Ścieki: trucizna i lekarstwo

Zmień rozmiar tekstu

Czy grozi nam to, że Bałtyk zamieni się kiedyś w bagno? Czy Ziemi grozi głód spowodowany spadkiem wydajności upraw? Tak, ale …

Szczycimy się coraz większą liczbą nowoczesnych oczyszczalni ścieków, ale …. Jeśli polska rzeka nie przepływa przez jezioro - to polska norma nie określa, ile związków fosforu może znajdować się w wodach pościekowych wpuszczanych do niej. Na ogół jest ich tam niewiele mniej, niż wpływa do oczyszczalni, zwykle dużo za dużo. Skąd to wiemy? Bo obserwujemy zarastanie polskich rzek i … eutrofizację Bałtyku. Czy grozi nam, że „nasze” morze zamieni się kiedyś w bagno?

Fosfor jest jednym z głównych makroelementów potrzebnych roślinom do życia. Jego niedobór powoduje spowolnienie ich wzrostu, rachityczność, mniejszą wartość odżywczą. Naukowcy oceniają, że w 2050 r. światowe zasoby apatytów i fosforytów - głównych surowców do produkcji nawozów sztucznych skończą się. Czy zatem Ziemi grozi głód spowodowany spadkiem wydajności upraw?

Tak. I pierwszy, i drugi scenariusz zdarzeń - to bardzo realna perspektywa, ale nad tym, aby tak się nie stało naukowcy na świecie już pracują. Należy do nich m.in. także prof. Lech Smoczyński, kierownik Katedry Chemii na Wydziale Kształtowania Środowiska i Rolnictwa UWM. Jest on też kierownikiem grantu dotyczącego poprawy oczyszczania ścieków w celu lepszego odzysku fosforanów.

- Grant ten realizujemy wspólnie z naukowcami norweskimi, którzy mają w tej materii duże doświadczenie. W Norwegii oczyszczalnie muszą usuwać ze ścieków 90% zanieczyszczeń - wyjaśnia prof. Smoczyński.

Grant obejmuje w uproszczeniu 4 obszary badań: optymalizację metody koagulacji fosforu ze ścieków, opracowanie dla niej systemu sterowania i kontroli dozowania, za pomocą systemu „Doscon”, skonstruowanie nowego sensora kłaczków oraz wykorzystanie fosforu z osadów pościekowych.

Badania objęte grantem zespół prof. Smoczyńskiego prowadzi m.in. w oczyszczalni ścieków w Reszlu. Dlaczego tam? Bo to jedna z tych oczyszczalni, która może w zgodzie z prawem wpuszczać do środowiska tyle fosforanów, ile chce. Poza tym jej kierownikiem jest magistrant prof. Smoczyńskiego, otwarty na innowacyjne rozwiązania.

- W pierwszej kolejności dokładnie przebadaliśmy ścieki w reszelskiej oczyszczalni. Drugim krokiem będzie opracowanie i przetestowanie dla nich metody koagulacji związków fosforu zawartych w ściekach - kontynuuje prof. Smoczyński.

Koagulanty to związki żelaza i glinu wytrącające i trwale wiążące fosfor zawarty w ściekach. Powszechnie stosuje się metodę koagulacji chemicznej, natomiast prof. Smoczyński od wielu lat pracuje nad elektrokoagulacją. W metodzie tej do ścieków wprowadza tzw. elektrokoagulant, najczęściej w postaci anodowo rozpuszczonego glinu. Metoda ta stanowi alternatywę koagulacji chemicznej i zdaniem prof. Smoczyńskiego ma duże szanse powszechnego zastosowania. Dlaczego?

- W 1 tonie koagulantu glinowego znajduje się tylko 100 kg czynnego chemicznie glinu, reszta to balast. Elektrody glinowe do elektrokoagulacji to „czysty” środek czynny. Zamiast transportować 1 tonę wystarczy 100 kg. To daje oszczędności. Elektrokoagulacją można bardzo precyzyjnie sterować. Tego nie można robić w procesie koagulacji chemicznej. Ze względu na zwartość instalacji elektrokoagulację można zastosować i w dużej oczyszczalni, i w – przydomowej - tłumaczy profesor.

Nad tym, żeby było jeszcze precyzyjniej i jeszcze taniej pracują oba zespoły: polski i norweski. Ich zadaniem jest adaptacja i testowanie systemu „Doscon”. To komputerowy program, który na bieżąco będzie dostarczać informacje o tym, jakie parametry mają przepływające właśnie ścieki i jakiej dawki koagulantu potrzebują.

- Nasi norwescy partnerzy już wyliczyli, że taki system spłaca się dzięki oszczędności koagulantu już po 3 latach - uzupełnia prof. Smoczyński. Dodatkową korzyścią dla środowiska naturalnego z użycia „Dosconu” jest zabezpieczenie ścieków przed „przedawkowaniem” koagulantu, albowiem nadmiar koagulantu w odpływie z oczyszczalni jest niekorzystny dla wód. Zostaje jeszcze elektroniczny sensor kłaczków. Przygotowują go oba zespoły wspólnie. Kłaczki to efekt stosowania koagulantów. Ich wielkość, kształt, zwartość etc. - to dla naukowców oznaka tego czy proces wiązania fosforanów przebiega prawidłowo czy nie. Nie trzeba będzie przeprowadzać czasochłonnych i kosztownych badań laboratoryjnych ścieków. Sensor pokaże - na dodatek „online” poprawność bądź niepoprawność procesu.

Ostatni element grantu to zastosowanie osadów pościekowych. W Polsce to podstawowy problem oczyszczalni ścieków. Nie mają na nie zbytu, więc je składują, a niekiedy spalają. Norwedzy z osadami nie mają problemu. Zbywają go na pniu rolnikom, którzy w ten sposób zyskują tani nawóz fosforowy. Dlatego w tym grancie podzielą się z nami swymi osiągnięciami.

Jeśli 3 pierwsze etapy badań prowadzonych w grancie miały na celu ochronę wód przed eutrofizacją - to 4. służyć może zapobieżeniu klęski głodu na Ziemi.

Lech Kryszałowicz

Grant „Poprawa oczyszczania ścieków w celu lepszego odzysku fosforanów” w wysokości ok. 2,4 mln zł finansuje Polsko-Norweski Fundusz Badań Naukowych. Zaczął się latem 2013 r. i potrwa do końca 2015 r. Jego uczestnikiem jest zespół naukowców z Katedry Chemii WKŚiR w składzie: prof. Lech Smoczyński, dr hab. Sławomir Kalinowski, dr Michał Smoczyński, mgr inż. Marta Kosobucka, Elżbieta Malessa i mgr inż. Zbigniew Bukowski (oczyszczalnia ścieków w Reszlu) oraz grupa naukowców z Uniwersytetu Nauk o Życiu w Aas Norwegia: prof. Harsha Ratnaweera, prof. Knut Kvaal, Natalia Siwczenko i Lelum Manamperuma.

 

w kategorii