tylko

jednorodny granulat o wielkości kilku milimetrów stanowi produkt końcowy. Pozostałe

frakcje są wykorzystywane do mieszania z mokrym osadem. Pary i gazy z bębna

obrotowego, po usunięciu pyłów są kierowane do wymiennika ciepła a ich nadmiar jest

schładzany. Powstały kondensat o temperaturze 80-90

C po oddaniu ciepła jest

odprowadzany do kanalizacji. Pozostałe, nieskondensowane gazy są spalane

w temperaturze 800

C wraz z paliwem użytym do ogrzewania wymiennika ciepła.

Krążące w obiegu zamkniętym gazy, po opuszczeniu bębna i odpyleniu są podgrzewane
w wymienniku ciepła. Do wymiennika może być dostarczane ciepło odpadowe w postaci

pary, spalin ze spalarni odpadów, turbin gazowych i innych źródeł a także ciepło ze

spalania biogazu, gazu ziemnego i oleju opałowego. Suszenie odbywa się w szczelnej

instalacji, w znacznej części pracującej w podciśnieniu. Emitowane gazy nie mają

kontaktu z suszonym osadem i stąd nie są zagrożeniem dla środowiska.

Urządzenia stosowane do suszenia osadów

Suszarki pośrednie, wzbudzające coraz większe zainteresowanie, charakteryzuje

rozdział osadu od czynnika grzewczego. Niestety suszarnie z pośrednim ogrzewaniem
zużywają więcej energii, lecz za to emisja zanieczyszczeń jest znacznie mniejsza,

szczególnie w suszarkach z zamkniętym obiegiem gazów. Do najbardziej znanych

rozwiązań w zakresie suszarek pośrednich należą:

•

suszarki cienkowarstwowe,

•

suszarki obrotowe (bębnowe),

•

suszarki komorowe łopatkowe,

•

suszarki komorowe łańcuchowe łopatkowe,

•

suszarki komorowe tarczowe,

•

suszarki wielopółkowe,

•

suszarki fluidalne.

Niektóre z nich (np. bębnowe, fluidalne, taśmowe) mogą pracować zarówno

w systemie suszenia pośredniego jaki i bezpośredniego. Do suszarek konwekcyjnych
należy suszarka typu CENTRIDRY, suszarka powietrzna firmy KLEIN. Inny typ suszarni

reprezentują suszarnie słoneczne.

Suszarnia cienkowarstwowa (zbudowana z poziomego stojana o podwójnych ściankach

oraz wirnika) - w suszarni tego typu ciepło doprowadzane jest przez podwójny płaszcz

cylindra w postaci nasyconej pary wodnej. Przyspawane do wirnika łopatki rozprowadzają

odwodniony osad na wewnętrznych ścianach stojana i zeskrobują wysuszony osad ze

ścian. Ukształtowanie wirnika powoduje spiralny transport suszonego osadu wzdłuż

powierzchni grzewczych. Ruchome łopatki wirnika powodują ciągłe mieszanie osadu

i rozbijanie aglomeratów powstających w fazie kleistej. Z powodu ciągłej wymiany

warstwy osadu na powierzchniach grzewczych, jego małych ilościach i stałego mieszania

możliwe jest bezproblemowe przejście przez fazę kleistą. Parametrami wysuszenia są:
zawartość s.m. w osadzie doprowadzanym oraz ilość doprowadzanego osadu.

Suszarnia tarczowa (zbudowana ze stojana oraz ruchomego wirnika z zamontowanymi,

dwuściennymi tarczami) – w urządzeniu tym wał i tarcze ogrzewane parą nasyconą

o ciśnieniu ok.10 bar lub ogrzanym olejem. Mały rozstaw tarcz umożliwia uzyskanie dużej

powierzchni grzewczej. Umożliwia to budowę urządzeń o stosunkowo niewielkich

rozmiarach. Wolne obroty wirnika (prędkość liniowa ~ 1 m/s) zapewniają dobre

wymieszanie osadu i wytwarzanie ciągle zmiennych powierzchni suszenia. Tarcze

suszarni narażone są na duże zużycie i korozję. Opary usuwane są przez kolumnę

w górnej części stojana. Przekrój kolumny określa prędkość przelatujących gazów, która

musi umożliwić transport pyłów zawartych w oparach. Stopień wysuszenia regulowany za

pomocą stopnia recyrkulacji oraz ilością osadu doprowadzanego do suszarni.

Kombinacja suszarni cienkowarstwowej i tarczowej – realizując kombinację suszarni

cienkowarstwowej i tarczowej wykorzystuje się zaletę suszarni cienkowarstwowych

polegającą na bezproblemowym przejściu przez fazę kleistą. Po osiągnięciu 55-60% s.m.

osad podawany jest bezpośrednio do suszarni tarczowej. Zaletą tej kombinacji jest brak

recyrkulacji osadu wysuszonego i zmniejszenie wymiarów suszarni tarczowej.

Suszarnia bębnowa – głównym elementem urządzenia jest obrotowy bęben, w którym

następuje właściwe suszenie. Osady transportowane są przy pomocy gorącego gazu lub

przez odpowiednie nachylenie bębna. Wysuszony osad kierowany jest na sita. Większe

ziarna są mielone i wraz z odsianym pyłem zawracane do mieszalnika. Sterowanie

procesem następuje na podstawie pomiaru temperatury osadu. Wielkością sterowaną jest

moc cieplna dostarczana przez palnik. Struktura uzyskanego granulatu zależna jest od
mieszalnika wysuszonego osadu recyrkulowanego, umieszczonego przed suszarnią.

Suszarnia fluidalna – zasada działania polega na wytworzeniu za pomocą strumienia

powietrza lub gazu warstwy fluidalnej. Cząstki osadów utrzymywane są w zawieszeniu

i intensywnie mieszane przez co uzyskuje się lepszą wymianę ciepła i lepszy transport

masy na skutek kombinowanego suszenia kontaktowego (na rurach z parą w warstwie

fluidalnej) oraz suszenia konwekcyjnego przez podgrzane wirujące powietrze lub gaz.

W warstwie fluidalnej suszony osad nabiera struktury granulkowatej o wielkości ziaren od

1 do 5 mm. Otrzymany produkt nie zawiera pyłu i dlatego może być składowany

w silosie. Sterowanie odbywa się na podstawie temperatury złoża. Ilość dostarczanego

ciepła regulowana jest przez ilość wprowadzanego osadu w ten sposób, że w złożu

fluidalnym ustala się temperatura 85

C (94% s.m.).

Suszarnia CENTRIDRY – metoda ta łączy odwadnianie i suszenie. Doprowadzany płynny

osad może być wysuszony do uzyskania wartości s.m. w granicach 50-95%. Płynne

osady odwadniane są w wirówce. Odwodnione osady spadają na tarczę rozbijającą, która

powoduje rozpad osadu na drobne części. Nośnik ciepła zasysany jest do komory

suszenia przeciwprądowo. Proces suszenia zachodzi w ciągu bardzo krótkiego czasu (kilka

sekund). Ciepło dostarczane do obiegu gazów pochodzi ze spalania gazu. Opary

opuszczające suszarnię przechodzą przez cyklon. Powstający produkt odznacza się dużą

różnorodnością uziarnienia. Sterowanie procesem odbywa się za pośrednictwem

ciśnienia, temperatury, strumienia dopływu mokrego osadu, poziomu napełnienia

i obrotów wirówki.

Suszarnia taśmowa – suszarka podzielona jest na komory oddzielone blachami ze

specjalnymi otworami. Na wejściu do suszarni konieczne jest zainstalowanie granulatora,
który na początku ustala późniejszą strukturę uziarnienia wysuszonego osadu. Osady

przeciskane są przez blachę z otworami i zrzucane bezpośrednio na taśmę suszarni.

Suszony osad układany jest na perforowanej, nierdzewnej taśmie transportowej

i ogrzewany od spodu gorącym gazem. Gorący gaz wdmuchiwany jest dmuchawami do

poszczególnych komór od dołu komory suszarni i odciągany z oparami w górnej części.

Proces suszenia przebiega w temperaturach 120-130

C. Wysuszony osad ma postać

podłużnych ziaren o średnicy ok. 3-5 mm. Sterowanie odbywa się poprzez: ilość

doprowadzanego ciepła.

Suszarnia powietrzna – suszony osad podawany jest w sposób ciągły na perforowaną

taśmę tworząc luźną warstwę nasypową o wysokości 3-5 cm. Suszony osad przebywa

w suszarce ok.1-1,5 h i jest w sposób ciągły przedmuchiwany silnym strumieniem

powietrza atmosferycznego. W zależności od konstrukcji suszarni możliwe jest

wysuszenie ok. 2-8 m

/h osadu do zawartości sm 70-90%. Zasada suszenia bazuje

wyłącznie na naturalnym suszeniu przez otaczające powietrze. Dlatego też wymagane są

bardzo duże jego ilości. Poza tym przy temperaturze niższej niż 10

C i wilgotności

względnej większej niż 80% tworzą się niekorzystne warunki dla takiej technologii

suszenia.

Suszarnia BLUE-TEC – pracuje na zasadzie przekazywania ciepła przy pomocy

promieniowania podczerwonego. Odwodniony i podzielony na porcje osad podawany jest

na wolno poruszającą się taśmę transportową. Osady przechodzą przez komorę

parowania dzięki czemu uzyskuje się stężenie suchej masy wynoszące od 80 do 95 %.

Czas przebywania osadu w suszarni wynosi od 10-15 minut, w zależności od ustalonej

prędkości przesuwu taśmy transportującej.

Suszarnia słoneczna – wykorzystuje przyjazną środowisku energię słoneczną, wysuszony

osad jest masowo i objętościowo zredukowany. Jest produktem łatwym do

magazynowania. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod suszenia, koszty

inwestycyjne i eksploatacyjne są stosunkowo niskie. Dla efektywnego suszenia osadów

należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: temperaturę suszącego powietrza,

wilgotność suszącego powietrza, prędkość strumienia powietrza nad osadem ściekowym,

strukturę powierzchniową suszonego osadu, temperaturę osadu. Czynniki te dzięki

mikroprocesorowemu sterowaniu utrzymywane są w optymalnych proporcjach

w stosunku do aktualnych warunków atmosferycznych i właściwości osadu ściekowego.

Komora suszarni jest zwykle załadowywana przy pomocy koparek (alternatywą jest

przenośnik taśmowy lub ślimakowy). Osad przeznaczony do suszenia nie wymaga
wstępnego odwadniania. Osad w suszarni rozprowadzany jest przez elektrycznego kreta.

Urządzenie to jest samosterującym robotem ze stali szlachetnej, które miesza, zmienia

kierunek jazdy i rozdrabnia suszony osad.

Suszenie przebiega automatycznie i do osiągnięcia wymaganej zawartości s.m., proces

ten nie wymaga żadnych zabiegów i ingerencji ze strony personelu. Odbiór wysuszonego

osadu następuje przy pomocy koparki.

Suszarnie słoneczne są zamknięte, szczelne, odporne na wiatr, grad i śnieg. Umieszczone

wewnątrz wentylatory nawiewne zapewniają w każdym momencie optymalną prędkość

strumienia powietrza nad osadem ściekowym. Klapy wentylacyjne zapewniają

odpowiednią wymianę powietrza, wentylatory wyciągowe umożliwiają napływ dużej ilości

powietrza. Drenażowe podłoże umożliwia bezobsługowe odwadnianie osadu [49].

W zakresie proponowanych technologii można polecić instalacje do suszenia

osadów. W pracy przeprowadzono przykładowo porównanie dwóch metod suszenia
osadów ściekowych.

Technologia suszenia firmy GPPU S.A.[50]

OPIS TECHNOLOGII SUSZENIA OSADÓW PRODUKCJI GPPU S.A. ORAZ KOTŁOWNI NA

SUSZONY GRANULAT OSADU

Instalacja przeznaczona jest do suszenia biologicznego osadu nadmiernego i wstępnego

pochodzącego z oczyszczalni ścieków komunalnych i przemysłowych. Osady po

odwodnieniu mechanicznym posiadają od 12% do 30% zawartości suchej masy (zależnie

od zastosowanych urządzeń), są źródłem emisji uciążliwych odorów oraz stanowią

zagrożenie sanitarne. Należy je traktować jako odpad niebezpieczny. W produkowanej

przez GPPU instalacji osad podawany jest do suszarni za pomocą podajnika ślimakowego

lub pompy szlamowej, poprzez śluzę uniemożliwiającą dostanie się zewnętrznego

powietrza do procesu suszenia. Suszenie odbywa się w warunkach podciśnieniowych

przeponowo przy pomocy gorącej pary, z jednoczesną sterylizacją suszonego produktu.

Para technologiczna nie kontaktuje się bezpośrednio z osadem i jej czysty kondensat jest

zwracany w całości. W wyniku procesu otrzymujemy stabilny granulat o zawartości 60 –

97% s.m. (zależnie od dalszego przeznaczenia), o charakterystyce zbliżonej nieco do

mielonego i prasowanego torfu.

Jako źródło pary do suszenia proponuje się:

•

własną kotłownię dostarczoną wraz z instalacją suszarni lub

•

kotłownię na granulowany suszony osad lub

•

kotłownię na biogaz lub

•

spalarnię odpadów komunalnych lub przemysłowych lub

•

inne konwencjonalne źródło pary.

Produktem ubocznym suszenia jest niewielka ilość ścieków (skroplony ulot z suszarni)

kierowanych ponownie do oczyszczalni oraz niewielka ilość gazów odpadowych,

kierowanych do spalenia w źródle pary. Osuszony produkt może być spalony,

magazynowany (nie wydziela przykrych zapachów), wykorzystywany na różne sposoby,

zależnie od zawartości trwałych szkodliwych związków w osadzie podawanym do suszenia

(np. metali ciężkich). W częstych przypadkach niskiej zawartości tych metali możliwe

i celowe jest rolnicze wykorzystanie suszonego osadu.

Cały proces jest sterowany centralnym sterownikiem komputerowym w sposób

zapewniający wizualizację ekranową przebiegu procesu i stanu poszczególnych urządzeń,

jak również umożliwiający wydruki raportów i archiwizację danych z przebiegu procesu.

OPIS ZASADNICZYCH WĘZŁÓW TECHNOLOGICZNYCH

Magazynowanie wstępne

Instalacja jest wyposażona w zespół magazynowania wstępnego pełniący następujące

zasadnicze funkcje:

•

buforowanie przed podaniem osadu do suszarni, co dzięki zastosowaniu układu wolno

mieszającego zapewnia uśrednienie parametrów osadu podawanego do suszenia.

Funkcja ta jest bardzo istotna z uwagi na nierównomierną zwykle na przestrzeni doby

skuteczność i wydajność urządzeń do odwadniania mechanicznego oraz możliwość
przyjmowania osadu dowożonego, o zmiennej charakterystyce i rozładowywanego

z samochodów w relatywnie bardzo krótkim czasie,

•

zapewnienie równomiernego zasilania suszarni i stabilnej, przewidywalnej

temperatury nadawy.

Suszenie

Stosowana jest udoskonalona suszarka cienkowarstwowa, w której gorący rotor,

o bardzo dużym momencie pędu rozprowadza osad po gorącej pobocznicy płaszcza

suszarki transportując go jednocześnie ruchem spiralnym w kierunku „suchego” końca,

przy czym wstępują też strefy z częściowym ruchem powrotnym (rodzaj wewnętrznej

recyrkulacji). Znaczne zwiększenie efektywności energetycznej procesu uzyskano przez

odejście od zwykłego walcowego kształtu pobocznicy, a także empirycznie wyznaczone
urzeźbienie powierzchni rotora dzięki czemu w poprzecznym przekroju suszarki

występują strefy intensywnego mieszania jak i strefy gdzie warstwa osadu osiąga

grubość zaledwie kilku milimetrów. Sprzyja to dodatkowo, w strefie środkowej suszarni,

„prześwietlaniu” warstwy promieniowaniem elementów grzejnych o temp. ok. 180

Duży moment pędu i bezwładność cieplną rotora, bardzo istotne dla płynnego

i ekonomicznego przebiegu procesu, uzyskano przy stosowaniu wolnych obrotach rotora

przez jego bardzo dużą masę i celowe jej rozmieszczenie (masa rotora jest ponad

piętnastokrotnie większa od łącznej masy wsadu przebywającego w urządzeniu).

W końcowym odcinku suszarki, przed usunięciem przez szczelną śluzę celkową, osad jest

granulowany. Suszenie odbywa się podciśnieniowo i bez dostępu powietrza. Podciśnienie

znacznie podnosi efektywność usuwania pary z osadu (jest jakby przedłużeniem

mechanicznego procesu odwadniania, który zawsze podnosi ekonomiczność energetyczną
procesu termicznego), a także eliminuje możliwość niekontrolowanej ucieczki odorów

z procesu suszenia.

Brak

dostępu powietrza jest implikacją zasady suszenia podciśnieniowego, ma

jednak ten dodatkowy aspekt, że mieszanina wewnątrz suszarki – suchy osad i para

wodna, jest niepalna. Czas retencji osadu w suszarce, w atmosferze pary nasyconej

wynosi ok. 40 min. Przy czym w strefie początkowej, bardzo gwałtownego parowania ze

stosunkowo chłodnego wsadu para (ulot) osiąga temperaturę ok. 100

C, a w strefie

środkowej wyższą (urządzenie posiada 4-8 stref na długości o niezależnej regulacji

temperatury i wydajności cieplnej, co pozwala w szerokim zakresie wpływać na stopień

przegrzewania wsadu w odcinku środkowym).

Omówione wyżej zamknięcie energetyczne procesu w suszarce (czysty kondensat pary

technologicznej suszarka zwraca w 100% pod regulowanym ciśnieniem umożliwiającym
wykorzystanie go do rutynowych procesów technologii pary) jest dopełniane przez bardzo

dokładną izolację termiczną całej suszarki, uwzględniającą zarówno tradycyjną izolację

z wełny mineralnej jak i warstwy odblaskowe dla promieniowania. Kondensacja brudnej

pary (ulotu) jest realizowana w szczelnym zespole separacji ulotu. Do przestrzeni

osadowej suszarki wydziela się z suszonego osadu tylko brudna para i niewielka ilość

odgazów (biogaz), która zawsze uwalnia się z suszonego osadu. W przestrzeni osadowej

suszarki występuje atmosfera pary nasyconej w danych warunkach, bez udziału

powietrza, co eliminuje groźbę zjawisk elektrostatycznych. Możemy zatem całą brudną

parę skroplić w szczelnym urządzeniu, a bardzo niewielkie ilości wspomnianych wyżej

gazów, które się nie skroplą całkowicie spalić w źródle pary. Praktycznie brak z procesu

jakiejkolwiek emisji. Jako czynnik chłodzący do wykraplania pary stosuje się klarowny

ściek (ok. 7m

/tonę osadu). Zespół wykraplania wytwarza częściowo podciśnienie

potrzebne do pracy suszarki wykorzystując zjawisko quenchu. Zespół jest połączony

z wymiennikiem odzysku ciepła odpadowego wytwarzającym ciepłą wodę o nastawnej
temperaturze w zakresie 40-70

C (najlepiej 50-60

C z wykorzystaniem np. do

podgrzewania WKF) pozwalającą odzyskać praktycznie całe ciepło kondensacji brudnej

pary, co domyka bilans cieplny instalacji. Gazy wydzielone z osadu podczas suszenia są

separowane i po odkropleniu i sprężeniu wentylatorem, spalane w płomienicy

pracującego kotła parowego. Ich udział w strumieniu spalin jest śladowy.

Magazynowanie pośrednie

Granulat po opuszczeniu strefy suszarki jest transportowany układem transporterów

ślimakowych, nadal bez dostępu powietrza. Najkorzystniej, ze względów energetycznych

jeżeli podamy go bez wystudzenia do paleniska kotłowni na granulat (jeżeli taka

występuje) dlatego też zastosowano układ dystrybucyjny pozwalający podać do kotłowni
całą potrzebną porcje paliwa wprost „na gorąco”, a nadwyżka jest przekazywana do

silosu magazynowania pośredniego. W przypadku okresowego niedoboru paliwa jest on

uzupełniany wprost ze wspomnianego silosu jednak przy normalnej pracy i zawartości

s.m. na wejściu do suszarki ponad 20% występuje nadwyżka granulatu, o ile nie

będziemy ciepła wykorzystywać do celów innych niż suszenie.

Konwencjonalna kotłownia parowa

Instalacja, niezależnie od kotłowni na wysuszony osad, jest wyposażona w kompletną

kotłownię parową opalaną biogazem (gazem) lub olejem opałowym.

Zastosowano parę jako technologiczny czynnik suszarniczy ponieważ jest najbardziej

efektywnym medium grzewczym. Można wprawdzie stosować olej grzewczy, który
pozwala podgrzać się bezciśnieniowo do odpowiedniej temperatury. Producent nie musi

wówczas posiadać umiejętności konstruowania urządzeń ciśnieniowych. Jednak olej jest

dielektrykiem, a ponieważ jego pojemność cieplna w porównaniu z ciepłem kondensacji

pary, jest bardzo mała trzeba, dla przeniesienia wystarczającego strumienia ciepła

stosować bardzo szybki przepływ tego czynnika, konstruujemy więc rodzaj maszyny

elektrostatycznej, co można uznać za niepożądane.

Ponadto para może, w ramach jednego ciągu technologicznego, służyć do napędzania

turbozespołu i do innych zastosowań technologicznych, które można skojarzyć

z suszarnią. Kotłownia jest wyposażona w wysokosprawny trzy ciągowy kocioł

płomienicowo-płomieniówkowy z opłonkowymi komorami nawrotnymi, po jednym kotle

za każdą linię suszenia.

Kotłownia na suszony granulowany osad

Poza maksymalnie energooszczędnym procesem suszenia drugim czynnikiem

decydującym o niskich kosztach eksploatacji instalacji jest kotłownia wytwarzająca ciepło

do suszenia w oparciu o produkt suszenia – granulowany osad. Proces odzysku energii

z granulatu jest realizowany następująco:

•

osad, prosto spod suszarki lub z odkładu, jest wprowadzany do przedpaleniska

wyposażonego w specjalnie dostosowany mechaniczny ruszt pochyły, gdzie następuje

zgazowanie materii organicznej w temp. ok. 800-900

C, z kontrolowanym niedoborem

tlenu, połączone z częściowym spaleniem. Czas pobytu (wędrówki) granulatu przez

przedpalenisko odpowiada czasowi pełnego zgazowania (ok. 20 min.). Granulat,

w wyniku podciśnieniowego suszenia bez dostępu powietrza jest, pomimo zawartości

ponad 90% s.m., stosunkowo słabo zapalny i wymaga strefy rozpalania. Za strefą
rozpalania występuje sekwencja zmieniających się stref rozżarzania paliwa i stref

konsumpcji resztek tlenu co pozwala na utrzymanie stabilnego, spokojnego procesu,

przy niskim stopniu natlenienia, który w innym przypadku skończył by się

zgaśnięciem paliwa. Proces przebiega na tyle spokojnie, że usuwany spod

przedpaleniska mineralny popiół zachowuje częściowo postać granulatu osadu. Palne

gazy są, z nadmiarem powietrza i przy bardzo znacznej turbulencji, dopalane

w płomienicy kotła parowego w temp. średnio ok. 1100º C, przy czym w płomienicy

utrzymywany jest spiralny ruch wirowy co bardzo wydłuża czas pobytu cząstek

w strefie płomienia,

•

kocioł jest trzy ciągowy, płomienicowo-płomieniówkowy, z opłonkowymi komorami

nawrotnymi, dostosowany konstrukcyjnie tak, że płomienica wraz z pierwszą komorą

nawrotną pozwala na wystarczający czas retencji w temp. ponad 1000ºC
z kontrolowanym nadmiarem tlenu dla pełnego zniszczenia wszystkich

węglowodorów,

•

ciągi płomieniówkowe są tak dobrane, aby zapewnić gwałtowne schłodzenie spalin do

temp. ok. 200ºC. Urządzenie realizuje klasyczne już zasady dwustopniowego

spalania, uważane za najbezpieczniejsze z punktu widzenia ochrony środowiska,

zachowując dobrą sprawność energetyczną (zawartość O

w spalinach na poziomie

7-11%). Spaliny są następnie poddane dokładnemu oczyszczeniu (FSOS).

Dzięki opisanej wyżej konstrukcji uzyskano wysoką energetyczną sprawność trzy

ciągowego kotła gazowego (wzorcowa zawartość O

, niska strata kominowa) zachowując

zasady bezpiecznego ekologicznie spalania. Oczyszczanie spalin jest realizowane przez

baterię cyklonów (dla większych instalacji może być elektrofiltr) oraz fluidalną stację

oczyszczania spalin GPPU gdzie następuje bardzo dokładne ich oczyszczenie. Stacja
pracuje w oparciu o metodę oczyszczania w trójfazowym złożu fluidalnym (typoszereg FS

300/x). Stacja składa się z następujących podstawowych zespołów:

•

wymiennik ciepła – degradowanie temperatury i wilgotności,

•

kolumna schładzająca i skruber I stopnia – wstępne oczyszczenie,

•

skruber fluidalny – dokładne, wielostopniowe oczyszczanie i następnie mycie czystą

wodą,

•

osadnik produktu oczyszczania,

•

filtr węglowy – stopień suchy.

Spaliny wchodzące do stacji podlegają wstępnemu schładzaniu w zespole wymiennika

ciepła. W kolumnie schładzającej następuje precyzyjna regulacja temperatury

i wilgotności spalin do parametrów wymaganych w głównym procesie oczyszczającym.

Zasadnicze oczyszczanie następuje w skruberze fluidalnym. Następnie spaliny ulegają

odkropleniu. Po procesie oczyszczenia temperatura spalin jest ponownie podnoszona,

a spaliny poprzez suchy filtr węglowy są odprowadzone do komina w temp. ok. 105

Stacje typu FS 300/x są stosowane, prócz kotłowni na osad, również w spalarniach

odpadów niebezpiecznych produkcji GPPU i wykazują bardzo wysoką, potwierdzoną

pomiarami sprawność, zapewniając emisję znacznie poniżej wymogów dyrektyw UE.

Popiół z procesu zgazowania granulatu jest równomiernie odbierany i podawany,

z zachowaniem szczelności do urządzenia kondycjonującego. W urządzeniu

kondycjonującym następuje schłodzenie i zwilżenie popiołu połączone ze współbieżnym

mieszaniem. Urządzenie jest przystosowane do mieszania popiołu z cementem dla

zestalania, jednak popiół z osadu może zasadniczo być zużyty bez zestalania cementem.

Opis technologii suszenia osadów firmy Klimapol [51]

Instalacja zbudowana jest z 2 linii suszenia pneumatycznego wyposażonych

w suszarki fluidalne SFO-930/3.7 firmy Klimapol. Wydajność obu linii zapewnia

wysuszenie 40 ton w ciągu doby osadu o uwodnieniu 80% do zawartości suchej masy

min. 90%. Taką wydajność można uzyskać przy pracy instalacji 16 godzin w ciągu doby.

Suszarka pneumatyczna umożliwia suszenie osadów odwodnionych mechanicznie

(od około 18% s.m.) do poziomu ponad 90% s.m. Suszarka pneumatyczna podzielona

jest poziomym sitem fluidyzacyjnym na:

•

część znajdującą się pod nim (komora nadmuchu),

•

część bezpośrednio nad nim (komora suszenia),

•

komorę powietrzną znajdującą się nad komorą suszenia.

Czynnikiem suszącym jest powietrze o temperaturze około 150ºC, które wtłaczane jest

do komory nadmuchu przez wentylator. Gorące powietrze przepływając przez specjalne

sito i znajdującą się w nim warstwę osadu powoduje jego intensywne mieszanie,

unoszenie nad sitem, a w końcu przejście w stan fluidyzacji. Komora suszenia podzielona

jest poziomo położonymi na przemian przegrodami, które wymuszają meandryczny ruch

osadu. Nad pierwszą sekcją sita znajduje się urządzenie podająco-dozujące odwodniony

mechanicznie osad. Dozownik współpracuje z pompą ślimakową osadu, która umożliwia

precyzyjne sterowanie strumieniem suszonego osadu. Wydajność pomp zależy od

temperatury przed i za suszarką i jest dobierana tak aby uzyskać jak najlepsze

wykorzystanie energii cieplnej. Na końcu komory znajduje się wysyp suchego produktu

zaopatrzony w zastawkę regulującą grubość warstwy osadu. Poprzez podpiętrzenie złoża
zwiększa się czas zatrzymania materiału w suszarce i tym samym stopień jego

wysuszenia. W ten sposób możliwa jest prosto i skuteczna regulacja wilgotności

produktu. Końcowa faza procesu suszenia osadu odbywa się w specjalnym zespole

dosuszającym z regulowaną prędkością przesuwu produktu. Wysuszony produkt w formie

granulek o średnicach ok. 5 mm można odbierać w dowolny sposób z suszarki. W trakcie

suszenia osad jest także termicznie higienizowany. Rozdrobniony osad znajdując się

w zawieszeniu (w stanie fluidyzacji) nie ma bezpośredniego kontaktu z urządzeniem,

a więc nie przykleja się do niego. Poszczególne granulki osadu wytwarzane w dozowniku

są owiewane silnym strumieniem gorącego powietrza przez co na ich powierzchni

w bardzo krótkim czasie wytwarza się “skorupka” suchego osadu. Dzięki temu możliwe

jest suszenie osadu odwodnionego mechanicznie do końcowej wilgotności poniżej 10%

bez recyrkulacji części produktu. Rozdrobniony osad w stanie fluidyzacji przypomina
wrzącą ciecz. Podawany przez dozownik przepływa samoczynnie w kierunku wysypu.

Jedyne mechaniczne urządzenie mające kontakt z osadem to mieszadła i dozowniki

celkowe w samej suszarce oraz urządzenia wchodzące w skład układu dozującego:

pompa

ślimakowa oraz dozownik rozdrabniający z opatentowanym sitem

samooczyszczającym się. W całej instalacji oprócz wymienionych elementów występują

jeszcze wentylatory układu nadmuchowo-wyciągowego.

Frakcja pylista, która stanowi około 1 do 2% produktu, zatrzymywana jest na

mechanicznych urządzeniach odpylających, które pozwalają usunąć pył z „wilgotnego

powietrza”. W instalacji przewidziany jest skraplacz służący do usunięcia z powietrza

suszącego odparowanej wody oraz aerozoli. W urządzeniu tym następuje także

rozpuszczenie w kondensacie oparów części zanieczyszczeń gazowych. Kondensat oparów

odprowadzany jest do kanalizacji i poddawany oczyszczaniu w pełnym cyklu
technologicznym oczyszczalni.

Powietrze

suszące krąży w suszarce w obiegu zamkniętym. Ze względu na

możliwą po pewnym czasie kumulację gazów w obiegu suszącym niewielką część

powietrza (około 5% całego obiegu) może być oddzielana i spalana w płomieniu palnika

nagrzewnic powietrza. Jednocześnie obieg jest uzupełniany odpowiadającą ilością

świeżego powietrza z zewnątrz.

Linia osadu

Odwodniony do poziomu 20% suchej masy osad będzie podawany do dwóch

silosów zlokalizowanych w hali suszarek. Z silosu osad podawany będzie do kosza

zasypowego z łamaczem mostka. Pompa śrubowa o regulowanej wydajności podawać

będzie osad do podajników fluidyzacyjnych suszarek.

W komorze suszenia fluidalnego osad jest suszony strumieniem gorącego

powietrza do poziomu nie mniej niż 90% suchej masy i zgarniaczem (P=1,0 kW) osad

w ilości ok. 0,185 kg/h odprowadzany jest do zespołu dosuszania, skąd podajnikiem

ślimakowym odprowadzany jest do zbiornika granulatu. Komory suszące suszarek

fluidalnych wyposażone będą w klapy eksplozyjne. Do komór nadmuchowych suszarek

doprowadzane będzie powietrze suszące o temperaturze roboczej około 150

Pył odseparowany z powietrza będzie dostarczany do układu przenośników osadu

wysuszonego lub do osobnego kontenera. Po odpyleniu powietrze suszące doprowadzane

będzie do zespołu usuwania wilgoci wyposażonego w chłodnicę, łapacz kropel oraz wannę

kondensatu. Przewiduje się doprowadzenie do każdej chłodnicy wody technologicznej (20

/h min. 6 bar o temperaturze max. 15

C) i odprowadzenie tej samej ilości wody

podgrzanej do temperatury 40

Przepływ powietrza wymuszać będą wentylatory (wyciągowy i nadmuchowy), które będą

regulowały temperaturę oraz ciśnienie w układzie. Pomiędzy wentylatorami zamontowane

zostaną zespoły klap umożliwiające dowolne mieszanie powietrza suszącego

z zewnętrznym oraz całkowitą hermetyzację lub rozhermetyzowanie obiegu powietrza

suszącego. Obiegi powietrza suszącego wyposażone będą w zespoły czujników do

pomiaru temperatury powietrza suszącego przed i za złożem fluidalnym oraz za

chłodnicą. Układy odpylania wyposażone będą w pomiar straty ciśnienia w celu

sygnalizacji prawidłowej pracy. Za wentylatorami nadmuchowymi umieszczone będą

czujniki sygnalizujące brak przepływu powietrza suszącego.

Ocena kosztów inwestycyjnych

Tab.13. Koszty inwestycyjne wg technologii GPPU oraz technologii Klimapolu

Cena

Wyszczególnienie

Urządzenia wg GPPU

Urządzenia wg Klimapol

i Pyrokat

Budynek suszarni

870 000

1. 492 950

Urządzenia (w tym):

8. 421 000

7. 514 630

Suszarnia

6. 924 000

6. 344 630

Instalacja do mineralizacji

granulatu

1. 497 000

1.170.000

razem 9.291 000

9.007 000

Porównanie danych techniczno-technologicznych

Zastosowanie suszarni Klimapolu spowoduje następujące zużycie energii i czynników

technologicznych:

Tab.14. Zużycie energii oraz czynników technologicznych

Lp. Parametr

Moc elektryczna

Zainstalowana

Szczytowego obciążenia

225,93 kW

158,15 kW

2. Woda

technologiczna

100 m

Lekki olej opałowy

170 kg/h

4. Biogaz

276

Natomiast odprowadzanych mediów:

Tab.15. Odprowadzane media

Lp. Parametr

Ciepła woda technologiczna

100 m

/h (p=1 bar, temp. ok. 40

)

Osad wysuszony

0,66 m

/h (granulat z udziałem frakcji

pylistej)

Ścieki technologiczne

1600 l/h (ścieki o temp. Ok. 36

Gazy spalinowe

2 MW, temp. 350

C (paliwo – olej opałowy lub

biogaz)

Parametry pracy kształtują się następująco:

Tab.16. Parametry pracy

Lp.

Parametr

1. Założony czas pracy

16 h/dobę

2. Ilość linii technologicznych w budynku

2 bez rezerwy na rozbudowę

3. Zdolność odprowadzania wody

1600 l/h

4. Założona wydajność suszarni (osad o

uwodnieniu wstępnym 80% i końcowym
90%)

40 m

5. Końcowa postać osadu

Granulat o stałej wielkości + pył

6. Temperatura w suszarni

ok. 150

7. Czas przetrzymania osadu w suszarni

Brak danych

8. Higienizacja osadu

Tak

9. Temperatura kondensatu odprowadzanego

do kanalizacji

10. Zużycie energii elektrycznej

158 · 16 = 2.528 kW/d

11. Jednostkowe zużycie energii elektrycznej

63,2 kWh/1 m

osadu

12. Zużycie biogazu

276· 16 = 4416 m

13. Jednostkowe zużycie biogazu

110,4/1 m

14. Zużycie oleju opałowego

2720 kg/d

15. Jednostkowe zużycie oleju opałowego

68 kg/1 m

osadu

16. Hałas w odległości 1 m od urządzenia

Brak danych

17. Temperatura w hali

Brak danych

18. Pojemność zbiornika nadawy

Brak danych

19. Pojemność zbiornika osadu wysuszonego

Brak danych

20. Temperatura czynnika grzewczego z

instalacji odzysku ciepła

21. System kontroli i monitoringu

Pomiary temperatury i ciśnienia

22. System zabezpieczenia przed wybuchem

Dekompresja poprzez klapy
eksplozyjne

Wg danych technicznych z firmy GPPU – Gdańsk zużycie energii i czynników

technologicznych wynosić będzie:

Tab.17. Zużycie energii i czynników technologicznych

Lp. Zużycie energii i czynników

technologicznych

(Parametr)

Wynosi

dla 1.7 m

Moc elektryczna zainstalowana
szczytowego obciążenia

210 kW

110 kW

Woda technologiczna – ściek
klarowny, tj. oczyszczony

8,5 m

204 m

/dobę 68000

/rok

Woda technologiczna – zwykła 0,08

/h 1,92 m

/dobę 640

/rok

Lekki olej opałowy 0*

5. Biogaz

* Dla pracy z kotłem na granulat występuje nadwyżka energii cieplnej ca. 320 MJ/h wartość dla postoju

kotłowni na granulat (ok. 12 dni/rok).

Natomiast odprowadzanych mediów:

Tab.18. Odprowadzane media

Odprowadzane media:

Wynoszą dla wydajności 1,7 m

Ciepła woda technologiczna -CW grzewcza
50/70

C lub 70/90

C **

3,4 GJ/h

81,6

GJ/dobę

27 200

GJ/rok

Osad wysuszony

370 kg/h

92% s.m.

8,9 t/dobę

2 960 t/rok

Ścieki technologiczne (tj. ściek oczyszczony
pobrany do chłodzenia + skropliny
odparowane z osadu ****)

ok. 10 m

240

/dobę

80 000

/rok

Gazy spalinowe

105

C ***

**Bezpośredni odzysk w temp. 65

C , zastosowano dwustopniowe wymienniki dla dogrzewania kondensatem

technologicznym spod suszarki oraz parą wtórną (kondensat, odmulanie, odsalanie) z możliwością prod.

niezależnie czynnika 50/70 lub 70/90 zależnie od potrzeb rozbioru.

***Wartość dla kotłowni na granulat, dla kotła rozruchowego na olej/biogaz 140

****Istnieje możliwość chłodzenia w obiegu zamkniętym, jednak rozwiązanie z oczyszczonym ściekiem jest

tańsze w eksploatacji, ponadto sprawia, że reszta energii odpadowej zawarta w ciepłym ścieku wraca do

procesu oczyszczalni, a nie do atmosfery.

Parametry pracy kształtują się następująco:

Tab.19. Parametry pracy

Parametry:

Wynoszą:

Założony czas pracy

8000h/rok

24h/dobę

Ilość linii technologicznych w budynku

Zdolność odparowania wody

maksymalna

2,1 t/h

nominalna

1,4t/h

50,4 t/dobę

33,6 t/dobę

16 800 t/rok

11 200 t/rok

Założona wydajność suszarni

(osad o uwodnieniu wstępnym 80% i
końcowym 90%)

maksymalna

2,2 t/h

nominalna

1,7t/h

52,8 t/dobę

40,8 t/dobę

17 600 t/rok

13 600 t/rok

Końcowa postać osadu

stabilny

granulat

Temperatura w suszarni (temp. Osadu po
fazie podgrzania)

100

Czas przetrzymania osadu w suszarni

40 min

Higienizacja osadu

całkowita

Temperatura kondensatu odprowadzanego
do kanalizacji

Zużycie energii elektrycznej (dla 1,7 m

osadu)

73kWh/h

1752

kWh/dobę

584 MWh/rok

Jednostkowe zużycie energii elektrycznej

43Wh/kg

osadu

Zużycie biogazu

0 *

Jednostkowe zużycie biogazu

brak danych

Zużycie oleju opałowego 0*

Jednostkowe zużycie oleju opałowego brak

danych

Hałas w odległości 1 m od urządzenia 82

Temperatura w hali

Pojemność zbiornika nadawy

50m

Pojemność zbiornika osadu wysuszonego

30m

Temperatura czynnika grzewczego z
instalacji odzysku ciepła

50/70 i 70/90

System kontroli i monitoringu

komputerowy z

wizualizacją

ekranową

System zabezpieczenia przed wybuchem

ciągły

monitoring:

temperatury,
O

, CO i CO

oraz metanu.:

* Dla pracy z kotłem na granulat występuje nadwyżka energii cieplnej ca. 320 MJ/h wartość dla postoju

kotłowni na granulat (ok. 12 dni/rok).

Zużycie paliw przy postoju kotłowni na granulat

Lekki olej opałowy Ok. 90 kg 25 t/rok – tylko przy braku biogazu

Lekki olej opałowy
jednostkowe

53-55kg /t

Albo:

Biogaz (21 MJ/kg)

195 Nm3

Ok. 50 000 Nm

/rok

Biogaz jednostkowe

115 Nm3/t

Wg danych przedstawionych wyżej obydwie technologie mają swoje wady i zalety.

Proponowane instalacje umożliwiają wysuszenie całej ilości osadu powstającego na
terenie oczyszczalni ścieków do zawartości suchej masy 90 % (przy założeniu uwodnienia

początkowego 80 % tj. zawartości suchej masy 20 %).

Propozycja Klimapolu obejmuje instalację dwóch linii technologicznych przy jednej

GPPU – Gdańsk. Wydajność suszenia obu propozycji jest podobna i wynosi

~ 40 m

/d, jednakże przy pracy 16 godzin na dobę dla Klimapolu, a przy GPPU –

24 godziny na dobę. Produkt końcowy to granulat o stałej wielkości plus pył

w przypadku urządzeń Klimapolu, a produkt stabilny w przypadku GPPU – Gdańsk.

Jednostkowe zapotrzebowanie energii elektrycznej wynosi dla Klimapolu

63,2 kWh/m

osadu przy 43 kWh/tonę osadu.

Instalacja Klimapolu nie przewiduje odzysku energii cieplnej i zasilania

wymienników ciepła przy WKF czynnikiem grzewczym z chłodzenia suszarni o temp.

C. O instalacji GPPU – Gdańsk brak danych w tym zakresie, stąd trudno w tym

miejscu na porównanie dotyczące tej sprawy. Jednakże ilość produkowanej ciepłej wody
technologicznej 100 m

/h (Klimapol) daje możliwość zmian w instalacji tak aby otrzymać

wodę o parametrach 50/70 i wykorzystać ją do odzysku ciepła przy 40 m

/h (GPPU).

Natomiast jednostkowe zapotrzebowanie energii elektrycznej, biogazu czy oleju

opałowego jest większe dla Klimapolu niż GPPU – Gdańsk.

Podsumowując, technologia zaproponowana przez GPPU –Gdańsk polega na

suszeniu osadów ściekowych w suszarce przeponowej cienkowarstwowej, podciśnieniowo

i bez dostępu powietrza. Otrzymany granulat spalany jest w kotłowni, wykorzystywanej

jako wytwornik ciepła do suszenia. Natomiast technologia firmy Klimapol przewiduje

suszenie osadu cyrkulującym powietrzem w urządzeniu zamkniętym, a następnie

mineralizację osadu przy pomocy pirolizy zaproponowanej przez firmę PYROKAT

w oparciu o technologię firmy Hendri-Gras Chemical BV – Holandia, technologii opartej na

procesie zgazowania w temperaturze 450 – 500

C, z uwzględnieniem problemu

odparowanej wody z procesów suszenia oraz gazów odlotowych. W opisie technologii

PYRO-KAT stwierdza się, że wykonane analizy gazu odlotowego po oczyszczeniu przez

dopalacz katalityczny i końcowy adsorber pozwoliły na uzyskanie następujących

wyników:

brak metanu, fenoli, dioksyn, furanów,

zawartość NO

< 20 mg/Nm

zawartość związków organicznych < 10 mg/Nm

zawartość merkaptanów < 2 ppm,

HCl < 5 mg/Nm

< 5 mg/Nm

CO < 5 mg/Nm

Ponadto wykonano analizy metodą rezonansu atomowego i spektroskopii masowej

pozostałości po procesie utylizacji i otrzymano głównie CaO, Al

, SiO

, Fe

oraz

śladowe ilości Cd, Cr, Mn, Cu, Ni, Co. W sumie te związki stanowią ok.

2,5 do 3 % masy wsadu przeznaczonego do utylizacji. Zmierzona zawartość węgla

organicznego nie przekracza 1 % wagowego.

Bilans energetyczny oraz koszty eksploatacyjne

Bilans energii elektrycznej dla instalacji Klimapolu wynosi:

- węzeł odwadniania mechanicznego

- węzeł

suszenia

- węzeł mineralizacji osadów

- węzeł WKF + pompownia

- 61 kW

- 158 kW

- 64 kW

283 kW

- odzysk energii w węźle bioreaktora

- 103,5 kW

Razem - 179,5 kW

Bilans ciepła w układzie suszenia i mineralizacji osadów przedstawia się następująco:

Powietrze

70 000,00 m

Ilość 0,922

110

Gęstość

64 540,00 kg

Ciepło właściwe

1 009,00 J/kg

Temperatura końcowa

150,00

Temperatura początkowa 70,00

Ilość ciepła

5 209 668,80 kJ/h

1 347,13 kW

Straty

10,00 %

Ilość ciepła potrzebna

1 496,66 kW

Ogrzewanie i odparowanie wody

Ilość wody

0,4630 kg/s
1 670,00 kg/h

Ogrzewanie od 20 – 100

154,78 kW

Odparowanie

1 032,41 kW

Ogrzewanie suchej masy
Ilość suchej masy

0,0926 kg/s
6,30 kW

Zapas

13,37 %

Razem ciepło suszenia osadów

1 193,48 kW

Sprawność suszenia 90%

1 276,45 kW

Minimalna ilość powietrza

17,15 m

61 743,96 m

Bezpieczna ilość powietrza nadmiar 5%

64 831,16 m

Ilość ciepła w powietrzu

1 498,05 kW

Ciepło z bigazu 65% metanu, 125 m

1 084,62 kW

Różnica temperatur do uzyskania z biogazu,
85 % sprawności

57,780

C max (80

17 305,46 W/deg

Przepływ powietrza gorącego

8 000,00 m

2,22 m

C min (185

1 857,66 W/deg

C min/C max

0,1073

NTU max

3,01

Sprawność wymienników z wykresu

94,50 %

Zmiana temperatury czynnika grzewczego

207,90

Temperatura końcowa 72,10

Zmiana temperatury powietrza

22,3

Suma zmian

80,1

Jednocześnie w celu określenia kosztów eksploatacyjnych posłużono się następującymi

danymi:

- węzeł odwadniania mechanicznego

(35 m

/d – 20 % s.m.)

- energia elektryczna - 7,6 kWh/m

- woda pitna - 0,013 m

- węzeł suszenia – 158 kW x 16 h/40 m

(40 m

/d)

- energia elektryczna - 63,2 kWh/m

- woda pitna - 0,08 m

- paliwo (olej) - 0 (ciepło ze
spalania
granulatu)

- węzeł WKF + pompownia

- energia elektryczna - 2,86 kWh/m

biorąc pod uwagę ceny (bez VAT):

- woda

- 1,62 zł

- energia elektryczna

- 0,21 zł/kWh

- olej opałowy -

1,20 zł/kg

łączny koszt eksploatacji dla instalacji Klimapolu wynosi 15,61 PLN/m

osadu (20 %

s.m.).

Bilans energetyczny i koszty eksploatacji dla instalacji proponowanej przez GPPU –

Gdańsk w oparciu o dane uzyskane z firmy wynoszą:

Bilans energii elektrycznej wynosi:

- węzeł odwadniania mechanicznego

- 61 kW

- węzeł

suszenia

110 kW

- węzeł WKF + pompownia

- 64 kW

Razem

235

Bilans ciepła w układzie suszenia przedstawia się następująco:

- przyjęto, że oprócz własnego osadu będą też wykonywane usługi suszenia osadu

dowożonego i na tej podstawie ustalono wymagania na dobę: 40 m

osadu

o zawartości 20 % s.m. na wejściu, min. 90 % s.m. na wyjściu.

Bilans cieplny:

- 40

osadu o zawartości 20 % s.m. na wejściu należy doprowadzić do stanu co

najmnie:

90 % s.m.

→

8 : 0,9 = 8,89 ton granulatu

w tym: 8 ton s.m.

0,89

tony

wody

Ciepło do podgrzania 40 ton osadu (32 tony wody + 8 ton s.m.) do temp. 100

(przyjęto temp. początkową 20

Podgrzanie

wody

= m•C

•∆T = 32000•4,18•80 = 10.700,8 MJ

Podgrzanie

s.m.

= 8000•0,84•80

= 537,6 MJ

Ciepło do odparowania 32 – 0,89 = 31,11 ton wody

= 2 256 kJ/kg

= 31110•2256

70.184,2 MJ

Stąd dla teoretycznej 100% sprawności

Razem

81.422,6 MJ

81.422,6 MJ = 22,62 MWh/dobę

Sprawność cieplna suszarki CSO 93 % stąd:

Do suszarki trzeba dostarczyć 22,62 : 0,93 ≈ 24,32 MWh/dobę tj. 87,55 GJ/dobę.

Źródło ciepła:

Dla kotłowni na granulat 8,9 t/d granulatu o kaloryczności min. 12.000 kJ/kg

uzyskana energia ze spalania:

12.000 • 8900/3600 = 29,7 MWh/d tj. 106,80 GJ/d

sprawność źródła wraz z ekonomizerami: 92 %

106,80 • 0,92 = 98,26 GJ/d w parze technologicznej 183

C, 1,0 Mpa

do procesu potrzeba 87,55 GJ/d, stąd pozostaje 10,71 GJ/d

nadwyżki ciepła w parze technologicznej,

Odzysk ciepła z procesu suszenia odbywa się ze sprawnością ca. 81 % - 82 %

Stąd: 87,55 • 0,81 + 10,71 = 81,6 GJ/d w wodzie 50/70 lub 70/90,

tj. ok. 984 m

/dobę wody grzewczej.

Zestawienie bilansowe:

Na dobę:

Ciepło wytworzone z granulatu

- 106,8 GJ

Ciepło uzyskane z granulatu (para technol.)

- 98,3 GJ

Ciepło użyte do suszenia (para technol.) - 87,6 GJ

Ciepło odzyskane + nadwyżka (C.W.T.) - 81,8 GJ

Na 1 m

osadu 20 % s.m. na wejściu do suszarki:

Ciepło wytworzone z granulatu

- 2,67 GJ

Ciepło uzyskane z granulatu (para technol.)

- 2,46 GJ

Ciepło użyte do suszenia (para technol.) - 2,19 GJ

Ciepło odzyskane + nadwyżka (C.W.T.) - 2,05 GJ

Dla określenia kosztów eksploatacyjnych podano:

- węzeł odwadniania mechanicznego

- energia elektryczna - 7,6 kWh/m

- woda pitna - 0,013 m

- węzeł suszenia
-

110 kW x 24 h/40 m

- energia elektryczna - 66 kWh/m

- woda pitna - 0,08 m

- paliwo (olej) - 0

- węzeł WKF + pompownia

- energia elektryczna - 2,86 kWh/m

biorąc pod uwagę ceny (bez VAT):

- woda

- 1,62 zł

- energia elektryczna

- 0,21 zł/kWh

- olej opałowy -

1,20 zł/kg

łączny koszt eksploatacji dla instalacji GPPU – Gdańsk wynosi:

Energia elektryczna = (7,6 + 66 + 2,86) kWh • 0,21 =

16,06 zł/m

Woda = (0,013 + 0,08) m

• 1,62

= 0,15 zł/m

16,21 zł/m

czyli 16,21 zł/m

osadu (20 % s.m.)

Doświadczenia z dotychczasowych zastosowań obu technologii

Z dostępnych wiadomości wynika, że instalacja do suszenia osadów ściekowych

firmy Klimapol pracowała na oczyszczalni w Lublinie przez ok. 1,5 roku. Celem

zainstalowania było przeprowadzenie kompleksowych badań dla określenia docelowego

rozwiązania utylizacji osadów. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że

najkorzystniejszą metodą utylizacji osadów ściekowych w Lublinie jest termiczne suszenie

zmieniające je w paliwo z możliwością wykorzystania w cementowni Rejowiec lub

elektrociepłowni „Bogdanka”. Technologia suszenia została zaakceptowana przez zespół
specjalistów do dofinansowania ze środków unijnych.

Stwierdzono, że wysuszony osad charakteryzował się dobrymi właściwościami

fizyko-chemicznymi (zawartość s.m. – 97 %) jest bezpieczny pod względem

bakteriologicznym oraz posiada dobre własności mechaniczne. Cały proces pozbawiony

jest uciążliwości zapachowych a BZT

w kondensacie powstającym w procesie suszenia

osadu utrzymuje się na poziomie ok. 100 mg BZT

/dm

W zakresie zastosowania technologii GPPU – Gdańsk zapoznano się

z doświadczeniami oczyszczalni ścieków w Nowym Targu, a także na podstawie publikacji

[52]. Doświadczenia eksploatacyjne przedstawiają się następująco: cyt. „Instalacja

została dostarczona w dwóch etapach. We wrześniu 2000 r. dostarczono, a w

październiku uruchomiono jako niezależną instalację suszarnię osadu, która rozpoczęła

pracę w oparciu o kocioł rozruchowy zasilany olejem opałowym, a produktem końcowym
był granulat o zawartości 90 – 95 % s.m. W następnym etapie dostarczono kotłownię na

granulat osadu nadmiernego wraz z fluidalną stacją oczyszczania spalin. Na początku

grudnia 2000 r. połączono obydwie instalacje, co umożliwiło suszenie osadu a następnie

spalanie granulatu i odzyskiwanie energii cieplnej do zasilania suszarni. Obydwie

instalacje mogą pracować jako niezależne ciągi technologiczne. Spaliny przed

wyemitowaniem do atmosfery są oczyszczane we fluidalnej stacji oczyszczania spalin

metodą mokrą. Opary z procesu suszenia są wykraplane w wykraplaczu ściekiem

oczyszczonym i wraz z odciekami z procesu oczyszczania spalin zawracane do

oczyszczalni ścieków. Produktem końcowym spalania jest popiół, w ilości 20-krotnie

mniejszej w stosunku do objętości osadu wchodzącego do procesu.

Na podstawie dotychczasowej eksploatacji suszarni w oparciu o kocioł olejowy

stwierdzono, że na wysuszenie 1 t osadu o zaw. 12-14 % s.m. do poziomu ok. 95 % s.m.
potrzeba ok. 60 litrów oleju opałowego. Wysuszony granulat nie wykazuje własności

higroskopijnych i nie ulega podczas normalnego składowania ponownemu uwodnieniu. W

trakcie eksploatacji instalacji w palenisku utworzyły się spieki i szlaka

z soli chromu i substancji mineralnych, które wymagały uciążliwego czyszczenia

paleniska, a to z kolei wymuszało jego wyłączenie. Problem ten został jednak

wyeliminowany. Na podstawie dwuletnich doświadczeń można określić koszty utylizacji

1 m

osadu (uwzględniające koszty osobowe, energii, mediów, transportu, opłat

środowiskowych, konserwacji i remontów) bez kosztów amortyzacji, dla różnego sposobu

prowadzenia procesu. I tak koszt suszenia 1 m

osadu w oparciu o kocioł olejowy opalany

O.O. wynosi ok. 145 zł/m

, koszt suszenia osadu i spalania granulatu z uzupełnieniem

energii cieplnej ze spalania oleju opałowego wynosi ok. 95 zł/m

. Natomiast koszt

suszenia i spalania granulatu w warunkach autotermiczności procesu wynosi ok. 55

zł/m

W latach 1996-1999 osad był wywożony do termicznego przetwarzania w spalarni

odpadów w cenie 350 – 500 zł/m

. W wyniku zastosowanej na oczyszczalni ścieków

technologii termicznej przeróbki osadu nadmiernego udało się radykalnie zmniejszyć

ilość powstającego odpadu oraz wyeliminowano niekorzystne oddziaływanie zapachowe”

(koniec cyt.).

Do uznania projektantów i decydentów zawsze pozostaje wybór technologii w zależności

od wymagań.

4.4. Spalanie osadów ściekowych

Z uwagi na ograniczenia związane z przyrodniczym zagospodarowaniem osadów

ściekowych spowodowane zawartością metali ciężkich, proponuje się rozważenie

termicznych metod przekształcania osadów.

Istotnym argumentem przemawiającym za stosowaniem metod termicznych jest

pełne opanowanie podstaw procesów, łącznie z technikami oczyszczania powstających

produktów. O realności stosowania termicznych metod unieszkodliwiania osadów

decydują w głównej mierze same odpady: ich skład chemiczny oraz procentowa
zawartość substancji palnych. Do cech paliwowych należą: ciepło spalania, zawartość

wilgoci, zawartość substancji lotnych i mineralnych. Wymienione czynniki wpływają

zarówno na przebieg samego procesu, jego bilans energetyczny, jak i skład gazów

odlotowych. Udział substancji organicznej zawartej w osadzie jest wskaźnikiem

informującym o właściwościach paliwowych przy wykorzystaniu osadów w procesach

termicznych. Wartość opałowa zależna jest od rodzaju osadów ściekowych. Na podstawie

badań określono, że ciepło spalania suchego osadu surowego zawierającego 70%

substancji lotnych wynosi 16 750 - 17 170 kJ/kg, osadu czynnego 14 650 - 15 490

kJ/kg, a osadu przefermentowanego o zawartości 50% substancji palnych około

10 470 kJ/kg. W przypadku, gdy jedna trzecia masy osadów ściekowych stanowi część

niepalną to wartość opałowa suchego osadu wynosi około 14 MJ/kg. Wartość opałowa

osadu przefermentowanego jest zwykle niższa od osadu przed fermentacją o około

2 MJ/kg [53]. Jeżeli wartość opałowa związków organicznych w osadach ściekowych nie

zawsze wystarcza do odparowania zawartej w nich wody, to wówczas osady mogą być

termicznie przetwarzane tylko z dodatkowym paliwem takim jak węgiel, olej opałowy,

biogaz czy słoma. Korzystając z doświadczeń praktycznych można stwierdzić, że osady

ściekowe mogą spalać się autotermicznie, jedynie wówczas gdy są odpowiednio

odwodnione. W związku z tym proces termiczny zawsze powinno poprzedzać odwadnianie

oraz ewentualne podsuszanie osadów ściekowych.

Dla określenia wartości opałowej osadów ściekowych, w zależności od zawartości

w nich składników palnych, mineralnych i uwodnienia można posługiwać się

nomogramem przedstawionym na rysunku 11. Nomogram sporządzono dla osadów
o cieple spalania 21 MJ/kg [54]. Na osi odciętych odłożono udziały masowe substancji

mineralnych, a na osi rzędnych uwodnienia. Nachylenie krzywej charakteryzuje
zawartość substancji palnej. Obszar zakreskowany oznacza przedział, w którym wartość

opałowa jest niedostateczna do odparowania wilgoci. Z kolei poszczególne linie oznaczają

ułamek ciepła spalania, jaki przy danym uwodnieniu i udziale części niepalnych stanowi

wartość opałowa.

Ograniczenia w stosowaniu termicznych metod przekształcania osadów

ściekowych, jak i innych odpadów wynikają przede wszystkim z powstających odpadów

wtórnych, które wymagają specjalnego traktowania, z uwagi na to, że nie są obojętne dla

środowiska. Ilość i jakość zanieczyszczeń zależna jest od składu chemicznego osadów,

technologii procesów spalania i oczyszczania spalin. Ocena poszczególnych technologii

uzależniona jest od badań emisji zarówno składników stałych jak i gazowych. Europejskie

uwarunkowania dotyczące spalania odpadów zostały zawarte w Dyrektywie 2000/76/WE.

Uwarunkowania polskie zawiera rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 sierpnia
2003 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji.

100

M [%]

W [%]

= 21 [MJ/kg s.m.]

=0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Rys.11. Zależność wartości opałowej osadów od udziału substancji mineralnej M,

uwodnienia W przy W

=21 MJ/kg s.m.

W instalacjach spalania [39] osady podawane są przenośnikami do zbiorników

osadu odwodnionego usytuowanego w bliskim sąsiedztwie budynku suszarni i spalarni.

Ze zbiornika, osady przenoszone są do mieszalnika a następnie do suszarki, z której

kierowane są do spalania. Popioły i osady z mokrego oczyszczania spalin podawane są do
worków, wywożone i poddawane dalszej obróbce.

Do technologii realizujących w sposób bezpośredni proces spalania osadów

ściekowych, spalania „mono” zalicza się [55]:

! spalanie w złożu fluidalnym – technologie te należą do najbardziej technicznie

zaawansowanych rozwiązań konstrukcyjnych, najczęściej stosowane są technologie

spalania w złożu stacjonarnym, coraz częściej w złożu cyrkulacyjnym oraz w tzw.

złożu wirowym. Technologie te są bardzo dobrze opanowane pod względem

technicznym, są wysokoefektywne energetycznie, posiadają szereg potwierdzonych

aplikacji w energetyce zawodowej, opartej na paliwach węglowych. Umożliwiają

spalanie osadu odpowiednio odwodnionego mechanicznie (tam, gdzie transport

uwodnionych osadów nie stanowi zbyt dużych kosztów), jak również częściowo

osuszonego czy też w postaci granulatu lub kombinacji osadu odwodnionego jedynie
mechanicznie i osadu granulowanego.

! spalanie w piecach z mechanicznym rusztem ruchomym – technologie dobrze

rozwinięte technicznie, czerpiące doświadczenia z konwencjonalnych instalacji do

spalania stałych odpadów komunalnych. Charakteryzują się prostotą konstrukcji

i dobrą efektywnością energetyczną.

! spalanie w piecu obrotowym – do którego osady wprowadzane są najczęściej

przeciwprądowo, co zapewnia wstępne ich osuszenie przed zasadniczym procesem

spalania.

! spalanie w różnych odmianach pieców półkowych, połączone najczęściej z procesem

osuszania osadów (jednak piece półkowe dziś to już archaik).

Technika fluidalna zastosowana w zakresie spalania już w latach sześćdziesiątych,

stworzyła następujące możliwości poprawy tego procesu:

•

intensyfikację wymiany ciepła między warstwą fluidalną, a powierzchnią ogrzewalną

w niej zanurzoną, co prowadzi do znacznego zmniejszenia powierzchni ogrzewalnych

i całkowitych gabarytów kotła,

•

spalania paliw o znacznej zawartości balastu, palenisko fluidyzacyjne może spalać

paliwo o dużej rozpiętości frakcyjnej paliw (0-10 mm),

•

obniżenie temperatury spalania 800-900

C, w zależności od temperatury mięknięcia

popiołu, powoduje z jednej strony znaczne zmniejszenie strat materiału rur powstałych

na skutek działania korozji, z drugiej zaś strony zmniejsza w znacznym stopniu emisję

do otoczenia tlenków azotu,

•

utrzymanie stałego profilu temperatury w całej objętości komory.

W ostatnich latach znacznie rozwinięto technologie cyrkulacyjnej warstwy

fluidalnej, która to w stosunku do konwencjonalnych systemów z pęcherzykową warstwą

fluidalną, ma wiele zalet takich, jak: większa elastyczność, łatwiejsze powiększenie skali

do jednostek o dużych rozmiarach, dobre wyniki odsiarczania metodami suchymi, niskie
emisje NO

i duża elastyczność w stosunku do stosowanych paliw oraz zmiany obciążeń

kotła.

Piec fluidalny jest zasadniczo cylindryczną lub prostokątną komorą. W dolnej

części znajduje się ruszt, a nad nim piaskowe złoże fluidalne. Osady poddawane

procesowi spalania wprowadza się do złoża fluidalnego. Tu, zawarte w osadach składniki

organiczne zaczynają się palić i w postaci drobnych cząstek unoszone są przez

mieszaninę parowo-spalinową ze złoża fluidalnego i ponad nim wypalają się do końca.

Wymagania dotyczące całkowitej likwidacji substancji organicznych zostają praktycznie

spełnione w 100%. Na skutek mechanicznego działania ziaren złoża fluidalnego

powstające aglomeraty popiołu zostają rozdrobnione. Szybkie, wyrównanie się

temperatury i wysoki współczynnik wymiany ciepła powoduje, że spalanie przebiega

intensywnie i równomiernie. Czas przebywania w przestrzeni dopalania jest dostatecznie
długi i wystarcza do całkowitego wypalania. Duża intensywność spalania powoduje, że

wartość opałowa paliwa zostaje całkowicie wykorzystana, a objętość pozostałości

zredukowana do minimum. Do instalacji powinny być doprowadzone osady o jak

największej zawartości suchej masy, z uwagi na autotermiczną realizację procesu

spalania. Oznacza to zazwyczaj konieczność podsuszania mechanicznie odwodnionych

osadów.

Działający w berlińskiej oczyszczalni ścieków reaktor ze złożem fluidalnym

utylizuje dziennie 5 tys. m

osadów o zawartości 3-3,5% s.m. Cała instalacja ma trzy

jednostki, każda po cztery punkty zasilania paliwem. W celu utrzymania 35 tonowego

złoża w temperaturze 750

C dodaje się olej przemysłowy. W instalacji tej następuje

odzysk ciepła [56].

wiedeńskiej oczyszczalni ścieków zdecydowano się na spalanie osadów

ściekowych z wykorzystaniem techniki fluidalnej. W ten sposób utylizowana jest cała

produkcja osadów wynosząca 210 t s.m./d. Osady wstępne wraz z nadmiernymi

kierowane są do zagęszczaczy, następnie są podgrzewane, odwadniane i wprowadzane

do warstwy fluidalnej kotłów. W oczyszczalni pracują trzy kotły fluidalne: dwa

o wydajności 120 t s.m./d, a trzeci 160 t s.m./d. System oczyszczania spalin składa się

z następującego ciągu: elektrofiltr, reduktor NO

, płuczka, suchy filtr z węglem

aktywnym. Uzyskiwane emisje substancji zanieczyszczających są dużo poniżej wartości

granicznych wg prawodawstwa austriackiego. Popiół z procesu spalania wykorzystywany

jest do produkcji mieszanki betonowej stanowiącej zabezpieczenie składowiska odpadów.

Spalanie osadów na złożu fluidalnym może być realizowane w procesie PYROFLUID

zaproponowanym przez firmę Veolia Water Systems [46]. W procesie tym spalane są

osady z przemysłowych i komunalnych oczyszczalni ścieków. Proces jest najbardziej

ekonomiczny dla większych oczyszczalni, powyżej 100 000 RM. Osad podawany jest do

złoża mineralnego utrzymywanego w stanie fluidyzacji w temperaturze ok. 500ºC.

Cząstki organiczne w kontakcie z gorącym złożem ulegają natychmiastowemu

spopieleniu. Spaliny z procesu spalania kierowane są do górnej części pieca, gdzie

przebywają ponad 2s w temperaturze ponad 850ºC. Następnie spaliny ulegają
schłodzeniu i oczyszczeniu.

Ciepło ze schładzania spalin ogrzewa powietrze utrzymujące stan fluidyzacji złoża.

Schłodzone spaliny mogą być oczyszczane metodą suchą, półsuchą lub mokrą. Typ

oczyszczania spalin dobierany jest w zależności od składu osadu.

W procesie następuje spalenie całości materii organicznej zawartej w osadzie. Efekt

usuwania pyłów ze spalin wynosi 99,9%. Metale ciężkie obecne w ściekach usunięte są

ze spalin w procesie ich oczyszczania. Odzysk ciepła ze schładzania splin wynosi

ok.70%. Proces spalania odpowiada wymaganiom dyrektywy 2000/76/EC. Instalacje

takie pracują w Lundtofte (Dania), Toulon Cap Sicie (Francja).

Przeprowadzona analiza techniczna pozwala na stwierdzenie, że piece fluidalne są

najczęściej stosowane do spalania osadów ściekowych. Ich zaletą jest elastyczność

pracy, przy zmniejszonej ilości osadów automatycznie ulega zmniejszeniu ilość

doprowadzanego powietrza. Nie stanowią utrudnienia w czasie remontów ze względu na

to, że w piecu nie ma żadnych części ruchomych. Stosowany w urządzeniach czas

przebywania w przestrzeni dopalania nad złożem jest dostatecznie długi i wystarcza do

całkowitego wypalenia masy osadu [39].

Spalanie osadów w kotle rusztowym może być realizowane w procesie BIOCON

firmy Veolia Water Systems [46]. Spalaniu w tym systemie mogą być poddane osady

z komunalnych i przemysłowych oczyszczalni ścieków wysuszone do ok. 90% s.m. Kocioł

BIOCON

stanowi modułowe rozszerzenie suszarni BIOCON

. Komora spalania

wyposażona jest w trzy punkty podawania powietrza oraz ruszt ruchomy chłodzony
wodą. Spaliny ulegają dopalaniu w komorze dopalającej, w temperaturze ponad 850ºC

i przy czasie zatrzymania 2 s. Spaliny mogą być oczyszczane metoda suchą, półsuchą lub

mokrą i opuszczają instalację przez komin. Popiół i żużel paleniskowy usuwany jest

okresowo zdolnej części pieca przez specjalne pochyłe dno.

Proces spalania odpowiada wymaganiom dyrektywy 2000/76/EC. W wyniku spalania

uzyskuje się maksymalną redukcję objętości osadów. Pozostałość po spaleniu

pozbawiona jest związków organicznych i może być składowana lub wykorzystywana

jako komponent do produkcji pewnych rodzajów materiałów budowlanych.

Ciepło wydzielone w procesie spalania osadów może być wykorzystane do zasilania

suszarki osadów. Przy odpowiednim stosunku wartości kalorycznej osadu oraz stopnia

jego odwodnienia, proces może być autotermiczny, tzn. nie wymagane jest dostarczenie

dodatkowego paliwa. Skojarzony układ suszenia i spalania BIOCON

jest korzystnym

energetycznie rozwiązaniem gospodarki osadowej dla małych i średnich oczyszczalni

ścieków.

Alternatywnie do kotłów fluidalnych spotyka się instalacje do spalania osadów, w których

elementem bazowym są piece obrotowe. Obrotowy piec bębnowy zbudowany jest

z zewnętrznego stalowego bębna wyłożonego materiałem ceramicznym. Piec pochylony

jest pod określonym kątem i obraca się z nieznaczną prędkością. Poprzez rotację osady

ściekowe podlegają mieszaniu i stopniowo przechodzą przez kolejne strefy podlegające

suszeniu, odgazowaniu, spalaniu i schładzaniu popiołu. Proces spalania przebiega

w temperaturze 800-1000

C. Osady i spaliny prowadzone mogą być współprądowo lub

przeciwprądowo. Jednakże w praktyce stosuje się system pracy we współprądzie, z uwagi

na mniejsze niebezpieczeństwo wydmuchów lub wybuchów.

Zaletą procesu spalania w piecach obrotowych jest stabilność cieplna w stosunku

do zmian obciążenia i wielkości podawanego materiału. Wadą natomiast, z uwagi na duże

rozmiary części ruchomych jest ich wrażliwość na zmianę obciążenia cieplnego. Ponadto

dotkliwą wadą jest również niekorzystny bilans energetyczny bowiem oprócz znacznych

strat na skutek promieniowania występują straty ciepła unoszone z dużymi ilościami

spalin, z uwagi na konieczność pracy tego typu instalacji ze znacznym nadmiarem

powietrza wymaganym do całkowitego spalania. Ponadto konieczne jest stosowanie

dużych ilości drogiej wymurówki żarowytrzymałej, której żaroodporność ze względu na

możliwość lokalnego przegrzania musi być większa od średniej obliczeniowej [54]. Piece

obrotowe wymagają odpadów o wysokiej kaloryczności.

Pionierską instalacją do spalania osadów była instalacja z piecem półkowym

wybudowana w USA w 1961. Średnica pierwszej instalacji wynosiła około 8 metrów,

a wysokość 14 metrów i składała się z 14 palenisk.

Osady w instalacjach półkowych są dostarczane na najwyższe paleniska, gdzie

przebiega proces suszenia, a następnie przesuwane są na niższe półki, na których
zachodzi proces pirolizy i spalania. Każda półka wyposażona jest w zgrzebła (od 2-4)

zamontowane na wirniku, chłodzone powietrzem, transportujące osady na coraz niższą

półkę. Wirnik obraca się ze stałą prędkością dzięki czemu osady wprawiane są w ciągły

ruch. Ponadto jego zadaniem jest dostarczanie zimnego powietrza do zgrzebeł. Proces

spalania rozpoczyna się za pomocą palników wbudowanych w strukturę pieca.

Główna zaleta piecy półkowych to dobre wykorzystanie energii, a wada koszt

dodatkowego paliwa niezbędnego do prowadzenia procesu. W instalacji istnieje ryzyko

palenia się osadów na górnych paleniskach przeznaczonych do suszenia osadów [56].

Projektem

pośrednim łączącym zalety pieca półkowego i reaktora ze złożem

fluidalnym jest „Etagenwirbler” firmy Lurgi. W instalacji tej piec półkowy znajduje się

ponad reaktorem ze złożem fluidalnym i spełnia funkcją suszarki. Piec ma wydajność

2 t/h i składa się z pięciu palenisk. Taka instalacja funkcjonuje od 1981 r. w oczyszczalni

ścieków we Frankfurcie. Podczas suszenia 50% wilgotność z osadów jest usuwana co

umożliwia redukcję powierzchni paleniska w tej instalacji do 50% w porównaniu
z konwencjonalnymi FCB [56].

Problemem, który zawsze towarzyszy procesom spalania jest uwalnianie szkodliwych

substancji do atmosfery. Emisja dioksyn towarzyszy wszystkim procesom spalania,

w których występuje substancja organiczna oraz związki chloru. Dlatego spalanie

osadów ściekowych podlega takim samym ograniczeniom w zakresie emisji

zanieczyszczeń jak spalanie odpadów przemysłowych i komunalnych, i dlatego spalarnia

musi być wyposażona w bardzo wysokoskuteczny i wielostopniowy system oczyszczania

spalin zawierający układ SCR (bądź SNCR – niekatalityczna redukcja tlenków azotu) oraz

adsorbery z węglem aktywnym [57]. Oprócz dioksyn do atmosfery w procesach spalania

uwalniane są: SO

, NO

, HCl, HF, metale ciężkie oraz związki organiczne. Determinuje to

stosowanie sprawnego systemu oczyszczania spalin obejmującego:

- układ odpylania (elektrofiltr lub/i filtry tkaninowe),

- układ mokrego oczyszczania gazów – dwustopniowy, płuczka kwaśna i alkaliczna,

- układ redukcji tlenków azotu (SCR lub SNCR), który będzie redukował emisję dioksyn,

- układ adsorberów z węglem aktywnym [39].

Oprócz gazów w procesach spalania powstają jeszcze stałe produkty poprocesowe:

popioły oraz placki filtracyjne po mokrym oczyszczaniu spalin w których kumulują się

substancje niebezpieczne zawarte w odpadach, które traktowane są jak odpady

niebezpieczne i wymagają odpowiedniego postępowania.

Budowa samodzielnego zakładu termicznej utylizacji osadów z oczyszczalni ścieków wiąże

się z poniesieniem wysokich nakładów inwestycyjnych i jest sensowna jedynie

w przypadku dużych oczyszczalni ścieków. Koszty można obniżyć przez współspalanie

osadów ściekowych z różnymi rodzajami paliw.

Spalanie osadów ściekowych może być prowadzone na drodze spalania

z odpadami komunalnymi w spalarniach odpadów, współspalania w cementowniach, w

elektrowniach i elektrociepłowniach.

Zastosowanie

technologii

spalania z odpadami komunalnymi jest uzasadnione

tam, gdzie już istnieje bądź jest planowana spalarnia odpadów

i ekonomicznie jest uzasadniony transport odwodnionych osadów [26]. Wg danych

literaturowych zaletą takiej, efektywnej energetycznie, kombinacji spalania odpadów
komunalnych i osadów ściekowych jest możliwość wykorzystania, części strumienia ciepła

z procesu spalania odpadów komunalnych do osuszania osadów. Warunkiem jest

odpowiednio wysoka wartość opałowa odpadów komunalnych. Ponadto w dużym stopniu

wykorzystywana jest infrastruktura spalarni odpadów dla realizacji procesu współspalania

osadów, np. wspólny węzeł oczyszczania spalin, odżużlacz, składowanie i przerób żużla

oraz popiołów.

Jednak wg [39] rozwiązanie to może wiązać się z problemami wynikającymi

z odmiennej charakterystyki i tym samym odmiennych wymagań, jakie musi spełnić

instalacja termicznej utylizacji. Do spalania odpadów komunalnych najlepsza instalacją

jest spalarnia rusztowa z rusztem posuwisto-zwrotnym lub walcowym. Większość

europejskich spalarni odpadów komunalnych ma właśnie taką konstrukcję. Do osadów

ściekowych najczęściej stosowane są instalacje fluidalne, gdyż konstrukcje tego typu
najlepiej nadają się do spalania wilgotnych, maziowatych osadów. Spalanie odpadów

komunalnych w instalacjach fluidalnych wymaga uprzedniego, dokładnego rozdrobnienia

odpadów, co wpływa na koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. W 1998 roku szwedzka

firma Kvaerner Pulping uruchomiła w Szkocji dużą spalarnię odpadów komunalnych

i osadów ściekowych o wydajności 225 000 Mg/rok wyposażoną w kotły fluidalne.

Podobną instalację firma ta wybudowała w Szwecji. Brak jednak danych o ekonomice

tego procesu.

Doświadczenia techniczne [39] wykazują, że możliwe jest bezpieczne

współspalanie osadów ściekowych (w postaci wysuszonej) stosowanych jako paliwo

zastępcze, uzupełniające strumień paliwa kopalnego w piecach cementowych (do

wypalania klinkieru) oraz w elektrowniach, elektrociepłowniach, kotłowniach.

Warunkiem

współspalania osadów w piecach obrotowych w przemyśle

cementowym jest wstępne całkowite osuszenie osadów (co wiążę się ze zużyciem

energii na ich wysuszenie) i ich odpowiednio wysoka wartość opałowa [28]. Zaletą
procesu współspalania jest immobilizacja znacznej ilości zanieczyszczeń w klinkierze.

Dlatego metoda ta polecana jest dla osadów charakteryzujących się znaczną zawartością

metali ciężkich.

Warunki

panujące w piecach cementowych pozwalają na bezpieczne spalanie

bardzo wielu odpadów organicznych. Wymagania stawiane odpadom przez przemysł

cementowy są następujące [39]:

- wartość opałowa paliwa odpadowego (wysuszonego osadu ściekowego) nie może być

niższa od 11,5 MJ/kg – tylko w takim przypadku cementownia może zmniejszyć

zużycie paliwa kopalnego –węgla,

- zawartość chloru nie może przekraczać 5% (masowo) masy wprowadzanych

odpadów.

Główne zalety spalania osadów ściekowych w piecach cementowych to:
- temperatura spalania w piecach cementowych przekracza 1450ºC osiągając

niejednokrotnie 1800ºC, co zapewnia całkowitą destrukcję materii organicznej,

- czas przebywania gazów w piecu cementowym wynosi od 4 – 10 sekund

(w temperaturze powyżej 1450ºC, co jest czasem znacznie dłuższym niż w przypadku

konwencjonalnych spalarni osadów ściekowych,

- proces spalania prowadzony jest w środowisku silnie alkalicznym dzięki czemu

wiązaniu chemicznemu ulegają kwaśne składniki gazów spalinowych, powstałe

podczas spalania odpadów (HCl, HF, SO

- bardzo duża bezwładność cieplna wyklucza awaryjną, niekontrolowaną emisję

zanieczyszczeń np. na skutek chwilowego zaniku płomienia,

- niepalne części paliw odpadowych, w tym metale ciężkie ulegają wbudowaniu

w strukturę wypalanego klinkieru, przez co ich emisja jest minimalna,

- brak obserwowanego wpływu dodatku paliw na emisje zanieczyszczeń z pieca

cementowego,

- spaleniu

mogą być poddawane zarówno odpady stałe jaki i ciekłe [39]

W cementowni Rejowiec badano spalanie osadów jako paliwo zastępcze. W 1999 roku

cementownia zutylizowała 2833 ton tego rodzaju odpadu. Spalanie w piecach

cementowych powoduje całkowity rozkład oraz spalenie części palnych wprowadzanych

do pieca, w tym trwałych niebezpiecznych związków organicznych. Stopień destrukcji

tych związków znacznie przekracza poziom 99,99%.

Współspalanie osadów w obiektach energetycznych jest metodą dobrze

rozwiniętą technicznie i z dobrymi efektami stosowaną w wielu krajach np. w Niemczech.

Wg [58] za stosowaniem tej metody w gospodarce osadowej przemawiają względy

techniczne – wykorzystanie istniejącej infrastruktury elektrociepłowni, względy prawne –
metoda ta jest dopuszczona dyrektywą 2000/76/EC oraz zapisami prawa krajowego, jak

również względy ekonomiczne.

Współspalanie osadów może być realizowane w dwóch rodzajach kotłów, w kotłach

rusztowych oraz pyłowych. Większe doświadczenie eksploatacyjne (pewność ruchowa

i niezawodność), a przede wszystkim spełnienie wymagań prawnych odnośnie

dopuszczalnych emisji, temperatury procesu i czasu przebywania spalin charakteryzuje

proces współspalania osadów ściekowych w kotłach energetycznych wyposażonych

w palniki pyłowe. W oparciu o doświadczenia głównie niemieckich elektrociepłowni oraz

realia krajowe autorzy [27, 59] sformułowali następujące stwierdzenia:

- opalane

węglem pyłowe kotły energetyczne są powszechnie stosowane w krajowej

energetyce zawodowej, stanowią bloki pracujące w obciążeniu podstawowym, przez

co eksploatowane są w odpowiednio dużym wymiarze godzin w skali roku,

- duża moc cieplna stosowanych w kraju typowych kotłów energetycznych, spalających

znaczne ilości paliw kopalnych, powoduje, że współspalanie w kotłach pyłowych wraz

z węglem procentowo niewielkich ilości osadu – przeważnie w granicach około 5%

strumienia masy spalanego węgla w przeliczeniu suchą na masę osadu – staje się

interesującym zakresem dla termicznego przetwarzania osadów ściekowych

pochodzących

z dużych oczyszczalni ścieków,

- proces

współspalania osadów ściekowych w kotłach pyłowych został bardzo dobrze

opanowany technicznie (elektrociepłownie w Niemczech) [60] i jego adaptacja do

warunków krajowej energetyki nie powinna stwarzać większych problemów

technicznych,

- nakłady inwestycyjne związane z dozbrojeniem istniejących bloków energetycznych,

a także koszty eksploatacyjne współspalania osadów w pyłowych kotłach

energetycznych są niewątpliwie niższe niż przy zastosowaniu profesjonalnych

instalacji pojedynczego spalania osadów. Doświadczenia niemieckie wskazują, że

koszty eksploatacyjne są około trzy razy mniejsze niż w przypadku bezpośredniego

spalania osadów w instalacjach specjalnie do tych celów zakupionych [60],

- prowadzenie procesu współspalania osadów ściekowych zgodnie z wymaganiami

dyrektywy 2000/76/EC w sprawie spalania odpadów wymaga spełnienia stosunkowo

ostrych jak dla energetyki zawodowej norm emisji pyłu, SO

, NO

, oraz określonych

metali ciężkich, a w szczególności rtęci, krajowe bloki energetyczne niewyposażone

w efektywne instalacje odsiarczania spalin oraz instalacje redukcji tlenków azotu nie

będą w stanie sprostać tym wymaganiom, stąd też nakłady inwestycyjne na

dozbrojenie tych bloków muszą być zdecydowanie wyższe, co znacznie komplikuje

efektywność ekonomiczną planowanego przedsięwzięcia, emisja zanieczyszczeń musi

również spełniać ograniczenia zawarte w rozporządzenia Ministra Środowiska
w sprawie standardów emisyjnych z instalacji,

- od strony technicznej nie ma przeszkód, aby współspalać zarówno wysuszony, jak

i uwodniony osad ściekowy. Należy jednak brać pod uwagę akceptację społeczną

mieszkańców sąsiadujących z elektrownią czy elektrociepłownią, która w przypadku

osadu uwodnionego będzie zdecydowanie mniejsza. Aspekt akceptacji społecznej jest

jednym z ważniejszych uwarunkowań realizacji procesu współspalania osadów

ściekowych i nie powinien zostać pominięty w ogólnych studiach związanych

z realizacją projektu współspalania osadów ściekowych

- osady ściekowe pochodzące z komunalnych oczyszczalni ścieków, wykazują

minimalne właściwości toksyczne w stosunku do innych rodzajów odpadów, przez co

proces ich współspalania – realizowany zgodnie z odpowiednimi wymaganiami

prawnymi – może być całkowicie bezpieczny dla środowiska naturalnego. Kierowanie
do współspalania osuszonego i zhigienizowanego osadu oddala ponadto zagrożenie

sanitarne, jaki związane jest z utylizacją osadu uwodnionego,

- proces wspólspalania osadów ściekowych rodzi często pytanie o skład chemiczny

popiołów, stosowanych

jako materiał budowlany i związane z tym ewentualne

zagrożenie dla dalszego sposobu zagospodarowania popiołów, niemieckie

doświadczenia wykazują, że zachowanie odpowiedniej proporcji pomiędzy

strumieniem masy węgla i osadu nie powoduje zmian właściwości popiołów

w aspekcie ich budowlanego wykorzystania.

Podsumowując zagadnienia dotyczące spalania, proces ten ma następujące wady i zalety

[39]:

Zalety:
- znacząca redukcja objętości osadów po spaleniu,

- brak

ograniczeń czasowych w przetwarzaniu osadów ściekowych,

- energetyczne wykorzystanie odpadów,

- mała wrażliwość na zmienność składu osadów,

- wykorzystanie wtórnych produktów ze spalania – popiołów i materiałów inertnych,

które mogą być wykorzystane jako materiał filtracyjny, do asfaltów, betonów

i produkcji cegieł,

- niezawodność systemu,

- minimalizacja odorów pochodzących z osadów – system zamknięty, wysoka

temperatura.

Wady:

- wysoki koszt budowy spalarni,

- wysokie koszty eksploatacyjne,

- w przypadku współspalania osadów ściekowych z paliwami kopalnymi mogą wystąpić

kłopoty z dotrzymaniem norm emisji.

W analizie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych musza być wzięte pod uwagę:

- koszt systemu składowania osadów wilgotnych,

- koszt pieca do spalania osadów,

- koszt systemu oczyszczania gazów (wysoki – ze względu na bardzo ostre wymagania

dotyczące czystości gazów odlotowych),

- koszty operacyjne - personel, paliwo wspomagające, elektryczność, chemikalia do

systemu oczyszczania gazów, napraw, podatki itp.,

- koszt transportu osadów do spalarni,

- koszt kontroli pracy spalarni (rozbudowana automatyka),

- koszty pomiarów emisji zanieczyszczeń ze spalarni (bardzo wysokie koszty pomiarów

emisji PCDD/PCDF),

- koszt przeróbki lub uzdatniania wtórnych odpadów z procesu spalania,

- koszt marketingu wtórnych produktów ze spalania.

W krajach Unii Europejskiej średni koszt spalania osadów ściekowych wynosi od 220 do

400 euro/Mg suchego osadu, w zależności od uwarunkowań lokalnych oraz stopnia

nowoczesności instalacji (przede wszystkim stopnia rozbudowy systemu oczyszczania

spalin,[Uhre, 1997]).

4.5. Inne procesy

Oprócz omówionych wcześniej technologii, do unieszkodliwiania osadów

ściekowych mogą być stosowane technologie alternatywne wykorzystujące procesy

mokrego utleniania, pirolizy i zgazowania.

Jednak niewiele technologii wykorzystujących procesy pirolizy czy zgazowania,

bądź ich kombinacji ma zastosowanie w przemyśle. Zastosowanie ich wiąże się z dużym

ryzykiem inwestycyjnym, gdyż technologie te wymagają dostarczenia dużych ilości

energii do realizacji procesu termicznego przekształcania osadów.

Mokre utlenianie

W liniach technologicznych procesy termiczne przeróbki i stabilizacji osadów

ściekowych stosowane są od dawna. Można tu wymienić fermentację termofilową do czy

„spalanie na mokro” czyli tlenową mineralizację związków organicznych w temperaturze

200-220ºC w tzw. procesie Zimmermanna. Fermentacja termofilowa znana jest co

najmniej od 70 lat, zaś proces Zimmermanna od ponad 35 lat [61].

Celem fermentacji termofilowej było skrócenie czasu stabilizacji i podwyższenie

stopnia rozkładu substancji organicznych w środowisku redukcyjnym. Celem procesu
Zimmermanna – chemiczne spalanie na mokro, a więc proces utleniania substancji

organicznej. Proces termicznej synerezy znanej pod nazwą procesu PORTEOUS zaczął się

rozpowszechniać z końcem lat 60-tych. W procesie tym, stosowanym do osadów już

ustabilizowanych chodziło głównie o termiczne rozszczepienie substancji koloidalnych

nadal zawartych w osadzie, a przez to zupełne wyeliminowanie lub znaczne obniżenie

dawki koagulantów lub polielektrolitów przed mechanicznym odwadnianiem osadów.

Działaniu temperatury przypisywano podobne właściwości co polielektrolitycznym

flokulantom, a więc denaturację białek i destabilizację koloidów, zmianę postaci cieczy

osadowej z koloidalnej i częściowo chemicznie związanej do wody wolnej

i międzycząsteczkowej, a przez to obniżenie oporu właściwego osadu. Proces PORTEOUS

wydawał się początkowo na tyle atrakcyjny, że takich instalacji wybudowano w latach 70-

tych w Europie co najmniej kilkadziesiąt. Równolegle do denaturacji białek miało miejsce
uwalnianie znacznej części ładunku zanieczyszczeń do cieczy osadowej. Nie były

rzadkością stężenia ChZT rzędu kilkudziesięciu kg w jednym m

. Oznaczało to nie tylko

poważne wtórne obciążenie ładunkiem biologicznej części oczyszczalni, ale i trudności

w usuwaniu tego ładunku w warunkach tlenowych. Procesowi tlenowego oczyszczania

towarzyszyło uwalnianie odorów z grupy skatoli i merkaptanów. Mimo znaczących

efektów odwadniania osadów w komorowych prasach filtracyjnych, w latach 80-tych

zaniechano stosowania procesu PORTEOUS.

Mokre utlenianie jest procesem stosowanym do unieszkodliwiania nadmiernego

osadu czynnego. Metoda ta polega na utlenianiu zawiesiny nadmiernego osadu czynnego

w temperaturze 200-250ºC, pod ciśnieniem 2,0–8,0 MPa. W warunkach tych komórki

osadu czynnego i ich aglomeraty ulegają termicznej destrukcji i rozpadowi, a związki

organiczne zawarte w roztworze utleniają się przede wszystkim do CO

i wody. Osad

czynny w takich warunkach ulega całkowitemu spopieleniu [39].

Skuteczność tej metody opiera się na dwóch korzystnych cechach tego systemu

reakcyjnego: po pierwsze wraz ze wzrostem temperatury powyżej 393 K rośnie

w znaczący sposób rozpuszczalność tlenu w roztworach wodnych, a po drugie

podwyższanie temperatury zwiększa szybkość reakcji chemicznych i poprawia

efektywność wytwarzania wolnych rodników w układzie [62]. Proces mokrego utleniania

może stać się atrakcyjną alternatywą dla klasycznego, wysokotemperaturowego spalania

osadów, nie wymagającą odwadniania i suszenia. Wytworzone w procesie ciepło może

mieć zastosowanie do ogrzewania wejściowego strumienia oczyszczanej zawiesiny. Mokre

utlenianie może być prowadzone przy niskich temperaturach (120-423 K) jak

i w wysokich powyżej 523 K. W niskich temperaturach stopień usunięcia OWO jest jednak

niewielki i wynosi 10-20%. Wraz ze wzrostem temperatury szybkość reakcji i stopień

usunięcia węgla organicznego wzrasta osiągając wartość 80% w temperaturach 553-

573K.

Proces mokrego utleniania w chwili obecnej jest powszechnie stosowany

w przemyśle. Do prowadzenia procesu proponuje się m.in. następujące instalacje:

instalacja VERTECH, instalacja typu ZIMPRO.

Metoda VERTECH oparta jest na procesie mokrego utleniania, podczas którego

następuje utlenianie substancji organicznych lub nieorganicznych pod wysokim

ciśnieniem i w wysokiej temperaturze [63]. W tych warunkach zachodzą procesy

chemiczne powodujące degradację związków chemicznych do produktów prostych tzn.

gazów i substancji nierozkładalnych. Proces przebiega w fazie ciekłej. Przez zastosowanie

katalizatorów warunki reakcji mogą być zmienne oraz może być ulepszona wydajność

procesu. Do prowadzenia procesu wprowadzane jest powietrze i czysty tlen. Celem

reakcji w urządzeniu jest uzyskanie jak najdalej posuniętego utleniania całkowitego,

a ewentualnie uzyskane resztkowe substancje organiczne mogą być zredukowane przy
pomocy innych technologii. W technologii VERTECH zasadniczym elementem instalacji

jest reaktor umieszczony w głębokim na 1200 m betonowym szybie o średnicy 95 cm.

Do szybu wprowadzony jest stalowy płaszcz na głębokość 400 m., gdzie mogą

występować cieki wodne. Dodatkowa warstwa betonu zapobiega bezpośredniemu

przedostawaniu się osadu do wód gruntowych. Ciśnienie niezbędne do prowadzenia

procesu wynoszące od 85 do 110 barów uzyskuje się pod naporem hydrostatycznym

warstwy osadowej. Na dnie reaktora uzyskuje się temperaturę 280ºC.Reakcja utleniania

zaczyna się w temperaturze 175ºC, którą uzyskuje się w instalacji na określonej

głębokości. Osady ściekowe wprowadzane są przez rurę wewnętrzną. Na określonej

głębokości doprowadzony zostaje czysty tlen (około 300-900m) i przez wykorzystanie

kombinowanego systemu ogrzewająco-chłodzącego następuje rozruch. Rozprężanie,

odgazowanie odbywa się w dwóch stopniach tzn. zawiesina opuszcza reaktor przy
temperaturze 65ºC i ciśnieniu 15 barów i rozpręża się do ciśnienia atmosferycznego.

Następnie rozprężona zawiesina zostaje schłodzona do około 35ºC i doprowadzana jest

do prasy filtracyjnej, gdzie następuje proces filtracji bez udziału koagulantów. Powstały

osad ma uwodnienie około 50% i może być przerabiany dalej. Z kolei filtrat kierowany

jest do oczyszczania na oczyszczalni ścieków. Powstałe w procesie gazy pod względem

objętościowym stanowią tylko około 10% ilości powstającej przy otwartym spalaniu.

W celu oczyszczenia, gazy zostają poddane katalitycznemu utlenieniu w reaktorze ze

złożem stałym. Dzięki tej technologii istnieje określona alternatywa usuwania osadów

ściekowych, która prezentuje zalety ekologiczne i gospodarcze. Technologia ta została

wypróbowana w Stanach Zjednoczonych na skalę techniczną, a w Apeldoorn (Holandia)

zbudowano instalację prototypową. W trakcie prób na tej instalacji uzyskano wysoki

stopień redukcji masy substancji organicznych zawartych w osadach ściekowych [63].

Do popularnych instalacji należy instalacja ZIMPRO. W instalacji tej utlenianie

przebiega w temperaturze ok.250ºC-300ºC, pod ciśnieniem 70-150 bar. Do utleniania
zazwyczaj używa się powietrze, w wyjątkowych wypadkach tlen. Sprężone powietrze

wtłaczane jest do strumienia osadów. Mieszanina osadów i powietrza jest ogrzewana

w wymienniku, po czym przepływa przez reaktor pionowy gdzie następuje wymagany

stopień oksydacji. Większość związków zawartych w odpadach zostaje utleniona, inne

zmieniają swój charakter ze związków nierozkładalnych na związki biodegradalne. Proces

jest egzotermiczny. Ciepło wydzielające się w czasie reakcji chemicznych powoduje

ogrzanie dopływającego osadu do wymaganej temperatury za pomocą wymiennika

ciepła. Proces mokrego utleniania dla osadów zawierających różne zanieczyszczenia może

mieć indywidualne schematy operacyjne. Zastosowanie procesu powoduje redukcję

globalnego ChZT zawartego w osadzie o ok. 80%, zaś innych zanieczyszczeń typu fenole,

siarczki i merkaptany do granicy wykrywalności. Utleniony produkt może zostać

wykorzystany ponownie jako wsad do produkcji lub poddany dalszemu procesowi
oczyszczania metodą konwencjonalną [46].

Piroliza

Piroliza jest metodą transformacji termicznej substancji organicznych

w środowisku całkowicie pozbawionym tlenu bądź przy niewielkiej jego obecności,

w podwyższonej temperaturze. Proces ten prowadzi do wydzielania produktów, takich

jak: gaz, olej i koks pirolityczny, ma charakter endotermiczny [64]. W zależności od

temperatury prowadzenia procesu wyróżnia się pirolizę niskotemperaturową (450-700

i wysokotemperaturową (900-1100

C).

Proces pirolizy można podzielić również na:

- Slow pyrolysis – proces prowadzony w niskich temperaturach z dużym uzyskiem fazy

stałej,

- Fast pyrolysis – proces optymalizowany pod kątem uzysku dużej ilości ciekłych

i gazowych produktów.

W procesie pirolizy uzyskuje się:

- fazę gazową, tzw. gaz pirolityczny, który zawiera przede wszystkim parę wodną,

wodór, metan, etan i ich homologi, wyższe węglowodry alifatyczne (C

-C

), tlenek

i dwutlenek węgla oraz inne związki gazowe jak: H

S, NH

,HCl, HF, HCN.

fazę stałą, tzw. koks pirolityczny, substancje obojętne oraz pyły ze znaczną

zawartością metali ciężkich itp.

- fazę płynną, którą stanowią kondensaty wodne i oleiste, składające się z mieszaniny

olejów i smół, wody oraz składników organicznych [65].

Produkty ciekłe są złożoną miksturą węglowodorów i wymagają dalszego przetwarzania

przed wykorzystaniem. Z kolei wytwarzany gaz charakteryzuje się wyższą wartością

kaloryczną niż ten uzyskiwany w procesie zgazowania. Wartość ta kształtuje się na

poziomie 15-30 MJ/Nm

Składniki te mogą być przeznaczone do dalszego wykorzystania. Ilość i skład

powstających produktów zależy głównie od rodzaju i składu odpadów, górnego zakresu
stosowanych temperatur oraz czasu przebywania w reaktorze pirolitycznym [66].

Piroliza

może być prowadzona w:

- reaktorach szybowych i ze złożem fluidalnym, w których ruch masy odbywa się

pionowo,

- reaktorach obrotowych oraz piecach przepychowych i innych piecach dwukomorowych

z kontrolowanym powietrzem, w których ruch masy odbywa się poziomo lub wsad się

nie przemieszcza [66].

Reaktory te mogą pracować pod ciśnieniem atmosferycznym albo pod obniżonym lub

zwiększonym ciśnieniem.

W termicznym przetwarzaniu odpadów piroliza jest wykorzystywana do:

- unieszkodliwiania odpadów z bezpośrednim spaleniem (dopaleniem) powstałego gazu

procesowego (pirolitycznego) oraz uzyskaniem mało toksycznej fazy stałej (popiołu

lub żużla albo bogatego w węgiel koksu pirolitycznego),

- wytworzenie z odpadów gazu opałowego i ewentualnie także paliwa stałego

lub płynnego, nadających się do spalania w urządzeniach energetycznych,

- wydzielenie z odpadów cennych związków chemicznych możliwych do zastosowania

w różnych procesach przemysłowych.

Na procesie pirolizy oparta jest technologia Oil From Sludge [67] Istotą tego procesu

jest poddawanie osadów ściekowych o zawartości 95% suchej masy, działaniu

temperatury 450

C przez okres dłuższy niż 30 minut przy ciśnieniu atmosferycznym.

W wyniku tego działania następuje chemiczne przekształcenie organicznych związków

zawartych w osadach w proste łańcuchy węglowodorowe i stałe produkty zwęglania.

W procesie tym powstają również gazy niekondensujące się NCG, które wraz z ze stałymi

produktami zwęglania mogą być źródłem energii niezbędnej do suszenia osadów.

Otrzymana natomiast ciecz węglowodorowa może stanowić surowiec wtórny do

wykorzystania w przemyśle chemicznym lub petrochemicznym.

Układ przeróbki osadów w procesie OFS sprowadza się do 5 etapów:

•

mechaniczne odwadnianie osadów,

•

suszenie osadów,

•

przekształcenie substancji organicznych zawartych w osadach metodą OFS,

•

otrzymanie stałych produktów zwęglania,

•

odzysk energii podczas spalania stałych produktów zwęglania i gazów oraz

oczyszczanie gazów w suszarni i ich kontrola.

Układ ten pozbawiony jest instalacji do usuwania z osadów organizmów patogennych,

gdyż wirusy i bakterie są całkowicie niszczone w procesach: suszenia, pirolizy, spalania.

O wydajności procesu OFS decyduje wielkość otrzymanych produktów. Skład

chemiczny oraz ich własności paliwowe determinują możliwość wykorzystania

otrzymanego kondensatu w przemyśle, a także możliwość odzysku ciepła przez spalanie

koksiku i dopalanie powstałych w procesie gazów. Zawartość substancji organicznych w

osadzie poddawanym termicznej utylizacji decyduje o wartości opałowej powstałych

produktów. Na odprowadzenie wody potrzeba, dużych ilości ciepła, czyli energii, która

musi pokryć wartość opałową związków organicznych zawartych w osadzie. Wskutek

fermentacji osad traci około połowy swej wartości opałowej, którą oddaje w postaci gazu.

Jednak zmniejsza się przy tym zawartość wody, a gazy z fermentacji, jeżeli nie są

używane do ogrzewania komór, stanowią dodatkowy materiał opałowy. Z tego względu

przefermentowany osad nadaje się do termicznej przeróbki równie dobrze jak i surowy.

Wysokie koszty budowy i eksploatacji komór fermentacyjnych przemawiają jednak za
stosowaniem odwodnionego osadu surowego, co w ogólnym bilansie kosztów przeróbki

i utylizacji osadów przynosi znaczne oszczędności. Za stosowaniem osadu surowego

w technologii OFS przemawiają również efekty prowadzonych badań wg których różna

jest wydajność procesu z surowych i po termicznej przeróbce osadów. Produkcja

węglowodorów w formie płynnej jest znacznie wyższa z osadów surowych niż z osadów

przefermentowanych. Podobnie kształtuje się wartość oznaczonej lepkości względnej.

Natomiast ilość stałych produktów zwęglania jest znacznie niższa. Z osadu surowego

uzyskuje się 44-66% koksiku, a z osadu przefermentowanego 41-73%. Ilość gazu

powstałego po kondensacji oraz wody poreakcyjnej nie zależy od rodzaju osadu.

W chwili obecnej brak jednak informacji o działającej w dużej skali aplikacji

przemysłowej.

Zgazowanie

Zgazowanie polega na przekształceniu w wysokich temperaturach węgla

zawartego w danym surowcu lub paliwie stałym w paliwo gazowe, składające się głównie

z tlenku i dwutlenku węgla, wodoru, metanu, azotu i pary wodnej. W odróżnieniu od

procesu odgazowania, zgazowanie odbywa się najczęściej przy pewnym udziale tlenu

(dostarczającego energię) i wody. Procesy pirolizy i zgazowania znajdują powszechne

zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Procesem zgazowania obejmuje się

głównie paliwa stałe (węgiel kamienny, lub brunatny) w celu wytworzenia

niskokalorycznego gazu opałowego, gazu syntezowego wykorzystywanego w przemyśle

chemicznym lub gazu wysokometanowego (po dodatkowej metanizacji katalitycznej),

który może być skierowany bezpośrednio do sieci gazociągowej. Zgazowanie można

prowadzić różnymi metodami oraz w różnych warunkach ciśnienia i temperatury, ale

przeważnie odbywa się to z udziałem określonych ilości tlenu i pary wodnej. W procesie

tym zachodzą głównie reakcje węgla z parą wodną i tlenem oraz z powstającym
dwutlenkiem węgla i wodorem, a także reakcje wtórne pomiędzy wytwarzającym się

tlenkiem węgla a para wodną [66].

Ostatnio stosowanym rozwiązaniem w zakresie unieszkodliwiania osadów

ściekowych spotykanym na oczyszczalniach ścieków jest budowa własnych kotłowni

zbudowanych na bazie kotłów c.o. opalanych osadem ściekowym. Tego typu rozwiązanie

zostało zastosowane m.in. w Polsce na oczyszczalni ścieków w Swarzewie [68], gdzie

osady ściekowe poddaje się procesowi zgazowywania. Proces prowadzony jest

w kotłach wyprodukowanych w elbląskiej firmie FUWI Gaz. Firma FUWI zajmowała się

głównie produkcją kotłów do zgazowywania mokrego drewna w szczapach. Obecnie

podjęła produkcję kotłów do zgazowywania osadów ściekowych, z pełną atestacją

urządzeń i opatentowaniem rozwiązań. W przypadku Swarzewa zainstalowano kocioł

grzewczy wodny niskotemperaturowy typu E/I-OS o mocy 0,3 MW opalany paliwem,

które stanowią osady z domieszką miału węglowego w stosunku masowym 2/3 osady

i 1/3 węgiel. Mieszanka ta ma ciepło spalania około 12 MJ/kg. Ciepło spalania jest około

dwukrotnie niższe niż przy miale węglowym, natomiast wilgotność mieszanki jest ponad
2,5-krotnie wyższa. Kocioł ma konstrukcję stalową w kształcie prostopadłościanu,

stojącą, wyposażoną w dyszę i regulację powietrza do spalania lotnych części osadów

oraz w aparaturę sterująco-zabezpieczjącą. Kocioł spawany jest z blach o grubości 4 i 6

mm, ocieplony wełną mineralną i obudowany blachą 1 mm. Główne zespoły kotła to:

komora zgazowania, komora spalania, wymiennik ciepła, stabilizator spalin oraz zespół

sterująco-zabezpieczający.

Spaliny uzyskane w trakcie procesu wykorzystywane są do ogrzewania komory

paleniskowej oraz wodnych ścian płaszcza kotła. Ruszt wykonany jest ze stalowych rur,

przez które przepływa woda chłodząca. Powietrze do spalania doprowadzane jest

wentylatorem, który jest sterowany automatycznie dwoma regulatorami temperatury.

Czujnik temperatury wody umieszczony jest w króćcu wody gorącej. Czujnik temperatury

spalin umieszczony jest w kominie. Zamknięty cykl spalania trwa do 12 godzin i polega

na zgazowaniu i spaleniu substancji organicznych zawartych w osadach ściekowych

wzbogaconych miałem węglowym. Po zamknięciu pieca spalanie przeprowadza się

warstwowo od góry ku dołowi. Równomierne spalanie uzyskuje się poprzez strefowo

nadmuchiwane powietrze na obwodzie komory spalania. Powstające w procesie

wytlewania gazy gromadzą się w górnej części komory spalania, mieszają się tu

z doprowadzanym powietrzem, a następnie przeprowadza się je przez ceramiczny

stabilizator, przez co osiąga się całkowite spalanie wszystkich gazów i dezodoryzację

spalin. Temperatura stabilizatora kształtuje się na poziomie 1400

Na oczyszczalni ścieków w Balingen (Niemcy) istnieje stacja pilotowa

zgazowania osadów ściekowych [69]. Instalacja ta posiada maksymalną

przepustowość 150 kg/h. Do gazyfikatora wprowadzane są osady wysuszone do 85%

s.m. Kluczowym elementem jest reaktor pracujący w temperaturze 880ºC

charakteryzujący się długim czasem kontaktu w celu zapewnienia całkowitej destrukcji

części smołowych. Czynnikiem zgazowującym jest powietrze podgrzane do temperatury

350ºC. Gaz opuszczający reaktor wstępnie ulega chłodzeniu poprzez wymiennik ciepła,

służący do podgrzewania świeżego powietrza, a następnie wprowadzany jest do wieży

chłodniczej gdzie gaz jest schładzany poprzez spryskiwanie wodą oraz poprzez

ogrzewanie nowych partii osadów wprowadzanych do reaktora gazyfikacji. Kondensacji

pary w gazie udało się uniknąć stosując profile temperaturowe. Zadaniem wieży jest

również związanie związków organicznych, w szczególności części smołowych
i zawrócenie ich z powrotem do reaktora. Zarówno gaz oraz osady ściekowe w wieży

kierowane są z góry na dół przy czym gaz kierowany jest na filtry. Za filtrem gaz jest

częściowo schładzany i skraplany. Częściowe osuszenie gazu poprawia znacząco jakość

gazu. Skropliny są oczyszczane za pomocą filtra z węglem aktywnym i zawrócone do

wieży, poprawiając bilans wodny. Gaz jest dostarczany do silnika, który jest również

nową konstrukcją pozwalającą na bezpośrednie spalanie gazu niskokalorycznego.

W trakcie rozpoczynania ora zamykania pracy instalacji gaz może być spalany

w pochodni gazowej zanim wytworzony gaz nie uzyska stałej jakości.

System Krepro

Innym sposobem termicznego unieszkodliwiania osadów ściekowych może być system

Krepro proponowany przez szwedzką korporację Kemira Group. Proponowana metoda
prowadzi do otrzymania z osadów ściekowych :

•

frakcji fosforowych w formie nawozu fosforowego,

•

biopaliwa,

•

wytrąconych chemikali,

•

węgla organicznego.

Zasada działania procesu Krepro polega na prowadzeniu zagęszczonego osadu przez

zbiornik mieszania wstępnego, do którego dostarczany jest kwas siarkowy w celu

utrzymania stałego odczynu pH=1,5-2. Jest to zbiornik hydrolizujący. Po procesie

hydrolizy osad jest podgrzewany w wymienniku ciepła do temperatury około 100

C, skąd

prowadzony jest do reaktora.

W reaktorze w temperaturze 140

C i przy ciśnieniu 4 barów następuje reakcja

rozkładu – degradacji w czasie 30-45 minut. Po upływie tego czasu osad schładzany jest

do temperatury około 50

C, a następnie podawany do zbiornika rozprężającego.

Po zbiorniku osad przepływa na wirówkę dekantacyjną, w której następuje oddzielenie

masy organicznej od rozpuszczonych w cieczy metali i fosforanów. Otrzymana masa

organiczna stanowi produkt o wysokich walorach energetycznych, zaś filtrat podawany

jest procesowi alkalizacji z udziałem soli żelaza i w efekcie wytrącone zostają związki

fosforu w postaci fosforanu żelazowego. Otrzymany fosforan żelazowy podawany jest do

odwadniania do wartości suchej masy około 35%. Frakcja ta zawiera niskie stężenie

metali ciężkich i może być użyta wprost jako nawóz, zaś filtrat z tej wirówki, którego

zawartość stanowi głównie odzyskany koagulant jest zawracany do procesu oczyszczania

ścieków [70].

Technologie wykorzystujące procesy pirolizy, zgazowania i spalania

Celem nadrzędnym technologii WGT, w odróżnieniu od technologii OFS, jest

produkcja czystego wysokokalorycznego gazu pirolitycznego. Proces WGT jest procesem
hybrydowym łączącym zgazowanie z pirolizą. Podsuszone osady wprowadzane są do

zbiornika, pełniącego rolę dozownika, do którego doprowadzany jest gaz inertny celem

wyeliminowania tlenu w procesie. Następnie osady kierowane są do poziomego,

cylindrycznego, obrotowego reaktora, który jest pośrednio ogrzewany do temperatury

750-850

C. Zastosowanie tej temperatury powoduje zgazowanie substancji organicznej,

tak że otrzymany gaz jest „krakowany” do postaci wodoru i węglowodorów o krótkich

łańcuchach. Powstały w procesie koksik jest oddzielany w gorącym cyklonie, a gaz

pirolityczny przed oczyszczaniem jest poddawany procesowi schładzania. Wartość

kaloryczna otrzymanego gazu jest ściśle uzależniona od wsadu oraz parametrów

procesowych. W przypadku osadów surowych o zawartości 70-80% substancji

organicznych wartość ta wynosi ok. 28-32 MJ/Nm

Technologia The Sekundärrohstoff Verwertungszentrum [71] łączy proces pirolizy,

spalania i zgazowania. Technologia ta jest przystosowana do przetwarzania odpadów z

tworzyw sztucznych, elektronicznych, niebezpiecznych oraz wysuszonych osadów
ściekowych. Po odzyskaniu składników metalicznych odpady są kruszone, mielone,

kompresowane i poddawane zgazowaniu przy temperaturze 1300

C. Gazy z procesu po

oczyszczeniu z lekkich olejów i smoły służą do produkcji metanolu i energii. Technologia
ta posiada instalację w miejscowości Schwarze Pumpe o wydajności ok. 400000 Mg/rok

dla mieszanki: odpady –węgiel (w tym około 50 000 Mg osadów ściekowych).

Technologia Krupp Uhde PreCon wykorzystuje proces zgazowania. Skruszony materiał

po usunięciu części metalicznych i składników nieorganicznych jest suszony do zawartości

10% wilgoci i wprowadzany do reaktora ze złożem fluidalnym pracującym przy

temperaturze 700-1000

Technologia Schwel – Brenn – Verfahren przeznaczona do przekształcania odpadów

komunalnych, wykorzystuje procesy pirolizy i wysokotemperaturowego spalania.

Skruszone odpady stałe mogą być mieszane z wysuszonymi osadami ściekowymi

i podawane do pieca obrotowego, gdzie następuje proces pirolizy przy temperaturze

450

C. Pozostałości poprocesowe, w których jest około 30 % węgla, podaje się do kotła

gdzie wraz z gazem poprocesowym podlegają spaleniu przy temperaturze około 1300

Odzyskiwane ciepło jest zużywane do podgrzewania odpadów i wytwarzania energii.

Technologia ta obecnie została zaniechana przez koncern Simensa po niepowodzeniu

instalacji w Fürth.

Technologia Recycled Clean Products ma oddzielne kotły do zeszkliwiania i spalania

oraz dodatkowy etap do odzysku produktów. Osady ściekowe mogą tutaj stanowić

10-15% całości wsadu. Pozostałość w postaci żużla jest dobrym dodatkiem do produkcji
cementu. Gaz uzyskiwany w kotle do odzysku produktów przechodzi do złoża fluidalnego,

gdzie jest gwałtownie chłodzony przez materiał złoża do 1000

C i spalany. Metale ciężkie

podczas tego etapu są zatrzymywane w jednostce oczyszczania gazów.

Technologia The Noell Conversion wymaga zgazowania a następnie pirolizy. Proces

zgazowania prowadzony jest pod wysokim ciśnieniem, powyżej 3,5 MPa i wysokiej

temperaturze, powyżej 2000

C. W kolejnym etapie odpady są kruszone i poddawane

pirolizie przy temperaturze 550

C, po czym nastepuje oddzielenie kamieni i metali.

Zatrzymany materiał jest mielony i poddawany gazyfikacji. Gaz pirolityczny jest
chłodzony w celu oddzielenia kondensatu i skompresowany kierowany jest do palnika.

Metoda Thermoselect posiada 3 aplikacje w skali technicznej (Karlsruhe – 225 000

Mg/rok, Chiba i Mutsu w Japonii – 60000 – 80000 Mg/rok) jest to quasi-pirolityczna

instalacja do termicznego unieszkodliwiania odpadów komunalnych. Istotą jej działania

oparta jest na szeregowym wykorzystaniu procesu pirolizy i procesu zgazowania jej

stałego produktu. Proces rozpoczyna się zagęszczaniem, prasowaniem odpadów, w celu

utworzenia pakietów, które transportowane są do kanału o temperaturze 600

w którym następuje skoksowanie i odparowanie wody. W wyniku tego procesu uzyskuje

się koks, który z mineralnymi i metalicznymi pozostałościami scala się w brykiety.

Następnie scalone brykiety podawane są do reaktora, gdzie w temperaturze 2000

i z dopływem czystego tlenu następuje zgazowanie węgla. Pozostałe składniki ulegają

stopieniu, a po schłodzeniu mają postać surówki metali oraz materiałów mineralnych.

Materiały mineralne w postaci granulatu mogą znaleźć zastosowanie przy budowie dróg
jako dodatek do asfaltu. Metale ciężkie zostają scalone w materiale mineralnym przez co

są trudne do wypłukania. Wysoka temperatura w reaktorze niszczy związki organiczne,

w tym dioksyny i furany. Spaliny o temperaturze 1200

C są uderzeniowo chłodzone wodą

do 90

C. Gwałtowny sposób chłodzenia oraz brak tlenu uniemożliwia ponowne

powstawanie dioksyn i furanów. Uzyskany gaz po oczyszczeniu w wielostopniowej kąpieli

i dodatkowo oczyszczony węglem aktywnym może być wykorzystywany do wytwarzania

energii elektrycznej czy ogrzewania.

Technologia ta wymaga jednak bardzo kalorycznych osadów i posiada bardzo niską
sprawność energetyczną ok.11% (wg Pająka).

5. PROPONOWANE METODY OSTATECZNEGO ZAGOSPODAROWANIA

OSADÓW ŚCIEKOWYCH

Realizacja procesu oczyszczania ścieków w małych, średnich i dużych

oczyszczalniach ścieków wymaga zastosowania określonych procesów w zakresie

gospodarki osadowej. Ostateczne zagospodarowanie osadów ściekowych musi być

poprzedzone procesami przeróbki osadów, w wyniku których osiąga się przede wszystkim

ich stabilizację oraz odwodnienie. Do procesów przeróbki osadów ściekowych

realizowanych na oczyszczalni ścieków należą: zagęszczanie, stabilizacja, odwadnianie,

wapnowanie, suszenie.

Po procesach przeróbki osady muszą być ostatecznie zagospodarowane. Zgodnie z

ustawą z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach posiadacz odpadów jest obowiązany w

pierwszej kolejności do poddania ich odzyskowi, a jeżeli z przyczyn technologicznych jest

on niemożliwy lub nie jest uzasadniony z przyczyn ekologicznych lub ekonomicznych, to

odpady należy unieszkodliwiać w sposób zgodny z wymaganiami środowiska oraz planami
gospodarki odpadami. Pod pojęciem odzysku rozumie się wszelkie działania

niestwarzające zagrożenia dla życia, zdrowia ludzi lub dla środowiska, polegające na

wykorzystaniu odpadów w całości lub w części, lub prowadzące do odzyskania z odpadów

substancji, materiałów lub energii i ich wykorzystania, określone w załączniku nr 5 do

ustawy (oznaczone symbolem R). Pod pojęciem unieszkodliwiania odpadów rozumie się

poddanie odpadów procesom przekształceń biologicznych, fizycznych lub chemicznych

określonym w załączniku nr 6 do ustawy (oznaczone symbolem D), w celu

doprowadzenia do stanu, który nie stwarza zagrożenia dla życia, zdrowia ludzi lub dla

środowiska.

Ostateczne zagospodarowanie osadów ściekowych może być realizowane w

procesach:

rolniczego wykorzystania do nawożenia gleb i roślin – bezpośrednio lub po
przekompostowaniu osadów,

rekultywacyjnego wykorzystania - bezpośrednio lub po przekompostowaniu

osadów,

termicznego przekształcania, przy czym powstające odpady wtórne są

wykorzystywane lub składowane (w zależności od rodzaju osadów oraz procesu

termicznego przekształcania)

składowania.

6. PODSUMOWANIE

Przeprowadzona w opracowaniu analiza technik przetwarzania osadów ściekowych

pozwala na stwierdzenie, iż każda z omawianych technologii ma swoje wady

i zalety. Wybór konkretnej metody uzależniony jest od analizy wielu czynników,

uwarunkowań lokalnych i obowiązujących aktów prawnych.

Analiza jakości osadów przeprowadzona w opracowaniu pozwala na stwierdzenie,

że osady generalnie nie spełniają norm dotyczących ich rolniczego wykorzystania.

Metalami limitującymi ten sposób wykorzystania są przede wszystkim kadm i cynk, także

ołów i nikiel, a w przypadku osadów z niektórych oczyszczalni także kadm i rtęć. Jednak

te osady kwalifikują się w większości do przyrodniczego wykorzystania w celach

rekultywacyjnych.

Dokument roboczy UE dotyczący osadów ściekowych w okresie długofalowym

przewiduje znaczne zaostrzenie dopuszczalnych poziomów zawartości metali ciężkich.

W efekcie może to spowodować ograniczenia w przyrodniczym wykorzystaniu osadów

ściekowych. Jednak nie wykluczy go całkowicie, gdyż zdaniem autorów na obszarach

gdzie wytworzone osady ściekowe spełniają określone wymogi, znajdą się potencjalni

odbiorcy i odpowiednie tereny, przyrodnicze wykorzystanie osadów powinno być

realizowane.

Zdaniem autorów w warunkach polskich możliwe jest stosowanie metod

termicznych unieszkodliwiania osadów ściekowych przy zastosowaniu technologii

spełniających wymagania rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie emisji z

instalacji oraz rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie wymagań dotyczących

prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów oraz w sprawie rodzajów

odpadów innych niż niebezpieczne oraz rodzajów instalacji i urządzeń, w których
dopuszcza się ich termiczne przekształcanie. Realizacja inwestycji dotyczących

termicznych metod przekształcania osadów musi być poprzedzona wnikliwa analizą

techniczno-ekologiczno-ekonomiczną. Inwestycje te musza być zaplanowane dla

określonych obszarów.

Podstawowym kryterium, które będzie decydowało o wyborze metody są nakłady

inwestycyjne, a także koszty eksploatacyjne. Stosunkowo niedrogą metodą jest

przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych, ograniczane jednak coraz ostrzejszymi

normami prawnymi. Dlatego obecnie występują tendencje skłaniające ku termicznym

metodom przeróbki osadów ściekowych, które charakteryzują się jednak wyższymi

kosztami inwestycyjnym i eksploatacyjnymi. Suszenie osadów ściekowych jako metoda

pośrednia, umożliwia ich przyrodnicze wykorzystanie (jeżeli pozwala na to ich skład) bądź

pozwala na ich dalszą przeróbkę w procesie spalania.

O ile nakłady inwestycyjne dla poszczególnych technologii nie są na ogół dostępne

i stanowią tajemnicę oferenta, to koszty eksploatacyjne poszczególnych rodzajów metod

(technologii) można określić, biorąc pod uwagę dane literaturowe [39]:

Metoda unieszkodliwiania

osadów ściekowych

Koszt

Składowanie osadów ściekowych

Suszenie osadów ściekowych

Wykorzystanie osadów ściekowych do rekultywacji

gruntów

Wykorzystanie w rolnictwie osadów ściekowych

Kompostowanie osadów ściekowych

40-300 euro/Mg

150-400 euro/Mg

75-200 euro/Mg

120-400 euro/Mg

*przyjęto takie jak w rolnictwie

W pracy starano się dokonać oceny techniczno-ekonomiczno-ekologicznej dwóch

metod suszenia osadów ściekowych.

W stosunku do metody składowania osadów ściekowych autorzy opracowania są

bardzo ostrożni z uwagi na Dyrektywy UE .

Dokumentem regulującym zasady składowania odpadów w Unii Europejskiej jest

dyrektywa 1999/31/EC. Celem przyjęcia dyrektywy było min. ograniczenie wytwarzania

biogazu na składowiskach odpadów poprzez ograniczenie ilości odpadów ulegających

biodegradacji. Biogaz wytwarzany na składowiskach odpadów jest źródłem emisji metanu

do atmosfery, przyczyniającego się do wzrostu efektu cieplarnianego. Z definicji

podanych w art.22 dyrektywy wynika, że osady ściekowe, jako odpady ulegające

biodegradacji, nie mogą zostać zaliczone do odpadów obojętnych. Zostały także

wyłączone z pojęcia „odpady płynne”. Z zakresu działania tej dyrektywy wyłączono
rozrzucanie osadów ściekowych na glebie w celu jej użyźnienia lub rekultywacji, w tym

szlamu kanalizacyjnego i osadów z oczyszczalni ścieków oraz podobnej materii. W myśl

tej dyrektywy składowanie osadów ściekowych powinno być ograniczone z uwagi na dużą

zawartość substancji organicznych ulegających rozkładowi.

Wg hierarchii określonych celów w zakresie gospodarowania osadami w myśl

ustawy o odpadach do składowania mogą być kierowane tylko te odpady, których

unieszkodliwianie w inny sposób było niemożliwe z przyczyn ekologicznych lub

ekonomicznych. W ustawie określono szereg zakazów, przy czym najważniejszy wydaje

się ten, mówiący o tym, że zakazuje się składowania odpadów występujących w postaci

ciekłej, w tym odpadów zawierających wodę w ilości powyżej 95% masy całkowitej

z wyłączeniem szlamów.

Odnosi

się to także do metod dotyczących wykorzystania osadów ściekowych w

rolnictwie a także do rekultywacji terenu. W tym drugim przypadku – rekultywacja

osadów zagadnienia formalne i prawne porusza oprócz ustawy o odpadach, także ustawa

o nawożeniu i nawozach oraz w sprawie warunków wykorzystania kompostu.

Dlatego też wydaje się celowym rozważenie metody przekształceń termicznych

osadów ściekowych, które w zasadzie nie są omówione odrębnie. W tym zakresie

projektanci, jak również inwestorzy, kierują się przepisami określonymi w ustawie z dnia

27 kwietnia 2001 r. o odpadach, a dotyczących rozdziału 6, w którym napisano, że

termiczne przekształcanie osadów ściekowych może mieć miejsce w spalarniach odpadów

niebezpiecznych, spalarniach odpadów innych niż niebezpieczne i komunalne, a także

w spalarniach odpadów komunalnych. Dodatkowo, w przypadku odpadów innych niż

niebezpieczne (do nich zalicza się komunalne osady ściekowe) dopuszcza się ich

termiczne przekształcenie w instalacjach innych niż spalarnie odpadów.

Ujęte to zostało w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 r.

w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania

odpadów. W rozporządzeniu tym określono wymagania dotyczące prowadzenia procesów

termicznego przekształcania, w tym spalania. Jednocześnie oprócz tego, do osadów

ściekowych odnoszą się przepisy zawarte w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 29

stycznia 2002 r. w sprawie rodzajów odpadów innych niż niebezpieczne oraz rodzajów

instalacji i urządzeń, w których dopuszcza się ich termiczne przekształcanie. W

rozporządzeniu tym pod kodem 19 08 05 umieszczono ustabilizowane komunalne osady

ściekowe, które mogą być przekształcane termicznie w piecach cementowych

obrotowych, piecach wapienniczych obrotowych lub w kotłach energetycznych i

przemysłowych o mocy powyżej 50 MW.

W opracowaniu zwrócono uwagę na metodę suszenia osadów ściekowych, która

wydaje się na obecnym etapie jedną z metod, którą można zalecić do stosowania.

Jednocześnie można zauważyć, że suszenie osadów ściekowych jest metodą, którą

można dalej prowadzić w kierunku spalania czy zgazowania a także wykorzystania w

rolnictwie. To ostatnie zastosowanie jest jednak związane z ryzykiem dotyczącym

zanieczyszczeń, które po procesie suszenia dalej w osadzie pozostają. Dotyczy to metali

ciężkich jak również zanieczyszczeń organicznych. Jednakże wydaje się, że zalety tego

procesu przeważają nad wadami.

Do podstawowych wad tego procesu niewątpliwie należy duże zapotrzebowanie na

energię. By je zmniejszyć prowadzi się analizy dotyczące celowości wykorzystania

wysuszonych osadów jako paliwa nie tylko np. w cementowniach, ale także

w ciepłowniach czy elektrociepłowniach. Oczywiście powstaje tu także ryzyko dotyczące
sposobów oczyszczania spalin, a także możliwości spalania innych odpadów. Te cele

przemysłowe są warte rozważenia pomimo tego, że spalanie budzi protesty społeczne.

W tym zakresie wydaje się celowym prowadzenie szerokiej konsultacji społecznej

dotyczącej nieuzasadnionych obaw dotyczących zdrowotnego charakteru metody.

Zaletą jednak, jest w zasadzie możliwość wykorzystania osadów ściekowych

wysuszonych do każdego procesu: zgazowania, spalania, kompostowania, wykorzystania

rolniczego. Jednocześnie wysuszone osady ściekowe nadają się do transportu i nie

stwarzają zagrożenia sanitarno-epidemiologicznego.

136

7. Materiały wykorzystane do opracowania:

1. Krajowy Program Oczyszczania Ścieków Komunalnych – projekt, materiały

niepublikowane

2. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 listopada 2002 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.2002.212.1799)
Zał.nr4 „Sektory przemysłowe, z których odprowadzane są ścieki biologicznie
rozkładalne”

3. Ochrona Środowiska 2000, Główny Urząd Statystyczny, Informacje i opracowania

statystyczne, Warszawa 2001.

4. Ochrona Środowiska 2001, Główny Urząd Statystyczny, Informacje i opracowania

statystyczne, Warszawa 2002.

5. Ochrona Środowiska 2002, Główny Urząd Statystyczny, Informacje i opracowania

statystyczne, Warszawa 2003

6. Plan gospodarki odpadami dla województwa dolnośląskiego,

www.umwd.pl

7. Plan gospodarki odpadami dla województwa kujawsko-pomorskiego,

www.kujawsko-

pomorskie.pl

8. Plan gospodarki odpadami dla województwa lubelskiego,

www.lubelskie.pl

9. Plan gospodarki odpadami dla województwa lubuskiego,

www.lubuskie.pl

10. Plan gospodarki odpadami dla województwa łódzkiego,

www.lodzkie.pl/lodzkie/srod/wpgo_wl.pdf

11. Plan gospodarki odpadami dla województwa małopolskiego,

www.malopolsla.pl/ochrona+srodowiska/aktualnosci/programy/wpgo.htm

12. Plan gospodarki odpadami dla województwa mazowieckiego,

www.mazovia.pl

13. Plan gospodarki odpadami dla województwa opolskiego,

www.umwo.opole.pl

14. Plan gospodarki odpadami dla województwa podkarpackiego,

www.pbpp.podkarpackie.pl

15. Plan gospodarki odpadami dla województwa podlaskiego,

www.wrotapodlasia.pl/pl/ochrona_srodowiska/programy_plany/

16. Plan gospodarki odpadami dla województwa pomorskiego,

www.woj.-pomorskie.pl

17. Plan gospodarki odpadami dla województwa śląskiego,

www.silesia-

region.pl/planrozwoju/gospodarkaodpadami

18. Plan gospodarki odpadami dla województwa świętokrzyskiego,

www.sejmik.kielce.pl/wpgo/pdf/wpgo2003.pdf

19.

Plan gospodarki odpadami dla województwa warmińsko-mazurskiego,

www.warmia.mazury.pl

20.

Plan gospodarki odpadami dla województwa wielkopolskiego,

www.wielkopolska.mw.gov.pl

21. Plan gospodarki odpadami dla województwa zachodniopomorskiego,

www.bip.um-

zachodniopomorskie.pl

22. Gospodarka osadami w województwie zachodniopomorskim – raporty techniczne,

www.osady

.net.p

23. Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w województwie podkarpackim. WIOŚ

w Rzeszowie, Biblioteka Monitoringu Środowiska.

24. Krajowy plan gospodarki odpadami (Monitor Polski, Dziennik Urzędowy RP, nr 11,

Uchwała Nr 219 Rady Ministrów z dnia 29 października 2002 r. w sprawie krajowego
planu gospodarki odpadami.

25. Joergensen Per Elberg, Christensen Knud, Morks Andrzej: Plany gospodarki osadami

ściekowymi, Poradnik praktyczny, kwiecień 2003, wydawca: Stowarzyszenie Gmin
„Ekorozwój Dorzecza Narwi”, Łomża.

26. Pająk T., Wielgosiński G.: Współczesne technologie suszenia i spalania osadów

ściekowych – kryteria i uwarunkowania wyboru technologii, Nowe spojrzenie na osady
ściekowe – odnawialne źródła energii, Międzynarodowa konferencja naukowo-
techniczna, 3-5 lutego 2003 Częstochowa, 491-500 str.

137

27. Pająk T.: Spalanie i współspalanie osadów ściekowych – podstawowe uwarunkowania,

mat. V Międzynarod. Konf. nt. Osady ściekowe i odpady komunalne –
zagospodarowanie, spalanie i współspalanie, Organizator: Grupa Konsultingowo-
Projektowa ABRYS, Szklarska Poręba, wrzesień 2002, 123-131

28. Pająk T.: spalanie i współspalanie osadów ściekowych, Zeszyty komunalne,

1(01)2003 str. 35-42

29.

Aiba S., Humprey A.E., Millis N.F.: Inżynieria biochemiczna. Wydanie II. WNT
Warszawa 1977

30. Kunicki-Goldfinger W.: Życie bakterii. PWN Warszawa 1994
31. Reimers R.S., Oleszkiewicz J.A., Goldstein G.L.: Podstawy chemicznej higienizacji

osadów. Mat. Międzynar. Seminarium Szkoleniowego nt.: Podstawy oraz praktyka
przeróbki i zagospodarowania osadów. LEM Kraków 1998

32. Marcinkowski T.: Odkażanie osadów ściekowych tlenkiem wapniowym. Gaz, Woda i

Technika Sanitarna. Nr. 5 LXI, 1995

33. Bernacka J. i inni: Zastosowanie wapna w procesie higienizacji przefermentowanych

osadów ściekowych. Mat. Konf. nt.: Eksploatacja oczyszczalni ścieków. Sielpia 1985

34. Oleszkiewicz J.: Gospodarka osadami ściekowymi. Poradnik decydenta. LEM s.c.

Kraków 1998

35. Christy R.W.: Sludge Disposal Using Lime. Water and Environment & Technology,

1990

36. Materiały reklamowe firmy EMO
37. Nastaj S: Wykorzystanie kompostów i innych materiałów organicznych w procesie

utylizacji osadów ściekowych. Mat. Konf.Nauk.Tech. nt.: Kompostowanie i
użytkowanie kompostu. Puławy-Warszawa 1999

38. Koć J.: Wapienne uzdatnianie osadu z oczyszczania ścieków w Mińsku Mazowieckim.

Mat. II Konf. Nauk.-Tech. nt.: Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych. Puławy-
Lublin-Jeziórko 1997

39.

Zarzycki R., Wielgosiński G.: Osady ściekowe – najważniejsze problemy
zagospodarowania. Techniczne problemy zarządzania środowiskiem w Łodzi pod
redakcją Romana Zarzyckiego. PAN oddział w Łodzi Komisja Ochrony Środowiska i
Gospodarki Wodnej, 2003, str.139-165

40. Bączalska D., Ocena możliwości składowania skratek pochodzących z Grupowej

Oczyszczalni Ścieków we Włocławku na miejskim wysypisku komunalnym, Materiały
Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Osady ściekowe w praktyce, Częstochowa-
Ustroń 1998

41.

Siuta J., Warunki i sposoby przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych,
Materiały Międzynarodowego Seminarium Szkoleniowego nt. Podstawy oraz praktyka
przeróbki i zagospodarowania osadów, Kraków 1998

42.

Siuta J., Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych, Materiały Konferencji
Naukowo-Technicznej nt. Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych, Puławy-
Lublin-Jeziórko 1997

43. Cofta J., Kompostownia systemu DANO, Przegląd Komunalny 1998, nr 9
44.

Gromiec M.J., Korczak-Niedzielska M.: Wykorzystanie suszonych termicznie
komunalnych osadów ściekowych, Mat.Konf. Nauk.-Tech. nt. Osady ściekowe –
technologie, wspomaganie decyzji, Częstochowa 2000

45.

Korczak-Niedzielska M., Gromiec M.J., Suszenie osadów ściekowych, Mat. Konf.
Nauk.-Techn. nt. Osady ściekowe w praktyce, Częstochowa-Ustroń 1998

46.

www.veoliawatersystem.pl

47. Prospekt reklamowy firmy KLEIN
48. Prospekt reklamowy firmy SWISS COMBI TECHNOLGY
49.

Prospekt reklamowy suszarni słonecznych firmy THERMO-SYSTEM,

www.thermo-

system.com

50. Materiały własne Instytutu Inżynierii Środowiska
51. Materiały własne Instytutu Inżynierii Środowiska
52. Kniotek W.: Instalacje do termicznej utylizacji osadu nadmiernego w oczyszczalni

ścieków w Nowym Targu. Przegląd Komunalny 1/136 z 2003 r.

138

53.

Schubering A., Kompleksowe rozwiązanie problemu odwadniania szalmu, aż do
uzyskania suchego granulatu, Symp. Nauk.-Tech. nt. Nowoczesne technologie
ochrony środowiska w Austrii, Warszawa 1992

54.

Oleszkiewicz J.A., Reimers R.S., Suszenie osadów ściekowych, Materiały
Międzynarodowego Seminarium Szkoleniowego nt. Podstawy oraz praktyka przeróbki
i zagospodarowania osadów, Kraków 1998

55. Wielgosiński G., Pająk T.: Unieszkodliwianie osadów ściekowych metodami

termicznymi – pułapki i zagrożenia. Przegląd Komunalny 12 (147)/2003, str.56-57

56. Werther J., Ogada T.: Sewage sludge combustion, Progress in energy and combustion

science, 1999, s. 55-116

57. Wielgosiński G.: Powstawanie dioksyn w procesach termicznej utylizacji odpadów –

materiały konferencji „Dioksyny w przemyśle i środowisku” , Kraków, 2001

58. Pająk T., Wielgosinski G.: Współspalanie osadów ściekowych w kotłach

energetycznych – uwarunkowania prawne i techniczne. Nowe spojrzenie na osady
ściekowe – odnawialne źródła energii, Międzynarodowa konferencja naukowo-
techniczna, 3-5 lutego 2003 Częstochowa, str.223-229

59. Wielgosiński G: Współczesne tendencje w zagospodarowaniu osadów ściekowych,

60. Steier K., Współspalanie osadów ściekowych w elektrowniach opalanych węglem

kamiennym i brunatnym,Mat. V Międzynarodowej Konf. nt. Osady ściekowe i odpady
komunalne – zagospodarowanie, spalanie i współspalanie, Organizator: Grupa
Konsulringowo-Projektowa ABRYS, szklarska Poręba, wrzesień 2002

61. Kempa E.S. Ocena techniczno-ekologiczno-ekonomiczna projektu „Modernizacji węzła

gazowo-osadowego w oczyszczalni ścieków Bydgoszcz-Kapuściska z zastosowaniem
instalacji Cambi. 2003 r

62.

Imbierowicz M.: Mokre utlenianie, Zaawansowane utlenianie w wodzie pod- i
nadkrytycznej pod redakcją Romana Zarzyckiego PAN o. w Łodzi Komisja Ochrony
Środowiska, Łódź, 2002, str.20-65

63. Prospekt reklamowy firmy Mannesmann Anlagenbau. Utlenianie na mokro osadów

ściekowych, Dusseldorf

64. Pająk T.: Quasi-pirolityczne technologie spalania odpadów komunalnych, Paliwa z

odpadów, Praca zbiorowa pod re. J.W. Wandrasza i J. Nadziakiewicza, Wydawnictwo
Helion, Gliwice 1997

65. Rosik-Dulewska Cz.: Podstawy gospodarki odpadami, Wydawnictwo naukowe PWN,

Warszawa 2000

66. Oleniacz R.: Zastosowanie procesów pirolizy i zgazowania do termicznej utylizacji

odpadów, Ochrona Powietrza i problemy odpadów, vol.33, nr3, maj-czerwiec 1999

67. Prospekt reklamowy OFS. Kanada – Australia 1991
68.

Kowalik P., Energetyczne wykorzystanie osadów ściekowych w oczyszczalni w
Swarzewie, Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Osady ściekowe w
praktyce, Częstochowa-Ustroń 1998

69.

http://www.kopf-ag.de

70. Bień J.B., Bień J.D., Unieszkodliwianie osadów ściekowych za pomocą metod

termicznych, Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Osady ściekowe w
praktyce, Częstochowa 1998

71. Bień J.B., Sanitsky M., Bień J.D., Białczak W.: Termiczne metody utylizacji osadów

ściekowych Leksykon Techniki Komunalnej zeszyt III, 2002

72. Bień J.B., Bień J.D., Matysiak B.M., Metody zagospodarowania i unieszkodliwiania

osadów ściekowych, Przegląd Komunalny 1998, nr 5(80)

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
03 75 komunalne osady ściekowe
OSADY ŚCIEKOWE, Studia, 1-stopień, inżynierka, Ochrona Środowiska, Od Agaty
oczyszczanie ścieków, biogazu; ścieki przemysłowe, osady ściekowe, odpady stałe
sem III GO egz Osady ściekowe, UCZELNIA ARCHIWUM, UCZELNIA ARCHIWUM WGiG, WGiG Rok II sem III (2012-
Osady ściekowe i ich utylizacja
OSADY SCIEKOWE
Wzor karty ewidencji komunalnych osadow sciekowych
OSADY SCIEKOWE 2
osady ściekowe, osady ściekowe
sem III GO egz Osady ściekowe
Osady ściekowe, teoria i praktyka, wydanie 2 pop i uzup , January Bień, Częstochowa 2007
osady ściekowe
Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w województwie opolskim
1 5 Osady ściekowe z Oczyszczalni ścieków w Sitkówce
banaszkiewicz, gospodarka odpadamiP, projekt zakładu gospodarki odpadami komunalnymi oraz odpadami z

więcej podobnych podstron