Katarzyna Kołecka, Hanna Obarska-Pempkowiak, Magdalena Gajewska
Politechnika Gdańska
Streszczenie
Gospodarka realizowana w obiegu zamkniętym ma na celu minimalizację wpływu na środowisko w procesie wytwarzania produktów przez wybór odpowiednich składników oraz sposobu i procesów projektowania umożliwiających powtórne wykorzystanie produktów ubocznych. Pakiet działań polegających na wdrożeniu wyżej wymienionych założeń przyjęła Komisja Europejska w dn. 2 grudnia 2015 roku. W ideę gospodarki zamkniętej bardzo dobrze wpisują się systemy hydrofitowe stosowane w gospodarce komunalnej między innymi do oczyszczania wód i ścieków oraz odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych. Celem pracy jest przedstawienie znaczenia systemów hydrofitowych jako nowych, istotnych elementów w kreowaniu założeń gospodarki o obiegu zamkniętym ("circular economy").
W przyszłości podejście do gospodarki wodno-ściekowej będzie wymagało znaczących zmian. W celu spełnienia wymogów obiegu zamkniętego należy zmienić obecny sposób zbierania, odprowadzania i oczyszczania ścieków. W nowym podejściu konieczny będzie rozdział ścieków (separacja) na frakcje użyteczne i szkodliwe w miejscu powstawania. Takie systemy będą musiały być zaprojektowane dla konkretnego źródła z uwzględnieniem możliwości ponownego użycia wody.
Systemy hydrofitowe obecnie są powszechnie akceptowane jako technologia wykorzystywana przede wszystkim do oczyszczania różnego rodzaju ścieków i jako systemy ochrony wód oraz obiekty do odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych. Jednak wraz ze zmianą podejścia i ukierunkowania się na gospodarkę o obiegu zamkniętym przed tego typu systemami stawiane są nowe cele i wymagania. Te wymagania dotyczyć będą miedzy innymi ponownego wykorzystania wody (oczyszczanie ścieków szarych, oczyszczanie i magazynowanie wody deszczowej, usuwanie trwałych zanieczyszczeń organicznych o niskich stężeniach, doczyszczanie ścieków po procesie oczyszczania jako trzeci stopień), odzysku związków biogennych (produkcja nawozów z osadów ściekowych, wstępne oczyszczenie ścieków przed fertygacją, odzysk związków fosforu ze ścieków za pomocą nowych wypełnień zapewniających efektywną adsorpcję), produkcji energii (systemy hydrofitowe do oczyszczania wód pofermentacyjnych czy miejsca do produkcji biomasy) oraz tworzenia ekosystemów na terenach miejskich. Spełnienie wymienionych kryteriów jest możliwe przy zastosowaniu odpowiedniej konfiguracji systemów hydrofitowych lub ich połączenia z innymi, dostępnymi technologiami, dzięki którym mogą być bardziej efektywne i opłacalne pod względem ekonomicznym w porównaniu z dotychczas stosowanymi metodami.
Przykłady wdrożeń oczyszczalni hydrofitowych zgodnie z założeniami gospodarki o obiegu zamkniętym można spotkać w wielu miejscach.
Pełne wykorzystanie potencjału obiektów hydrofitowych w gospodarce o obiegu zamkniętym jest dosyć trudne i wymaga przede wszystkim zmiany sposobu myślenia oraz podejścia do dostarczania i wykorzystania wody oraz odprowadzania i oczyszczania ścieków. Konieczne są jednak dalsze badania i udoskonalania, które będą stanowić nowe narzędzia, aby móc w pełni wykorzystać istniejące możliwości.
Słowa kluczowe
gospodarka o obiegu zamkniętym, gospodarka komunalna, systemy hydrofitowe, ponowne użycie wody, odzysk substancji biogennych
Treatment Wetlands as the Implementation of the Circular Economy
Abstract
The aim of the circular economy is to reduce the impact of production and products on the environment by selecting the appropriate components and use the proper process design enabling reuse of products. On 2nd December 2015, the European Commission adopted a package of actions to implement the above-mentioned objectives. Treatment wetlands (TWs) used for treating water and wastewater as well as for dewatering and stabilization of sewage sludge are part of the circular economy. The aim of the study is to present the importance of TWs as new, essential elements in the creation of assumptions for circular economy idea.
In future, the approach to water and wastewater management will require significant changes. In order to meet the requirements of the circular economy, the current way of collecting, discharging and treating of wastewater will have to be changed. In the new approach, it will be necessary to separate the wastewater into useful and harmful fractions in the place of origin. Such systems will have to be designed for a particular source, with the possibility of re-use of water.
Currently TWs are widely accepted as a technology for treatment of various types of wastewater and as water protection systems, as well as facilities for dewatering and stabilization of sewage sludge. However new goals and requirements appears with changes of approach and the focus on the circular economy. These requirements will probably relate to the reuse of water (gray water treatment, treatment and storage of rainwater, removal of persistent organic pollutants with low concentrations, treatment of wastewater the third stage in WWTPs), recovery of nutrients (production of fertilizers from sewage sludge, recovery of phosphorus compounds from wastewater using new fillings ensuring effective adsorption), energy production (TWs for treatment of leachate from digestion chamber and biomass production) and ecosystems in urban areas. The appropriate configuration of TWs or their combination with other available technologies assures that the fulfill of mentioned-above goals will be possible and more efficiency and cost-effective solutions will be created.
The application of TWs according to the circular economy can be found in many places.
The use of TWs in the circular economy is reasonable and possible, however further research should be done.
Keywords
circular economy, municipal management, treatment wetlands (TWs), water reuse, nutrients recovery
Pełny tekst / Full text
PDF (Polish)
