Przewiduje się, że w bieżącym stuleciu problem wody dla miast, rolnictwa i przemysłu okaże się niezwykle ważny, z uwagi na szybkość zachodzących zmian demograficznych i klimatycznych. Dlatego głównym celem polityki wodnej Unii Europejskiej jest osiągnięcie dobrego stanu dla wszystkich rodzajów wód. Wydane akty prawne w tym zakresie zwiększają zakres ochrony wód przed zanieczyszczeniem, powodują umiędzynarodowienie problemów jakości wód, ale równocześnie zwiększają koszty ich ochrony. Istotą polityki wodnej staje się maksymalizacja ochrony jakości wód przed zanieczyszczeniem w dorzeczach i zlewniach, przy najmniejszych kosztach społecznych. Konieczne są zrównoważone rozwiązania dla gospodarki wodno-ściekowej, szczególnie w zakresie zaopatrzenia w wodę, która powinna być dostępna dla ludności pod względem cenowym, jak też w zakresie efektywnego oczyszczania ścieków i zagospodarowania osadów ściekowych.

Gospodarka cyrkulacyjna

Gospodarka cyrkulacyjna została przedstawiona w roku 2014 przez Komisję Europejską w komunikacie pt. „Ku gospodarce o obiegu zamkniętym: program <> dla Europy” do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu SpołecznoGospodarczego i Komitetu Regionów. W tej koncepcji odpady traktowane są jako potencjalne surowce, co wymaga zmian w stosunku do sposobów ich zagospodarowania, jak też przemyślanych zmian w gospodarce wodno-ściekowej i osadowej.

Powody wprowadzania gospodarki cyrkulacyjnej to: ograniczona dostępność niektórych surowców, uzależnienie gospodarki europejskiej od importu surowców (wysokie ceny, zmienność rynku, niepewna sytuacja w wybranych państwach), jak też malejąca konkurencyjność gospodarki europejskiej w stosunku do gospodarki światowej. Istnieje pewna zbieżność gospodarki cyrkulacyjnej z nowym paradygmatem „NEW – Nutrienty – Energia – Woda” [1].

Odnowić wodę ze ścieków

Idea nowego paradygmatu „NEW” dla systemów ściekowych powstała w USA i oparta jest na przekształceniu oczyszczalni w zakłady produkcji zasobów odzyskiwanych ze ścieków i osadów. Przesłankami były: zachodzące zmiany klimatyczne i demograficzne, rosnące zanieczyszczenie wód (powodujące między innymi przyśpieszenie procesu eutrofizacji wód) i konieczność realizacji zrównoważonego rozwoju. Nową rolą staje się produkcja zasobów, która obecnie dotyczy również odnowy wody ze ścieków, co powoduje konieczność uwzględniania spójności i integracji uzdatniania wody, oczyszczania ścieków i przeróbki osadów już na poziomie koncepcji ogólnych. Integracja wtórnego wykorzystania dobrze oczyszczonych ścieków z gospodarowaniem zasobami wodnymi w zlewniach winna być oparta na ilościowych bilansach potrzeb wodnych różnego rodzaju użytkowników (komunalnych, przemysłowych i rolniczych), przy uwzględnieniu ograniczeń wynikających z wymagań odnośnie jakości wody i przepisów prawnych w tym względzie.

Odnowa wody, wtórne wykorzystanie ścieków oraz zamykanie obiegów wodnych mogą stać się znaczącymi elementami hydrologicznego cyklu obiegu wody w obliczu postępujących zmian klimatycznych, a szczególnie w przypadku grożących deficytów, związanych z przedłużającymi się okresami suszy. W produkcji zasobów na amerykańskich oczyszczalniach ścieków, znaczną rolę zaczyna odgrywać odzyskiwana woda, a według Amerykańskiej Akademii Nauk potencjał zasobów wodnych w USA może zostać znacznie powiększony za pomocą odnowy wody.

Rodzaje wtórnego wykorzystania ścieków

W zależności od sposobu wykorzystania odnowionej wody ze ścieków, rozróżnia się następujące rodzaje wtórnego wykorzystania ścieków [2]:

•    bezpośrednie wtórne wykorzystanie ścieków, w którym następuje połączenie systemów oczyszczającego i odbiorczego,

•    pośrednie wtórne wykorzystanie ścieków, które obejmuje procesy mieszania i rozcieńczania odnowionej wody ze ścieków, przed jej wykorzystaniem, w naturalnych wodach powierzchniowych i podziemnych.

W zależności od przeznaczenia odnowionej wody rozróżnia się:

•    wtórne wykorzystanie ścieków do celów konsumpcyjnych, które dotyczy zasilania obiegów wody pitnej wysoko oczyszczonymi ściekami,

•    wtórne wykorzystanie ścieków do celów niekonsumpcyjnych, które obejmuje pozostałe zastosowania.

Odnowa wody ze ścieków oparta jest na szeregu procesów oczyszczania, które przywracają ściekom cechy użytkowe wody. Wtórne wykorzystanie ścieków (wody) to przynoszące korzyści wykorzystanie odnowionej wody do różnych celów.

Wymagania

Wymagania stawiane systemom wtórnego wykorzystania ścieków, szczególnie miejskich, to: stopień oczyszczania ścieków, wymagana jakość wody przeznaczonej do wtórnego wykorzystania, ilość odnowionej wody ze ścieków, udział ilościowo-jakościowy ścieków przemysłowych w ściekach miejskich. Wtórne wykorzystanie ścieków komunalnych i innych może mieć bardzo wiele zastosowań praktycznych, w tym do celów: przemysłowych, rolniczych i komunalnych, po spełnieniu wymaganych warunków. Źródłami odnawianej wody mogą być ścieki komunalne, przemysłowe, wody opadowe czy ścieki (odpływy) z nawodnień rolniczych. Poniżej przedstawiono głównie możliwości wtórnego wykorzystania ścieków komunalnych [3].

Możliwości         

Wtórne wykorzystanie ścieków komunalnych do celów przemysłowych zależy głównie od rodzaju przemysłu i celu, do którego są wykorzystywane. Największe możliwości występują w procesach chłodzenia i w zasilaniu obiegów wód technologicznych. Mimo że zamykanie obiegów wodnych ma podstawowe znaczenie, to dobrze oczyszczone ścieki komunalne, w pewnych warunkach lokalnych,  mogą być źródłem uzupełniającym.                                                                                                                                 

Wtórne wykorzystanie ścieków komunalnych do nawodnień rolniczych jest najczęściej stosowanym sposobem ich wykorzystywania, szczególnie w regionach, gdzie występują niedobory zasobów wodnych. Użyteczność tych nawodnień zależy od różnych wskaźników jakościowych, w tym między innymi od: zasolenia, stopnia adsorpcji sodu, zawartości elementów śladowych.

Cały artykuł został opublikowany w nr 4/2018 magazynu KierunekWodKan