OSADY ŚCIEKOWE

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

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

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

Dyrektywa

EWG

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

Wartości

graniczne

W rolnictwie

rekultywacji

gruntów na

cele rolne

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

Zn
Cu

750-1200

20-40
15-25

300-400

2500-4000
1000-1750
1000-1750

500

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]

Ocenę stopnia mobilności metali śladowych w
osadach

można

przeprowadzić

korzystając

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

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.

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

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

ogromne

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

piaskiem. Uzyskany produkt nazywany materiałem

glebowym,

zagospodarowuje

się

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

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

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

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

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.

Document Outline