OSADY ŚCIEKOWE

wykorzystanie

przyrodnicze oraz

zagospodarowanie

Metody wykorzystania przyrodniczego

(nieprzemysłowego)

Na podstawie analizy:

 składu chemicznego osadu, tj. określenia

zawartości: substancji organicznej, substancji

nawozowo-odżywczych,

metali

ciężkich,

szkodliwych i toksycznych związków organicznych,

 stanu

sanitarnego

osadu:

ilość

i

rodzaj

drobnoustrojów chorobotwórczych występujących

w osadzie,

 oraz cech fizycznych: konsystencja płynna,

mazista, ziemista

klasyfikuje się osad do jednej z metod

unieszkodliwiania

lub

zagospodarowania

Największą trudnością związaną z przyrod-niczym
wykorzystaniem osadów ściekowych są występujące w
nich wysokie zawartości metali ciężkich. Nadmierne
ilości tych pierwiastków w osadach, ze względu na
właściwości toksyczne, mogą powodować zmiany w
żyzności gleb, obniżać plonowanie roślin oraz wpływać
na jakość plonów. Metale ciężkie: Cr, Zn, Pb, Cu, Hg, Ni
kumulowane w roślinach, w konsekwencji stanowią
zagrożenie dla konsumentów. Wprowadzenie metali
ciężkich do gleby jest niebezpieczne również z powodu
możliwości

infiltrowania

tych

pierwiastków

do

zbiorników wód powierzchniowych i podziemnych, a
tym samym degradacji rezerwuarów wody pitnej.
Osadu nie można stosować jeżeli zawartość chociaż
jednego z metali ciężkich występujących w osadzie
przekracza dopuszczalne zawartości podane w tabeli
poniżej.

Tabela. Dopuszczalne [Dz.U. Nr 1140/02] zawartości metali ciężkich [mg/kg s.m.] w
osadach ściekowych w Polsce i w pozostałych krajach Unii Europejskiej

METAL

E

Dyrektywa

EWG

Ilość metali ciężkich w mg/kg s.m. osadu

Wartości

graniczne

W rolnictwie

do

rekultywacji

gruntów na

cele rolne

Do

rekultywacji

terenów na

cele nierolne

Przy dostosowaniu gruntów

do określonych potrzeb

wynikających z planów

gospodarki odpadami, planów

zagospodarowania

przestrzennego lub decyzji o

warunkach zabudowy i

zagospodarowania terenu,

do uprawy roślin

przeznaczonych do produkcji

kompostu, do uprawy roślin

nieprzeznaczonych do

spożycia i produkcji pasz

Nie większa niż:

Pb
Cd

Hg

Ni

Zn
Cu

Cr

750-1200

20-40
15-25

300-400

2500-4000
1000-1750
1000-1750

500

10

5

100

2500

800
500

1000

25
10

200

3500
1200
1000

1500

50
25

500

5000
2000
2500

Wysokość dawki osadu można wyliczyć

na podstawie wzoru:

Do = (Egz – Eg) x 4,2 x 1000 /

nEo

gdzie:

Do – roczna dawka suchego osadu [t/ha]
Egz – tolerowany poziom występowania danego

metalu w glebie [mg/kg]

Eg – aktualny poziom występowania danego

metalu w glebie [mg/kg gleby]

n – okres nawożenia osadem do czasu

osiągnięcia poziomu tolerowanego [latach]

Eo – aktualny poziom występowania danego

metalu w osadach [mg/kg s.m. osadu]

Badania wykazują, że całkowita

zawartość metali ciężkich w osadzie nie
jest wystarczającym kryterium oceny
przydatności osadu ściekowego do
wykorzystania przyrodniczego.

Istotne są również informacje o

tempie uwalniania tych pierwiastków z
osadów ściekowych do gleby i ich
dostępności dla roślin.

Ocenę stopnia mobilności metali śladowych w
osadach

można

przeprowadzić

korzystając

z

sekwencyjnej ekstrakcji chemicznej, polegającej na
traktowaniu

próbki

osadu

kolejno

kolejnymi

roztworami chemicznymi o różnej sile ługowania.
Bardziej ruchliwe, tj. łatwo przechodzące do roztworu
glebowego i pobierane przez rośliny, są formy metali
śladowych rozpuszczane w wodzie, wymienne oraz
związane z węglanami.
Frakcje metali śladowych silniej związane z fazą stałą

osadu ściekowego, głównie z tlenkami żelaza i
manganu oraz z materią organiczną, stanowią również
potencjalne źródło metali śladowych dla roślin, ale ich
uwalnianie z osadu zachodzi na ogół wolniej.
Metale związane w pozostałości rozpuszczalnej
dopiero w stężonych kwasach mineralnych uważa się
za niedostępne dla roślin.

Przeszkodą w rolniczym wykorzystaniu osadów

ściekowych może być również wysokie stężenie

toksycznych związków organicznych (fluoranthen,

benzo(a)piren,

benzo(a)fluaranten,

benzo(k)fluaranten,

indeno(1,2,3-c,d)piren,

benzo(g,h,i)pyrylen). W przeważającej części osadów

zawartość tych substancji jest mała i nie stanowi

zagrożenia dla zdrowia ludzi i środowiska.
Jednakże na przykład w Niemczech zabrania się

stosowania osadów do nawożenia gleb rolniczych i

ogrodniczych wtedy, gdy zawartość nierozkładalnych

organicznych substancji szkodliwych przekracza

dopuszczalne wartości, np.:

PCDD (polichlorowane dibenzodioksyny) – 100 mg

TCDD*/kg s.m.,

PCDF (polichlorowane dibenzofurany) – 100 mg

TCDD*/kg s.m.,

PCB (polichlorowane bifenyle) – 0,2 mg/kg s.m.,
AOX (suma odsorbowalnych organicznych związków

chloru) – 500 mg/kg s.m.

*TCCD – ekwiwalent toksyczny

Także ze względu na skażenie mikrobiologiczne

osadów ściekowych, wprowadzenie ich do środowiska
może być niebezpieczne. Uciążliwość tę można
ograniczyć lub usunąć w procesach higienizacji. W
tym celu osady poddaje się procesom takim, jak:

 okresowe przechowywanie przez minimum 3

miesiące (np. lagunach),

 dezynfekcja chemiczna, najczęściej wapnem

(podniesienie odczynu pH powyżej 12 i utrzymanie
tej wartości co najmniej przez 2 godz.),

 kompostowanie - temperatura masy kompostowej

powinna wynosić 40ºC przynajmniej przez 5 dni i
minimum 55ºC przez 4 godziny podczas całego
procesu. Możliwe jest kompostowanie osadów wraz z
frakcją bioodpadów miejskich, słomą, korą drzewną i
wiórami,

 rozkład tlenowy (stabilizacja tlenowa) jako proces

termofilny (utrzymanie temperatury osadów na poziomie

55ºC przez minimum 4 godz.) lub mezofilny (35ºC przez

minimum 12 dni lub 25ºC przez minimum 20 dni),

 fermentacja metanowa (stabilizacja beztlenowa) jako

proces psychrofilny (w temp. 10-15ºC), mezofilny (w

temp. 30-37ºC) lub termofilno-mezofilny (w temp. 55ºC,

a następnie 30-35ºC),

 stabilizacja tlenowo-beztlenowa, kiedy w czasie

jednej doby poddaje się osady stabilizacji tlenowej

czystym tlenem lub powietrzem, a następnie w czasie 8

dni poddaje się osady fermentacji beztlenowej,

 pasteryzacja, tzn. poddanie osadów działaniu

temperatury 70ºC przez minimum 30 minut lub 55ºC

przez 4 godziny,

 sterylizacja radiacyjna poprzez napromieniowanie

osadów ściekowych wiązką przyspieszonych elektronów

(skuteczniejsze w przypadku osadu o konsystencji

płynnej) lub poddanie promieniowaniu gamma (w

przypadku osadów wysuszonych) ze źródeł izotopowych

137

Cs i

60

Co.

Wykorzystanie osadów ściekowych do

rekultywacji gruntów

Ważne jest, aby podczas prowadzenia zabiegów
rekultywacyjnych

przy

wykorzystaniu

osadów

ściekowych rozgraniczyć rekultywację gruntów rolnych
i leśnych oraz gruntów o innym charakterze (inna
metoda postępowania).
W przypadku rekultywacji składowiska odpadów, gdzie
sposób i termin ustala decyzja o pozwoleniu na
budowę tego składowiska – art.22 ust. 1 Ustawy o
odpadach – właściciel składowiska, który zamierza
prowadzić rekultywację przy użyciu osadów ściekowych
powinien wystąpić do właściwego organu nadzoru
budowlanego o zmianę pozwolenia na budowę w trybie
art.155 kodeksu postepowania administracyjnego.

Osady

ściekowe

stanowią

cenny

surowiec do kształtowania gleb/gruntów
zdegradowanych, zdewastowanych, a
także do ulepszania gleb na terenach
rolnych i przemysłowych, zgodnie z
zapisami podanymi w rozporządzeniu
Ministra Środowiska z 21 marca 2006 r.
(Dz.U. Nr 49, poz. 356) w sprawie
odzysku lub unieszkodliwiania odpadów
poza instalacjami i urządzeniami.

W Niemczech osad ściekowy znajduje
szczególne zastosowanie przy rekultywacji
hałd, terenów kopalni odkrywkowych, w
obrębie obiektów wojskowych itp. Również
znaczącym sposobem wykorzystania osadu
jest przykrywanie składowisk odpadów oraz
budowa nasypów drogowych i kolejowych.
Do celów rekultywacyjnych można stosować
różne formy osadu ściekowego: płynną,
mazistą i ziemistą. Jest to uzależnione od
kierunku rekultywacji oraz technicznych
mozliwości wprowadzenia osadu do gleby.

Wprowadzenie odpowiednio dużej dawki osadu
ściekowego do powierzchni warstwy gruntu
bezglebowego nadaje mu biologiczną aktywność,
charakterystyczną dla urodzajnej gleby.
Także sam osad, bez wymieszania go z
mineralnym gruntem tworzy korzystne warunki
do intensywnego wzrostu roślin.
Na rekultywowany grunt osad wprowadza się
wgłębnie

(punktowo,

pasmowo)

lub

napowierzchniowo. Jeden z wariantów zaleca
wgłębne wprowadzenie osadów w ilości, która
stworzy warstwę o miąższości 10-30 cm i
przykrycie jej materiałem rodzimym o miąższości
20-25 cm.
W tak przygotowane podłoże wysadza się rośliny.

Inne metody zalecają dobre wymieszanie podłoża z

osadem

poprzez

wcześniejsze

zastosowanie

pługofrezarki lub glebogryzarki.
Rekultywacyjna dawka osadów ściekowych może

wynosić 100-500 m

3

osadu ziemistego/ha lub 50-250

Mg s.m. osadu/ha w przypadku stosowania osadu w

postaci płynnej.
W najbliższych 25 latach przewiduje się w Polsce

zalesienie ok. 1,5 mln ha gleb zdegradowanych i

nierokujących nadziei na regenerację w procesie

użytkowania

rolniczego.

Stwarza

to

ogromne

możliwości dla zagospodarowania osadów ściekowych.
W Holandii przekompostowany osad miesza się z

piaskiem. Uzyskany produkt nazywany materiałem

glebowym,

zagospodarowuje

się

na

terenach

przeznaczonych na tzw. Zieloną architekturę osiedli

miejskich, czyli trawniki, parki itp.

Rekultywacyjne utrwalanie powierzchni

gruntów połączone z wysiewem roślin

(rekultywacja biologiczna)

Stosowanie osadów ściekowych do roślinnego

(biologicznego) utrwalania powierzchni narażonych

na erozyjne działanie wody i wiatru polega na

wprowadzeniu osadu i nasion odpowiednich roślin na

powierzchnię w celu jej utrwalenia. Zabieg taki

stosuje się na bezroślinnych skarpach składowisk

odpadów, wykopów i nasypów ziemnych oraz na

składowiskach odpadów pylących.

Melioracyjne użyźnianie gleb

Stosowanie osadów ściekowych do użyźnienia gleb
może służyć celom rekultywacji gruntów bezglebowych
lub

zwiększeniu

produktywności

gleb

przez

wprowadzenie do nich próchniczotwórczych substancji
organicznych zawartych w osadach ściekowych. W tym
przypadku można stosować dużą dawkę melioracyjną
200-500 Mg osadów/ha. Ulepszane grunty mają służyć
produkcji żywności dla ludzi i paszy dla zwierząt, stąd
też melioracyjne użyźnianie gruntów rolnych wymaga
spełnienia ostrzejszych rygorów sanitarnych niż w
przypadku

nieużytków

poprzemysłowych

przeznaczonych na cele inne niż rolnicze.

Nawożenie użytków rolnych

Osady ściekowe można traktować również jako
pełnowartościowy nawóz organiczny, bogaty w
azot, fosfor, mikroelementy oraz łatwo
rozkładalną,

uwalniającą

w

procesie

mineralizacji składniki odżywcze, substancję
organiczną.

Osad

ziemisty

stosuje

się

analogicznie jak obornik. Osad stabilizowany
płynny może być rozlewany napowierzchniowo
i natychmiast powinien być przyorany.

Agrotechniczne przetwarzanie osadu ściekowego na

kompost
Osady ściekowe nie zawierające nadmiernych ilości
metali ciężkich mogą być bezpośrednio przerabiane na
kompost. Proces kompostowania jest prowadzony w
pryzmach na wolnym powietrzu, względnie w komorach
zamkniętych. Osady ściekowe mogą być kompostowane
łącznie z wyselekcjonowanymi odpadami miejskimi,
ogrodowymi, przemysłu drzewnego, spożywczego itp.
Nie można kompostować osadów w stanie płynnym, a
więc

najpierw

trzeba

odwodnić.

Przykładem

kompostowania w komorach zamkniętych osadów wraz
z materiałem strukturalnym z odpadów ogrodowo-
parkowych i podobnych (w stosunku wagowym 1:1 lub
1:3) jest technologia MUT-Herhof stosowana w Austrii.
Otrzymywany po tygodniu świeży kompost dojrzewa w
pryzmach lub od razu jest przeznaczony do
przyrodniczego wykorzystania.

Kompostowanie

osadów

pozwala

na

zmniejszenie objętości składowiska, uzyskanie
produktu odpowiedniego do nawożenia gleb,
rekultywacji gruntów albo do zastosowania jako
warstwy

izolacyjne

podczas

eksploatacji

składowisk

odpadów

komunalnych.

Kompostując osady uzyskujemy dodatkowe
oszczędności dzięki zmniejszeniu dawki lub
rezygnacji

z

dodawania

wapnia

przy

odwadnianiu i higienizacji osadów.
Drugim, pośrednim sposobem kompostowania
jest

wieloletnie

użytkowanie

osadów

odwodnionych jako podłoża do intensywnej
produkcji zielonej masy roślinnej, którą
następnie jest przerabiana na kompost.

W wyniku agrotechnicznego przetwarzania

osadów ściekowych na kompost uzyskuje się:

 przekompostowany osad, który zależnie od

zawartości

metali

ciężkich

i

stanu

sanitarnego, może być stosowany do
nawożenia gleb i rekultywacji gruntów lub
pozostaje odpadem, ale o znacznie mniejszej
uciążliwości dla środowiska niż w stanie
wyjściowym;

 kompost produkowany z zebranych roślin

uprawianych na podłożach osadowych lub na
gruntach intensywnie nawożonych osadem
ściekowym.

Istnieje także możliwość przerobu osadów ściekowych na
kompost

przy

udziale

zagęszczonych

populacji

dżdżownic Eisenia foetida, tzw. wermikultura. Jest to
sposób efektywny i mniej pracochłonny w porównaniu do
innych metod kompostowania. Obecność dżdżownic w
osadzie wpływa na jego korzystne przemiany, na
przykład na poprawę jego struktury, a także przyczynia
się do szybkiej utraty nieprzyjemnego zapachu. W
trakcie procesu mineralizacji osadu z udziałem
dżdżownic wzrasta intensywność reakcji tlenowych, a
spada intensywność procesów beztlenowych w osadzie.
Osad przerobiony na wermikompost uzyskuje strukturę
gruzełkowatą,

znacznie

zwiększającą

przydatność

takiego podłoża do upraw roślin. Kompostowanie w
wermikulturze powoduje także obniżenie objętości
wyjściowej osadu o 50-80%, co stanowi istotną
oszczędność miejsca w przypadku ich składowania.

Inne

metody

wykorzystania

komunalnych osadów ściekowych:

 produkcja biogazu,
 przerabianie i wykorzystanie tłuszczów

z osadów,

 produkcja mas plastycznych z osadu

czynnego,

 wykorzystanie osadu czynnego jako

karmy uzupełniającej dla zwierząt
domowych.