Ścieki – niedocenione surowce

Nasze postrzeganie ścieków skoncentrowane jest zwykle na tym, aby się ich pozbyć i nigdy więcej nie mieć z nimi do czynienia. Stąd bulwersują nas brzydkie zapachy z kanalizacji miejskiej i wypadki zrzucania nieoczyszczonych ścieków do środowiska. Zakłady komunalne obsługujące kanalizację i oczyszczalnie ścieków coraz lepiej sobie z tym radzą, dzięki sporym inwestycjom dla poprawy parametrów oczyszczania ścieków, co jest wymuszone stale podwyższanymi wymaganiami prawnymi.

Okazuje się jednak, że nie możemy na tym poprzestać! W dobie coraz większej świadomości ograniczonej ilości surowców i wysiłków w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym oczyszczalnie ścieków są przekształcane w zakłady energetyczne, biorafinerie i zaawansowane zakłady odzysku. Zapraszam na przegląd surowców, które można odzyskać ze ścieków bytowo – gospodarczych.

Energia

Chyba najpowszechniejszy obszar zainteresowania eksploatatorów oczyszczalni. Tak się przyjemnie składa, że fermentacja metanowa, w której powstaje biogaz, jest jednocześnie procesem pozwalającym na stabilizację osadów ściekowych lub nawet wstępne oczyszczanie całego strumienia wysoko stężonych ścieków (to raczej na oczyszczalniach przemysłowych). Jeśli biogazu jest odpowiednio dużo, to warto go zmagazynować i zaopatrzyć się w dodatkowe urządzenie do jego wykorzystania. W ostatnich lata są to nowoczesne agregaty kogeneracyjne, które pozwalają na równoległą produkcję energii elektrycznej i cieplnej. Energia ta jest wykorzystywana w pierwszej kolejności na potrzeby własne oczyszczalni, jednak istnieją już instalacje produkujące nadwyżki i oddające je do sieci miejskich.  Co ważne, biogaz z oczyszczalni ścieków jest klasyfikowany jako OZE.

Woda

Uuu. Woda z oczyszczalni? Brzmi trochę niepokojąco, nieprawdaż? Tymczasem nawet w krajach niecierpiących niedoborów wody coraz chętniej używa się oczyszczonych ścieków. Przede wszystkim na potrzeby własne oczyszczalni (np. płukanie sit, chłodzenie), jednak istnieją instalacje dostarczające wody demineralizowanej do przemysłowych instalacji chłodniczych, lub grzewczych. Co więcej, w krajach borykających się z brakiem wody, ścieki oczyszczone poddaje się kolejnym procesom doczyszczania (zwykle membrany i dezynfekcja), aby wykorzystywać je w rolnictwie, a nawet do picia! 
Przykładem może być Singapur i NEWater. Ścieki oczyszczone są poddawane mikrofiltracji i ultrafiltracji, następnie odwróconej osmozie i dezynfekcji promieniowaniem UV. Większość tak uzdatnionej wody trafia do przemysłu, a część do systemu zasilającego miejskie wodociągi. Szacuje się, że można w ten sposób pokryć nawet 40% zapotrzebowania tej aglomeracji w wodę.

Biogeny

Biogeny, czyli makro- i mikroelementy, konieczne do rozwoju organizmów żywych. Ścieki obfitują zwłaszcza w azot i forsfor pozostałe po hmm... procesach życiowych. Powszechnie odzyskuje się je ze ścieków z hodowli zwierząt gospodarskich, wylewając na pola gnojowicę. Chyba nikt nie ma wątpliwości, że jest to świetny nawóz 😉 Ze względów sanitarnych takie wykorzystanie ścieków komunalnych jest niedopuszczalne, potrzebne są więc bardziej zaawansowane technologie pozwalające na odzyskiwanie cennych pierwiastków w postaci wolnej o groźnych bakterii i pasożytów. Takie badania trwają zwłaszcza w kierunku odzysku fosforu, którego światowe zasoby dramatycznie się kurczą.

Piasek 

Czy słyszeliście już, że piasek jest nadmiernie eksploatowanym surowcem naturalnym – i jest na wyczerpaniu? Od 2017 roku mówi się nawet o globalnym kryzysie piaskowym, gdyż jego wydobycie, zwłaszcza na cele budowlane, gwałtownie rośnie i stanowi coraz większe zagrożenie dla środowiska i społeczności. Stąd coraz poważniej bada się kwestie możliwości odzysku piasku z oczyszczalni. Trafia on tam w dużych ilościach głównie z ulic, spłukany wodą deszczową do ogólnospławnej kanalizacji. Ze względu na duży ciężar właściwy i podatność na sedymentację jest dość łatwy do usunięcia już w początkowych etapach oczyszczania ścieków. Zastosowanie urządzeń wykorzystujących siłę odśrodkową (tzw. cyklonów) pozwala na odzysk większej ilości piasku poprzez wychwycenie mniejszych ziaren, oraz poprawę jego parametrów. Przy uwodnieniu poniżej 10% i zawartości substancji organicznych poniżej 3%, eksploatator oczyszczalni może ubiegać się o przekwalifikowanie substancji z odpadu na produkt uboczny, możliwy do ponownego wykorzystania. Co można z nim zrobić? Wykorzystać tam, gdzie zapotrzebowanie jest największe, czyli w budownictwie. Uczeni z Politechniki Częstochowskiej opatentowali skład mieszanki betonowej tzw. chudego betonu o zawartości 5 – 10% piasku odzyskanego z oczyszczalni. Beton ten spełnia odpowiednie wymogi wytrzymałościowe i sanitarne. 

Celuloza

Co jeszcze wpada do ścieków? Aha! Papier toaletowy! Okazuje się, że celuloza to naprawdę trwały materiał i nawet długotrwały pobyt w kanalizacji jej nie zniszczy. Fakt ten wykorzystali holenderscy naukowcy z CirTec BV i KNN Celluose BV, którzy na oczyszczalni ścieków Geestmerambacht w Warmenhuizen wdrożyli projekt CellVation. Celuloza z papieru toaletowego jest usuwana ze ścieków na sitach, a następnie poddawana procesom pozwalającym na jej dalsze wykorzystanie. Oczywiście pierwszym adresatem jest budownictwo: z tak uzyskanej celulozy wybudowano np. ścieżkę rowerową. 

Możliwości wykorzystania poszczególnych składowych ścieków w dużej skali zależą przede wszystkim od opłacalności. Ta z kolei - od ceny medium lub surowca i stopnia skomplikowania technologii. Należy jednak spodziewać się, że wobec coraz silniejszych przesłanek do wprowadzenia gospodarki o obiegu zamkniętym na szeroką skalę, już niedługo będziemy powszechnie myśleli o ściekach jako o źródle surowców. 

Ciekawy artykuł?

Dołącz na Facebooku i nie przegap kolejnych!