ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина XI, брой 7, 2019

Оползотворяване на утайките от ПСОВ в енергетиката

Оползотворяване на утайките от ПСОВ в енергетиката

След биологичното пречистване на отпадните води в ГПСОВ се получават големи количества утайки-0,6-1,0% спрямо общия обем на отпадната вода. Освен замърсител на околната среда с тежки метали и патогенни организми, тези утайки са и биомаса, богата на органични вещества, макро и микроелементи. При правилно управление и спазване на определени условия, съществуват редица възможности за тяхното оползотворяване. Най-разпространеният метод за употреба на тези утайки е в земеделието, но те имат приложение и като алтернативно гориво в енергетиката и ако бъдат направени необходимите инвестиции в специализирани съоръжения, в България има голям потенциал за извършване на този тип оползотворяване.

Увеличаването през последните години на количеството на получените от пречистване на отпадни води утайки се дължи както на съществуващите, така и на новоизградените пречиствателни станции за отпадни води (ПСОВ), финансирани по двете оперативни програми на ЕС – Оперативна програма Околна среда и Оперативна програма за развитие на селските райони. Основният фактор с пряко влияние върху количеството на утайките е броят на населението. Голямото количество представлява риск за околната среда и здравето на гражданите, в случай че не бъдат намерени и приложени адекватни мерки за съхранението или оползотворяването на утайки. При наличието на достатъчни количества на стабилизирани утайки от градски ПСОВ (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 има нормативни документи, чиито постановления трябва стриктно да се спазват, когато такива утайки се оползотворяват.

Някои изисквания към управлението на утайките от пречистване на отпадни 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. Оползотворяването на утайките от отпадни води е в рамките на най-високия приоритет от йерархията на отпадъците.

Обезвреждане на утайки чрез депониране
Временното съхранение и депонирането на утайките са широко разпространени практики в България и се очаква този начин за обезвреждане да продължи 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 постепенно да бъде 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 методи за оползотворяване на тези утайки. Инвестиции в специализирани съоръжения са необходими не толкова когато утайките се използват в земеделието за обогатяване на почвата или за рекултивация на терени, а най-вече за използването им като алтернативен източник на енергия, за което се налага допълнителна обработка.

Утайките могат също да бъдат депонирани, след съвместното им третиране, до определено инертно състояние в съоръжения за биологично третиране на биоотпадъци. Това са 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.

Оползотворяване на утайки в земеделието и за рекултивация
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 използване на стабилизирани утайки включват торене на земеделските култури, подобряване на почви с ниско естествено плодородие, рекултивиране на терени, в горското стопанство, паркоизграждане и поддържане на тревни площи. Оползотворяването на нетретирани утайки върху земеделски земи е позволено, само ако те се инжектират или се вкарват в почвата. В момента повече от половината от утайките, които ПСОВ в страната произвеждат, се използват в земеделието. Директното оползотворяване на утайки от пречистване на отпадни води в земеделието в много европейски страни все още е един от основните методи за тяхното оползотворяване. Към настоящия момент обаче този метод е подложен на критики, засягащи емисии на миризми и възможни рискове за околната среда. 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. Подобряването на почви с ниско естествено плодородие, каквито са скалистите, плитките и ерозиралите почви, изисква внасяне на утайка с по-голяма норма, с която се цели да се подобрят свойствата на почвата и да се увеличи хумусообразуването. 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.

Рекултивирането на нарушени терени като насипи от рудници, кариери за пясък и чакъл, терени за вторично застрояване или изоставени площадки депа изисква оползотворяване на утайките чрез смесването им с неплодородния земен пласт (на дълбочина 10-30cm) в приемливо съотношение. За всеки конкретен случай на рекултивация се извършват подробни проучвания, резултатите от които 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, където са разположени тези депа, което представлява много добро решение в краткосрочен план.

Енергийно оползотворяване на утайки
Засега оползотворяването на утайки от отпадни води се осъществява най-вече в земеделието, но те могат да бъдат използвани и като алтернативен източник на енергия. В България съществуват промишлени инсталации, които биха могли да използват утайки от отпадни води в термични процеси за оползотворяване на енергия. Това са топлоелектрическите централи, 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. Предимствата на този начин на оползотворяване на утайките са, че не изискват много сложни процедури или прекалено големи технологични инвестиции.

Понастоящем в България оползотворяването на утайки чрез изгаряне би могло да се извършва в циментовите заводи Холсим – Бели извор, Титан – Златна Панега, Вулкан – Димитровград и Девня цимент – Девня. Тези съоръжения разполагат с издадени от Министерството на околната среда и водите (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 да може да се осъществи оползотворяване на утайките по този начин, необходимо е изграждане на подходящи съоръжения за сушене. Съвместното изгаряне в ТЕЦ е друга достъпна възможност за безопасно използване на утайките. Не всички ТЕЦ обаче са пригодени за извършването на такова оползотворяване. Освен получаването на официално разрешение от МОСВ, трябва да бъдат изпълнени и определени технически условия. Необходими са подходящи площадки за приемане и временно съхранение на утайките, както и съоръжения, в които да се извършва допълнителното им изсушаване. Решението дали да има 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, които биха могли да се възползват от използването на такъв вид допълнително гориво, да имат високи изисквания по отношение на качеството на утайките, които биха приели. Тези изисквания се отнасят до съдържание на сухо вещество и наличието на замърсители в тях. Най-често от значение по отношение съдържанието на утайките са замърсители като халогени и тежки метали. Изисквания има и за цената на услугата, което вече поставя сериозни бариери пред използването на утайки в тази сфера. В Испания например операторите на ПСОВ плащат за изгарянето на утайки на циментовите заводи между 3 и 5 евро/тон. Алтернарнативна възможност е изграждане на съоръжения за самостоятелно изгаряне на утайки в подходящите за това ГПСОВ.

Има също така теоретична възможност за енергийно оползотворяване на утайките от отпадни води като бъдат съвместно изгаряни с друга биомаса в рамките на проекти за оползотворяване на енергия от възобновяеми източници. Все още в България няма изградени подобни инсталации за самостоятелно изгаряне на утайки, както и за съвместно изгаряне на утайки с други отпадни материали, като например общински инсталации за изгаряне на отпадъци.

Обезвреждането 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 вредни емисии. Поради мониторинга и изключително високите стандарти за пречистване на изгорели газове, инсинераторите за битови отпадъци са най-подходящи за утайки, при чието изгаряне не могат да се отделят по-високи концентрации на опасни вещества. В този случай е налична конкуренция между утайките и останалите отпадъци, 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, които са необходими за осъществяването на тази цел. В допълнение към това страната ни не разполага и с никакъв опит с процедури по одобряването на инвестиции от такъв тип. Всичко това затруднява съставянето на прогнози относно въвеждането в експлоатация на такива инсталации. Предполага се, че в средносрочен план не е реалистично да се очаква, че подобни намерения ще бъдат осъществени. 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, при които такъв тип утайки се оползотворяват по термичен начин, са газификацията и пиролизата. В световен мащаб те от много години са обект на тестване и по-нататъшна разработка на технологиите. Получените резултати имат както положителни, така и отрицателни страни, като 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 влагането на огромни инвестиции в необходимите съоръжения и технологии, липсата на собствен опит при възприемането и въвеждането на такива технологични решения, както и скептицизма и настроенията в обществото по отношение на всяка форма на термично третиране на отпадъци. В същото време в България има големи възможности за разработване на такъв тип решения, като се има 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.

Като се има предвид сегашното състояние на нещата и трудностите пред реализирането на необходимите технологични инвестиции за изграждането на необходимите съоръжения, може да се каже, че въпреки възможностите за въвеждане на тези методи за оползотворяване на утайки от отпадни води, ще е необходимо още доста време, преди това да стане част от един реалистичен за България дългосрочен сценарий.