Przyrodnicze wykorzystanie osadw ciekowych Wstp Celem niniejszej prezentacji

Przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych

Wstęp • Celem niniejszej prezentacji jest przybliżenie złożonej tematyki przyrodniczego, a w szczególności rolniczego zagospodarowania osadów ściekowych urzędom miejskim, gminnym, zakładom komunalnym, zakładom ogrodniczym, lasom państwowym, placówkom doświadczalnym, a przede wszystkim rolniczym spółdzielniom produkcyjnym i indywidualnym gospodarstwom rolniczym. • Zamiarem jest także próba reklamy aspektów rolniczego zagospodarowania osadów ściekowych, pamiętając jednocześnie przy tym o jego pozytywnych walorach, ale również o uprzedzeniu i rezerwie społeczeństwa wynikającej bardziej z nieznajomości tego zagadnienia, jak z rzeczywistego ryzyka, które praktycznie występuje przy prawidłowym postępowaniu.

• Osady z oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych (miejskich i wiejskich) oraz z biologicznego oczyszczania innych ścieków (głównie z przetwórstwa roślinnych i zwierzęcych surowców) o zbliżonych właściwościach obfitują w organiczne i mineralne składniki nawozowe, które zostały wcześniej pobrane z gleby przez rośliny. Powinny więc one wrócić do środowiska glebowego, tak jak naturalnie masa roślinna wraca do gleby, a w tradycyjnym rolnictwie wraca w postaci obornika. Nie zwracanie ziemi glebotwórczej biomasy zuboża aktywność biologiczną środowiska na terenach rolnych oraz zanieczyszcza wody i ziemie na terenach obciążanych tymi substancjami w postaci ciekłych i stałych odpadów.

• Znaczna część składników wynoszonych (w postaci płodów rolnych) z gleb użytkowanych rolniczo i przemieszczanych do terenów mieszkaniowych i przemysłowych gromadzona jest w osadach z biologicznego oczyszczania ścieków. Biologiczne pochodzenie osadów ściekowych sprawia, że podobnie jak próchnica glebowa zawierają one organiczne związki węgla i azotu - niezbędne do życia mikroorganizmów i fauny glebowej oraz składniki pokarmowe roślin. Przywracanie glebie składników zawartych w osadach ściekowych jest uzasadnione nie tylko z gospodarczego punktu widzenia lecz także jest niezbędne do przywracania i zachowania ekologicznej równowagi. Znaczna część powierzchni ziemi jest całkowicie pozbawiona gleby, pokrywa ją grunt bezglebowy. Wprowadzanie osadu ściekowego do takiego gruntu nadaje mu aktywność biologiczną właściwą glebie ukształtowanej naturalnie. W ten sam sposób można także przywrócić aktywność biologiczną glebom zdegradowanym.

• Nawozowe i sanitarne wymogi do przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych mogą być spełnione przez odpowiednie systemy podczyszczania i oczyszczania ścieków oraz uzdatniania fizycznych, chemicznych i biologicznych właściwości osadów. • Dla przybliżenia tematyki osadów należy zapoznać się nieco z procesem oczyszczania ścieków.

Proces oczyszczania ścieków składa się z trzech etapów: 1. Oczyszczanie mechaniczne - I stopnia 2. Oczyszczanie biologiczne - II i III stopnia 3. Oczyszczanie chemiczne

Oczyszczanie mechaniczne • Dopływające do oczyszczalni ścieki najpierw pozbawiane są większych unoszonych zanieczyszczeń na kratkach mechanicznych. Przechwycone skratki są największymi i najgrubszymi zanieczyszczeniami ścieków. Są higienicznie bardzo szkodliwe. Muszą być odwodnione i zlikwidowane na składowisku odpadów. W zależności od potrzeb składowanie skratek należy higienicznie zabezpieczyć i jednocześnie spowodować ich rozkład poprzez posypywanie wapnem chlorowanym.

Następnie ścieki pozbawiane są piasku w napowietrzanym piaskowniku. Przy napowietrzaniu ścieki w łapaczu piasku nabierają spiralnego ruchu, ziarna piasku obijają się o ściany piaskownika, piasek traci prędkość i osadza się na dnie łapacza. W ten sposób mechanicznie oczyszczone ścieki poddawane są obróbce biologicznej.

Oczyszczanie biologiczne • Biologiczna część oczyszczania składa się z komór napowietrzania i osadników wtórnych. W tej części procesu dzięki odpowiedniej ilości tlenu bakterie rozkładają związki organiczne. • Bakterie rozmnażają się i stopniowo przylegają do kłaczków, które tworzą osad czynny. Aby osad czynny nie osiadał na dnie, dzięki mieszadłom śmigłowym utrzymywana jest dostateczna prędkość przepływu.

• Osad czynny oddziela się od oczyszczonych ścieków sedymentacją w osadnikach wtórnych, z nich ścieki oczyszczone wprowadzane są do środowiska. Osad z osadników zostaje zagęszczony i przepompowany z powrotem do komór napowietrzania. Część osadu zostaje usunięta jako osad nadmierny a część dodatkowo zagęszczona w zagęszczaczach osadu. W zagęszczaczach osad jest wolno mieszany przez co wyciskana jest woda i usuwane cząsteczki gazu. Woda z odcieku wraca do procesu oczyszczania, a zagęszczony osad jest mechanicznie odwadniany na prasach filtracyjnych. Sucha masa osadu odwodnionego wynosi 15 -20%.

Oczyszczanie IIIstopnia • III stopień oczyszczania polega na usunięciu z wody głównych czynników eutrofizacji wód przede wszystkim azotu i fosforu. Usuwanie fosforu z wody polega na wapnowaniu jej w celu uzyskania słabo rozpuszczalnego fosforanu wapnia, który ulega flokulacji i sedymentacji, po czym jest odprowadzany. Do usuwania związków amonowych, w szczególności NH 3 , stosuje się kolumny aeracyjne ze wstecznym przepływem powietrza powodującym odpędzenie składników lotnych.

Rolnicze wykorzystanie osadów • Popularyzacja aspektów rolniczego wykorzystania osadów w przypadku osadu zakwalifikowanego do rolniczego wykorzystania powinna oznaczać prowadzenie swego rodzaju marketingu wartościowego produktu zwiększającego plony, który w ramach promocji może być odbierany przez zainteresowane jednostki za pośrednictwem firm posiadających odpowiednie zezwolenia na prowadzenie działalności w tym kierunku. W tym przypadku popularyzacja powinna koncentrować się na zapewnieniu rolnika o jakości produktu, o kontroli jego jakości i zyskach płynących z jego stosowania.

• • • W oparciu o ustawę z dnia 27 kwietnia 2001 roku o odpadach przy spełnieniu wymagań Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych, komunalne osady ściekowe mogą być stosowane: w rolnictwie rozumianym jako uprawa wszystkich płodów rolnych wprowadzonych do obrotu handlowego włączając w to uprawy przeznaczane do produkcji pasz, do rekultywacji terenów w tym gruntów na cele rolne, do dostosowania gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu produkcji kompostu uprawy roślin nie przeznaczonych do spożycia i produkcji pasz

• Komunalne osady ściekowe mogą być stosowane, jeżeli są ustabilizowane oraz przygotowane odpowiednio do celu i sposobu ich stosowania, szczególnie przez poddanie ich obróbce biologicznej, chemicznej, termicznej lub innemu procesowi, który obniża podatność komunalnego osadu ściekowego na zagniwanie i eliminuje zagrożenie dla środowiska lub zdrowia. Przed stosowaniem komunalne osady ściekowe oraz grunty, na których mają być one użyte powinny być poddane badaniom. Komunalne osady ściekowe mogą być stosowane zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 w sprawie komunalnych osadów ściekowych jeżeli:

• • • zawartość w nich metali ciężkich nie przekracza ilości ustalonych w zał. nr 1 do rozporządzenia w komunalnych osadach ściekowych stosowanych w rolnictwie i do rekultywacji gruntów na cele rolne nie wyizolowano bakterii rodzaju Salmonella w 100 g przeznaczonych do badań osadów łączna liczba żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp. , Trichuris sp. , Toxocara sp. w jednym kilogramie suchej masy przeznaczonych do badań stosowanych: w rolnictwie wynosi 0 do rekultywacji terenów - nie jest większa niż 300

• do dostosowania gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu - nie jest większa niż 300 • do uprawy roślin przeznaczonych do uprawy kompostu – nie jest większa niż 300 • do uprawy roślin nie przeznaczonych do spożycia i produkcji pasz – nie jest większa niż 300

Zawartość metali ciężkich wierzchniej warstwie gruntu, na którym komunalne osady mają być stosowane, nie przekracza ilości ustalonych: -w zał. Nr 2 do rozporządzenia - przy stosowaniu komunalnych osadów ściekowych w rolnictwie oraz rekultywacji gruntów na cele rolne -w zał. nr 3 do rozporządzenia - przy stosowaniu komunalnych osadów ściekowych do rekultywacji terenów na cele nierolne, do uprawy roślin nie przeznaczonych do spożycia i produkcji pasz oraz przy dostosowaniu gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu - odczyn p. H gleby na terenach użytkowanych rolniczo jest nie mniejszy niż 5, 6 - działanie to nie powoduje pogorszenia jakości gleby oraz wód powierzchniowych podziemnych

Zakazuje się stosowania komunalnych osadów ściekowych: 1) na obszarach parków narodowych i rezerwatów przyrody, 2) na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref ochronnych ujęć wody, 3) w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio przylegającego do brzegów jezior i cieków, 4) na terenach zalewowych, czasowo podtopionych i bagiennych, 5) na terenach czasowo zamarzniętych i pokrytych śniegiem, 6) na gruntach o dużej przepuszczalności, stanowiących w szczególności piaski luźne i słabogliniaste oraz piaski gliniaste lekkie, jeżeli poziom wód gruntowych znajduje się na głębokości mniejszej niż 1, 5 m poniżej powierzchni gruntu, 7) na gruntach rolnych o spadku przekraczającym 10%,

8) na obszarach ochronnych zbiorników wód podziemnych, 9) na terenach objętych pozostałymi formami ochrony przyrody nie wymienionymi w pkt 1, jeżeli osady ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami, 10) na terenach położonych w odległości mniejszej niż 100 m od ujęcia wody, domu mieszkalnego lub zakładu produkcji żywności, 11) na gruntach, na których rosną rośliny sadownicze i warzywa, z wyjątkiem drzew owocowych, 12) na gruntach przeznaczonych pod uprawę roślin jagodowych i warzyw, których części jadalne bezpośrednio stykają się z ziemią i są spożywane w stanie surowym - w ciągu 18 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie zbiorów, 13) na gruntach wykorzystywanych na pastwiska i łąki,

• Przetworzony osad ściekowy po poddaniu procesom: stabilizacji, zagęszczania, kondycjonowania, odwadniania i higienizacji wapnem palonym posiada odczyn alkaliczny, konsystencję umożliwiającą stosowanie osadu na polu przy pomocy rozrzutników do obornika, kolor szary. Wytworzony produkt zawiera znaczące z punktu widzenia nawozowego zawartości: azotu, fosforu, wapnia, magnezu i substancji organicznej ( ok. 42 – 78% w przeliczeniu na suchą masę), makro- i mikroelementy. • W porównaniu do obornika osad zawiera 1, 5 razy więcej azotu, blisko 2 razy więcej fosforu i ponad 14 razy więcej wapnia (jeżeli do higienizacji osadu użyto wapna palonego). Uboższy jest natomiast w potas, magnez i substancję organiczną.

Ustalając kierunek zagospodarowania bierze się pod uwagę właściwości osadu zawartość suchej masy i dostępność substancji odżywczych Typ osadu Fosfor Zawartość Azot N Dostępność* P 2 O 5 Dostępność* suchej całk. azotu % całk. % fosforu % masy %. % s. m. Uwodniony nieprzefermentowany 5 3, 5 35 3 50 Uwodniony przefermentowany 4 5 60 4 50 Odwodniony nieprzefermentowany 25 3 20 2, 5 50 Odwodniony przefermentowany 25 3 15 2, 5 50 Kompostowany 50 1 -2 15 - -

Argumentami przemawiającymi za podejmowaniem działań zmierzających do wykorzystania osadów ściekowych w rolnictwie są: • • • coraz wyższe koszty nawozów sztucznych zmniejszenie dawek nawozów sztucznych dostosowanie dawki osadu do jakości gleby (badanie laboratoryjne gruntu i osadu) oraz zapotrzebowania roślin na azot i fosfor • pokrycie kosztów transportu osadu i aplikacji osadu do gruntu przez firmę.

ciekawostka • Wielkość plonów w zależności od rodzaju podłoża: użyźnianego osadem ściekowym składowanym, przekompostowanym i bez użyźniania.

Substancja Azot organiczna całk. % % Plony N - Rajgra NH 4 NO 3 s kg % % s. m. /h a Plony Trawa kg s. m. /h a Wariant doświadczenia Przewodni ctwo mikro S Osad surowy po 1 miesiącu składowania 2600 74 2, 2 0, 77 0 0 1710 820 Osad surowy po 6 miesiącach składowania 1950 43 1, 9 0, 11 4 0 3230 1810 Osad kompostowany 1300 32 1, 6 0, 01 0 0, 06 3560 2170 Zwykła gleba bez dodatkowego użyźniania 150 7 0, 2 0, 00 02 0, 01 1860 1260