Оползотворяване на утайките от ПСОВ

След биологичното пречистване на отпадъчните води в ГПСОВ се получават големи количества утайки-0,6-1,0% спрямо общия обем на отпадъчната вода. Освен замърсител на околната среда с тежки метали и патогенни организми, те са и биомаса, богата на органични вещества, макро и микроелементи със състав на азотно-фосфорно-калиев тор. При правилно управление и спазване на определени условия, съществуват редица възможности за оползотворяване на утайките от отпадъчни води.
В статията ще разкажем за нормативните изисквания, за оползотворяването на утайки в земеделието, в рекултивацията и възстановяването на нарушени терени, за енергийното оползотворяване и обезвреждането на утайки чрез депониране.

Увеличаване на количеството на получените утайки от пречистване на отпадъчни води през последните години се дължи както на съществуващите, така и на новоизградените ПСОВ, финансирани по двете оперативните програми на ЕС-Оперативна програма „Околна среда”-ОПОС и „Оперативна програма за развитие на селските райони”-ОПРСР. Основният фактор с пряко влияние върху количеството на утайките е броят на населението. Голямото количество представляват риск за околната среда и здравето на гражданите в случай, че не бъдат намерени и приложени адекватни мерки за съхранение или оползотворяване. От друга страна, в земеделието на България, се очертава сериозен недостиг на източници на органични вещества в почвите. При наличието на достатъчни количества на стабилизирани утайки от ГПСОВ те биха могли да намерят широко приложение както в земеделието за подобряване качеството на почвите, така и за рекултивиране на нарушените терени, а също и за гориво в различни процеси. Важно е да се отбележи, че съгласно нормативните документи употребата на утайки за земеделски цели е разрешена само при определени стриктно спазвани норми.

Нормативни изисквания
Правното основание за използването на утайките от ГПСОВ в почвите на територията на ЕС-28, е постановено в Директива 86/278/ЕИО от 12 юни 1986 г. за опазване на околната среда и по-специално на почвата, при използване на утайки от отпадъчни води в земеделието, като на всяка от страните се дава възможност да прилага собствени по-строги законодателни мерки. Примери за страни, които прилагат по-стриктни и завишени изисквания към качеството на утайките са Холандия, Швеция, Дания и Германия.

Директивата поощрява използването на утайки в земеделието, като взема предвид ценните им свойства, но с условието, че те могат да се използват само на площи, където не оказват отрицателно въздействие върху почвата и земеделските продукти. Основните изисквания в Директивата се свеждат до спазване на лимити, свързани със съдържанието на тежки метали и биогенни елементи в утайките и почвите, както и ограничения за годишното натоварване на земеделските земи с утайки. Изискванията на Директивата в българското законодателство са регламентирани с „Наредба за реда и начина за оползотворяване на утайки от пречистването на отпадъчни води чрез употребата им в земеделието-ДВ, бр. 63 от 12 август 2016 г., в сила от 16.08.2016 г. Някои изисквания към управлението на утайките от пречистване на отпадъчни води са свързани със законодателството по управление на водите и законодателството по управление на отпадъците. Изгарянето или депонирането на утайки се разглежда от подзаконовите нормативни актове касаещи изгарянето или депонирането на отпадъци. Оползотворяването на утайките от отпадъчни води е в рамките на най-високия приоритет от йерархията на отпадъците.

Оползотворяване на утайките
Едно широко приложение на утайките е в земеделието. Наблюдава се смесица от култури, преобладаващи на обработваемите земи в източната част на страната, както лозарство, животновъдство и диви пасища в планинските местности.Оползотворяването на утайки в земеделието трябва да бъде съобразено с хранителните нужди на растенията без да се влошава качеството на почвата или надземните и подпочвени води. Възможностите за изпозване на стабилизирани утайки, са за торене на земеделските култури, за подобряване на почви с ниско естествено плодородие, за рекултивиране на терени, в горското стопанство, за паркоизграждане и поддържане на тревни площи. Оползотворяването на нетретирани утайки върху земедеслки земи е позволено само, ако те се инжектират или се вкарват в почвата.

Количеството утайки, които се оползотворяват върху земеделски площи към настоящия момент, е силно зависимо от ГПСОВ–София, където 20 110 тона с.в. (сухо вещество) от утайки се оползотворяват в земеделието, т.е. 55 % от общото количество на генерираните утайки в страната. Според експертно проучване през 2020г. могат да се очакват между 91 800 и 156 700 тона с.в., като реалистичният сценарий предвижда 124 500 тона с.в. 55% от тях ще бъдат оползотворени в земеделието.

Директното оползотворяване на утайки от пречистване на отпадъчни води в земеделието все още е един от основните методи за тяхното оползотворяане в много европейски страни. Този метод, обаче, е подложен на критики към настоящия момент - емисии на миризми, възможни рискове за околната среда. Счита се за много противоречива тема, водеща до промени в националните политиките в областта в няколко държави-членки на ЕС. Следователно, тенденцията за директно оползотворяването на утайки в земеделието се превръща в не много надежден начин за третиране на утайките в бъдеще. Създадената в България логистична система и инфраструктура за управление на утайките от пречистване на отпадъчни води, е ориентирана изключително към оползотворяването на утайки в земеделието. Утайките осигуряват азот, фосфор и други основни елементи, както и органична маса, които помагат за подобряването на структурата, дренирането и способността на почвата да задържа вода. Използването на утайките за наторяване, неизбежно се налага заради нарушения баланс на органично вещество в почвите. Нормите на торене зависят от вида на отглежданите култури, състава на утайките и състоянието на почвата. При издаване на разрешенията за оползотворяване на утайки от Българската агенция за безопасност на храните, се отчитат нуждите на растенията от хранителни вещества, така че качеството на почвата, повърхностните и подпочвените води да не бъде влошено вследствие на употребата на утайки. При определяне на максималното количество утайка, отговаряща на изискванията, която може да се употреби в почвата за единица площ годишно, се вземат предвид показателите, характеризиращи състава на утайката, както и показателите на почвата, върху която ще бъдат оползотворени съответните количества утайка. Изпитването на почвата се извършва преди първоначалното влагане на утайките. След употребата им провежда мониторинг на наторените почви на всеки 5 години. Прави се химически анализ за съдържание на основни макроелементи и тежки метали. Препоръчително е лабораторните анализи и всички отчети да бъдат поддържани от система за управление на качеството например, EN ISO 17002, за да се гарантира надеждността на събраните данни и информация. За торене се препоръчват утайки, които имат повече от 30% с.в. и съдържание на тежки метали под максимално-допустимите концентрации посочени в Наредбата. Нормата се определя по съдържанието на азота. Тя може да предизвика излишък или недостиг на един или друг хранителен елемент в растенията. С оползотворяване на утайки в земеделието директно се оползотворяват техните хранителни вещества, включващи фосфора. Затова използваните за торене утайки се квалифицират, по съдържание на основни хранителни елементи, тежки метали, органохимични замърсители и патогени.

Подобряването на почви с ниско естествено плодородие - скалисти, плитки и ерозирали, изисква внасяне на утайка с по-голяма норма. С последната се цели да се подобрят свойствата на почвата и увеличаване хумусообразуването. Оптималният срок за внасяне на стабилизирана утайка в почвата, е есента при дълбока оран или лятото. В крайна сметка, земеделските производители трябва да проявят желание да използват утайки върху земите си и да поемат определен риск, произтичащ от неизвестните странични ефекти и възможните вредни въздействия от тази употреба. Утайките, предназначени за оформяне на зелени площи и градинарски цели, трябва да отговарят на високи стандарти на отстраняване на миризми, патогенни организми и остатъци. При необходимост те трябва да бъдат допълнително третирани, заради вероятността хора да попаднат на обработените места. В бъдеще е възможно въвеждането на ограничения в резултат на все по-стриктното европейско законодателство в областта на опасните вещества и максимално допустимите стойности при директната употреба на утайки в земеделието.

Друга възможност за оползотворяване на утайки в земеделието е компостирането им заедно с биоотпадъци с цел получаване на висококачествена органична тор-компост, който е с гарантирано качество и безопасност по отношение на околната среда и здравето на населението, както и технологиите за рециклиране на фосфора от утайките.

Оползотворяване на утайки за рекултивация и възстановяване на нарушени терени
Рекултивирането на нарушени терени-насипи от рудници, кариери за пясък и чакъл, пороища, терени за вторично застрояване или изоставени площадки-депа, изисква оползотворяване на утайките, чрез смесването им с неплодородния земен пласт-10-30cm, в приемливо съотношение. Така утайките се използват за техническо рекултивиране на нарушените терени. В зависимост от бъдещото използване на рекултивирания терен, се използват различни норми за рекултивация. Последните варират в границите на 60-100t/da. За всеки конкретен случай на рекултивация се извършват подробни проучвания, за наличността или липсата на достатъчен хумусен почвен слой, физико-химичните показатели на почвите в района, наличие на отпадъчни материали, бъдещото предназначение на рекултивирания терен, състава и свойствата на препоръчваните утайки, характеристиката на наличните земни маси в района, разстоянието от нарушения терен до пречиствателната станция и др. Резултатите от проучванията се използват за изготвяне на проект за рекултивация на нарушени терени.

По експертни данни към момента в България съществуват 104 депа, които не отговарят на нормативните изисквания и трябва да бъдат закрити и рекултивирани. Това е голям потенциал за оползотворяването на утайките от ГПСОВ в цялата страна, където са разположени тези депа. Оползотворяването на утайките за рекултивация в тази връзка представлява много добро решение в краткосрочен план. Възстановяването на старите мини зависи от бъдещото развитие в този сектор. Общият размер на рекултивираните минни терени с утайки от отпадъчни води е 1167,8ha. Регионите с голям потенциал за използване на утайките от отпадъчни води в областта на възстановяване на мини, са София, Стара Загора, Хасково и Шумен. Други региони, представляващи интерес за оползотворяването на утайки за възстановяване на стари мини, са Благоевград, Бургас и Перник.

Енергийно оползотворяване на утайки
Съществуващите промишлени инсталации в България, които биха могли да използват утайки от отпадъчни води в термични процеси и оползотворяване на енергия, са ТЕЦ работещи на въглища, и циментовите заводи. В международната практика съвместното изгаряне и енергийното оползотворяване на утайки като вторично гориво се използват от дълго време с помощта на най-съвременни технологии. Този вариант не изисква много сложни процедури или прекалено големи технологични инвестиции.

В България, понастоящем оползотворяването на утайки чрез изгаряне би могло да се извършва в няко циментови заводи. Те имат издадени от МОСВ комплексни разрешителни за такъв вид дейност. Тези заводи по принцип могат да приемат единствено изсушени утайки с над 80% съдържание на сухо вещество, което е изключително енергоемко. За реализирането на тази възможност е необходимо изграждане на подходящи съоръжения за сушене. Съвместното изгаряне в ТЕЦ е друга достъпна възможност за обезвреждане на утайките. Не всички ТЕЦ обаче могат да приемат утайки от отпадъчни води. Освен официално разрешение от МОСВ, трябва да бъдат изпълнени и определени технически условия. Необходими са подходящи площадки за приемане и временно съхранение на утайки, както и съоръжения за допълнителното им изсушаване. Решението за инвестиции в такива съоръжения зависи от оператора на ГПСОВ, който трябва да се съобрази с пазарните перспективи и оставащия експлоатационен срок на съответната ГПСОВ.

Очаква се, операторите на ТЕЦ и циментовите заводи в България да имат твърде високи изисквания за качеството на утайките-съдържание на сухо вещество и наличие на замърсители в тях най-често по отношение съдържанието на халогени и тежки метали, а също и за цената на услугата, което вече поставя сериозни бариери пред използването на утайки в тази сфера. Например, в Испания операторите на ПСОВ, за изгарянето на утайки плащат на циментовите заводи между 3 и 5 евро/тон за услугата. Алтернарнативна възможност е изграждане на съоръжения за самостоятелно изгаряне на утайки в подходящите ГПСОВ.

Също теоретична възможност за енергийно оползотворяване на утайките от отпадъчни води е съвместното им изгаряне с друга биомаса в рамките на проекти за оползотворяване на енергия от възобновяеми източници. Все още в България няма изградени инсталации за самостоятелно изгаряне на утайки, както и за съвместно изгаряне на утайки с други отпадъчни материали, напр. общински инсталации за изгаряне на отпадъци.

Обезвреждане на утайките и изграждането на необходимите за целта съоръжения, трябва да са в съответствие с Европейската директива за изгаряне на отпадъци, а също и да са съобразени със съвременните технологии и практиката за предотвратяване на емисии. Поради изключително високите стандарти за пречистване на изгорели газове и мониторинг, инсинераторите за битови отпадъци са най-подходящи за утайки, при които не могат да се отделят по-високи концентрации на опасни вещества. В този случай, утайките и останалите отпадъци се оказват в ситуация на конкуренция, като обезвреждането става срещу заплащане на по-високи такси. Желанието в България да бъдат изградени инсталации за изгаряне на утайки среща пречки предимно поради значителните инвестиции, необходими за целта. Освен това, страната няма никакъв опит с процедури по одобряването на такива инвестиции. Това затруднява прогнозите относно въвеждането в експлоатация на тези инсталации. Предполага се, че осъществяването на подобни намерения не е реалистична визия в средносрочен срок. Освен това в българското общество се забелязват сериозни резерви, и дори значителна съпротива, по отношение на всякакви проекти, свързани с процесите на изгаряне.

Други процеси за термично оползотворяване на утайки, като газификация и пиролиза, от много години са обект на тестване и по-нататъшна разработка в световен мащаб. Резултатите са едновременно положителни и отрицателни и на този етап не позволяват широкомащабно използване на тези възможности за третиране на утайките. През последните години в Европа са започнати няколко проекта, при които утайките се използват като входящ материал. Трудностите, пред които са изправени такива методи в България, са необходимостта от огромни инвестиции, липсата на собствен опит при приемането и въвеждането на тези технологични решения, както и общественият скептицизъм по отношение на всяка форма на термично третиране на отпадъците. Възможностите за разработване на такива решения в България са по-големи, имайки предвид факта, че за средно големи ГПСОВ размера на разходите е същият, както при избора на съвместното изгаряне като основен вариант за обезвреждане. Подобни проекти в Европа показват все по-добри резултати. Но необходимо е още доста време преди тези методи да станат част от реалистичния сценарий за България в дългосрочен срок.

Обезвреждане на утайки чрез депониране
Временното съхранение и депонирането на утайките са широко разпространена практика в България и се очаква този начин за обезвреждане да продължи да бъде основен още известно време без да се полагат допълнителни усилия за подобряването на управлението на утайките. Тъй като обезвреждането на утайки чрез депониране е най-неекологичното решение, то трябва да бъде постепенно намалявано и окончателно преустановено през следващите години. Тази възможност трябва да продължи да съществува в рамките на един преходен период, до извършването на необходимите инфраструктурни и технологични инвестиции за алтернативни варианти за оползотворяване на утайки. След това утайките могат също да бъдат депонирани, след съвместното им третиране, до определено инертно състояние в съоръжения за биологично третиране на биоотпадъци-съоръжения за компостиране или механично-биологично третиране. Към момента изграждането на подобни инсталации за рециклиране и материално оползотворяване на отпадъците са приоритетни за България пред изграждането на инсинератори за битови отпадъци или други съоръжения за термично третиране на отпадъци. Това се оказва реална възможност за управление на утайките в страната в дългосрочен срок.