Ekologiczne nawozy ze ścieków bytowych
Oczyszczanie ścieków bytowych bazuje obecnie na przestarzałej koncepcji „końca rury”. Różne strumienie ścieków są mieszane i transportowane kilometrami rur kanalizacyjnych do jednej oczyszczalni ścieków. Tam można odzyskać jedynie niewielką część rozcieńczonych składników odżywczych i zasobów, a jednocześnie podczas ich transport marnuje się dużo czystej wody.
Innowacyjne technologie oczyszczania ścieków
Zespół finansowanego przez UE projektu RUN4LIFE zaproponował nowe podejście do efektywnego odzyskiwania zasobów (wody, energii i składników odżywczych) u źródła, w zdecentralizowanych systemach oczyszczalni ścieków. „Pomysł polegał na podziale u źródła strumieni ścieków na wodę czarną, odpady kuchenne i wodę szarą oraz zwiększeniu wskaźników odzysku i ponownego wykorzystania dla każdego z tych strumieni”, wyjaśnia koordynator projektu Frank Rogalla. Partnerzy projektu opracowali szereg innowacyjnych technologii, takich jak system toalet próżniowych, który zmniejsza zużycie wody do spłukiwania o połowę w porównaniu z aktualnie dostępnymi urządzeniami. Pozwala to zmniejszyć objętość ścieków, które są następnie rozkładane przez hipertermofilne mikroorganizmy beztlenowe, rozwijające się w wysokich temperaturach bez dostępu tlenu. W takim jednoetapowym procesie otrzymuje się bezpieczne nawozy. Zastosowanie systemu bioelektrochemicznego pozwala skoncentrować amoniak i wytworzyć płynny nawóz na bazie azotanu amonu. W projekcie RUN4LIFE połączono również konwencjonalne procesy stosowane już w scentralizowanych procesach, takie jak odzyskiwanie fosforu, oczyszczanie beztlenowe oraz tlenowe i beztlenowe bioreaktory membranowe, które odzyskują energię z czarnej wody w postaci biogazu i produkują wysokiej jakości wodę wolną od organizmów chorobotwórczych.
Wdrożenie systemów oczyszczania RUN4LIFE
Aby zapewnić bezpieczeństwo i stałą jakość systemów oczyszczania RUN4LIFE, technologie te wdrożono w dużych, zdecentralizowanych oczyszczalniach demonstracyjnych w czterech miastach Europy (Gandawa w Belgii, Vigo w Hiszpanii, Sneek w Holandii i Helsingborg w Szwecji). Każda oczyszczalnia miała odmienną kombinację różnych strumieni odpadów, innowacyjnych metod oczyszczania i technologii odzysku, dostosowanych do charakterystyki ścieków, lokalnych wymogów prawnych i lokalnego zapotrzebowania na odzyskane zasoby. „System RUN4LIFE segreguje ścieki bytowe z ponad 470 mieszkań, obiektów infrastruktury publicznej i budynków biurowych”, mówi koordynator techniczny projektu Nicolás Morales-Pereira. W zakładach w Helsingborgu, Gandawie i Vigo produkowano wolno uwalniający się nawóz fosforowy, odpowiedni do stosowania w rolnictwie, w procesie wytrącania struwitu. W Helsingborgu w połączeniu z siarczanem amonu powstawał granulat NPK, nawóz o kontrolowanych parametrach i o dobrych właściwościach pod względem zawartości substancji organicznych i składników odżywczych. W Sneek i Vigo wdrożono hipertermofilną fermentację beztlenową i beztlenowe bioreaktory membranowe, aby otrzymać strumień bogatych w składniki odżywcze cieczy nadający się do zastosowań związanych z fertygacją. Skuteczność uzyskanych produktów pod względem nawożenia zademonstrowano w doświadczeniach przeprowadzonych w donicach i na polach.
Możliwe zastosowania zdecentralizowanego systemu oczyszczania ścieków RUN4LIFE
Ogólnie rzecz biorąc, projekt RUN4LIFE wykazał zasadność zastosowania alternatywnego procesu oczyszczania ścieków, opartego na zdecentralizowanych instalacjach i segregacji strumieni. Proponowane podejście pozwala na maksymalny odzysk zasobów i wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym. Partnerzy projektu przeprowadzili ocenę cyklu życia, aby zweryfikować potencjał innowacyjny, zrównoważony rozwój i korzyści dla środowiska różnych technologii i konfiguracji RUN4LIFE. Przykładowo w oczyszczalni demonstracyjnej w Gandawie odnotowano w porównaniu z systemami konwencjonalnymi 26-procentowe zmniejszenie oddziaływania na środowisko związane z odzyskiwaniem składników odżywczych i produkcją nawozów. Wiele rozwiązań opracowanych w projekcie RUN4LIFE nadaje się do użytku komercyjnego, a dla każdej oczyszczalni demonstracyjnego opracowano przypadki biznesowe, które mogą zostać wdrożone w innych miejscach. Kilka z technologii zostanie wykorzystanych w projektach finansowanych przez UE: REWAISE i VIVALDI.
Słowa kluczowe
RUN4LIFE, nawóz, ścieki bytowe, zdecentralizowane oczyszczanie ścieków, bioreaktor, struwit
