Naukowcy z UW przedstawili tanią i ekologiczną alternatywę oczyszczania ścieków

Według danych GUS 45% mieszkańców wsi nadal nie jest objętych systemem kanalizacji. Co dzieje się z produkowanymi przez nich ściekami? Choć powinny być zbierane w szczelnych szambach i regularnie transportowane przez tabor asenizacyjny do oczyszczalni, wiadomo, że tak nie jest. Potwierdza to opublikowany w czerwcu 2019 r. raport NIK, z którego wynika, że choć gminy mają taki obowiązek, to nie ewidencjonują zbiorników, nie monitorują ich stanu ani częstotliwości opróżniania.

Na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego opracowano ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych rozwiązań, czyli pasywne systemy oczyszczania ścieków typu Constructed Wetlands. Niedawno zainteresowani tym rozwiązaniem samorządowcy mieli okazję zobaczyć na własne oczy taką instalację działającą od wielu lat w czeskiej miejscowości Velká Jesenice.

Awaria warszawskiej oczyszczalni Czajka uzmysłowiła opinii publicznej skalę zagrożeń związanych z przedostawaniem się ścieków do wody. Odpady organiczne, oleje i tłuszcze, środki chemiczne, groźne bakterie i wirusy zaburzają ekosystem i degradują środowisko naturalne, a przy tym są także niebezpieczne dla zdrowia a nawet życia ludzi. Na szczęście to sytuacja, którą stosunkowo szybko udało się opanować. Mało kto ma jednak świadomość, że porównywalnym jeśli nie większym zagrożeniem, z którym społeczeństwo i środowisko mierzą się na co dzień, są powszechne w skali całego kraju szamba. Dlatego wyzwania związane z zarządzaniem gospodarką ściekową na obszarach wiejskich są o wiele większe i trudniejsze do rozwiązania niż nagłośniony przez media przypadek w stolicy.

„Do wód gruntowych trafiają codziennie hektolitry zanieczyszczeń, które nie podlegają tak szybkiemu rozcieńczeniu jak ścieki w Wiśle. Choć problem nie jest nagłaśniany, to ma charakter systemowy. Dotyczy on w szczególności obszarów nieskanalizowanych, na których gospodarka ściekowa jest prowadzona w oparciu o przydomowe zbiorniki bezodpływowe, czyli szamba” – mówił Prodziekan Wydziału Biologii UW, Dr Piotr Borsuk podczas zorganizowanej w Warszawie konferencji poświęconej alternatywnym rozwiązaniom gospodarki ściekowej w gminach na obszarach nieobjętych systemem kanalizacji zbiorczej.

Tradycyjne oczyszczalnie nie zawsze są najlepszym wyjściem. Czasem ze względów ekonomicznych i finansowych mogą być bardzo trudne do realizacji. Generują nie tylko wysokie koszty inwestycyjne, ale również związane z utrzymaniem i konserwacją instalacji. Alternatywą dla miejscowości o relatywnie zwartej zabudowie (ze względu na konieczność budowy kanalizacji zbierającej ścieki z poszczególnych domostw) są pasywne systemy oczyszczania ścieków typu Constructed Wetlands – uniwersalne, bo oczyszczają ścieki różnego rodzaju, efektywne ekonomicznie już dla miejscowości od 100 mieszkańców, a przy tym są łatwe do rozbudowy.

Naśladujmy naturę

„W porównaniu do konwencjonalnych oczyszczalni ścieków, systemy pasywne charakteryzuje prosta obsługa, odporność na nierównomierny dopływ ścieków i konkurencyjne koszty wynikające z braku konieczności mieszania, napowietrzania czy ogrzewania. Systemy pasywne są przy tym opłacalne nawet dla mniejszych przepływów i nie pozostawiają osadów wtórnych” – mówił podczas konferencji dr hab. Łukasz Drewniak prof. uczelni z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego i jeden z założycieli uniwersyteckiej spółki spin-off, RDLS.

Proponowane przez naukowców rozwiązanie naśladuje warunki hydrauliczne i siedliskowe naturalnych ekosystemów bagiennych. W takim gruntowo roślinnym systemie, w którym gleba występuje w stanie nasycenia wodą, na odpowiednich filtrach zachodzi biologiczny proces oczyszczania – z udziałem różnorodnych mikroorganizmów, zasiedlonych w rozwiniętym systemie korzeni i kłączy roślin wodnych i wodolubnych. Ogromną rolę do odegrania w systemach pasywnych mają właśnie mikroorganizmy: degradują i asymilują związki węgla, zatrzymują związki fosforu i metale ciężkie, odpowiadają za asymilację i ulatnianie związków azotu oraz wytrącanie związków siarki. To rozwiązanie naturalne i ekologiczne, w którym nie stosuje się chemii. Zużywa się także o wiele mniej energii w porównaniu do tradycyjnych oczyszczalni.

Dzięki temu, że na elementach tworzących system osadza się biofilm, system pasywny jest w stanie obsługiwać różną ilość ścieków. Przykładowo w miejscowościach turystycznych, w których liczba mieszkańców przez większą część roku nie przekracza 250, za to w sezonie zwiększa się kilkukrotnie, oczyszczalnie biologiczno-mechaniczne nie radzą sobie dobrze z tym problemem, generując znaczne koszty. Okresowo mniejsza ilość ścieków w systemie pasywnym nie jest problemem, ponieważ bakterie odpowiednio się dostosują do panujących aktualnie warunków. Przy tym ścieki nie są tłoczone wiele kilometrów do oczyszczalni, a następnie odprowadzane do rzeki, by bardzo szybko opuścić lokalny ekosystem. Wraz z pobieraną wodą zostają na miejscu. System trzyma wodę, która może swobodnie odparować i pozostać na danym terenie. To ważne zwłaszcza na obszarach zagrożonych suszą. „W naturalny sposób odzwierciedlamy system bagienny. Żyjące w nim organizmy dostosowują się do zmieniających się warunków – ilości materii do przetworzenia czy temperatury. W odróżnieniu od tradycyjnych systemów, gdzie trzeba precyzyjnie kontrolować warunki, odpowiednio napowietrzać czy utrzymywać stężenie pierwiastków, poprawnie uruchomiony system pasywny skutecznie działa przez lata bez większej ingerencji człowieka” – dodaje Łukasz Drewniak z UW.

Zainteresowanie samorządów – co mówią samorządy i eksperci

System pasywny to doskonałe rozwiązanie dla miejscowości oddalonych od istniejących sieci kanalizacyjnych, który dodatkowo pozwala oszczędzić na budowie sieci kanalizacyjnej i sieci przepompowni. Pewnym minusem w porównaniu do oczyszczalni biologiczno-mechanicznych jest większe zapotrzebowanie na teren. W przeliczeniu na 1 mieszkańca potrzeba średnio ok 5 metrów kwadratowych. Dla wielu gmin to jednak nie problem, zwłaszcza, że system nie jest uciążliwy dla mieszkańców. W Czechach, gdzie tego typu oczyszczalnie są popularne, instalacje oddalone są o kilkadziesiąt metrów od domostw. Podczas konferencji opowiadali o tym Tereza Hnátková z firmy Dekonta, budującej takie systemy oraz Petr Jeništa, starosta z położonej niedaleko polskiej granicy miejscowości Velká Jesenice, w której system pasywny działa od ponad 20 lat. Zwracali oni uwagę, że poza tym, że system oczyszcza ścieki i jest łatwiejszy w eksploatacji, to jest przy tym przyjazny zmysłom, ponieważ oczyszczalnia pasywna nie wydziela odorów.

Grażyna Lamczyk, wójt gminy Dębowa Kłoda opowiadała o budowie oczyszczalni ścieków tego typu powstającej w miejscowości Białka. Oczyszczalnia, zaprojektowana przez naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, będzie jedną z największych tego typu instalacji w Europie. Będzie obsługiwała do 1800 mieszkańców. Inwestycja jest realizowana przez spin-off z UW, spółkę RDLS w konsorcjum z czeską firmą Dekonta a.s. Oczyszczalnia ma funkcjonować już w lecie 2020 r.

Rozwiązanie wzbudziło duże zainteresowanie uczestniczących w warszawskiej konferencji samorządowców. „Pasywne oczyszczalnie ścieków to rozwiązanie w Polsce stosunkowo mało znane, a szkoda, bo godne polecenia zwłaszcza na terenach wiejskich. To systemy bardzo tanie w eksploatacji. Jeśli system wykorzystuje naturalne spadki terenu, to nie potrzeba zbyt wielu urządzeń. Tymczasem koszty oczyszczania ścieków są wysokie. W Gminie Brańszczyk mamy 3 oczyszczalnie. Roczne koszty samej energii elektrycznej zużywanej przez pracujące w nich urządzenia – pompy czy systemy napowietrzania – sięgają ponad 450 tys. zł. Do tego dochodzą koszty konserwacji i napraw. Dochodzi jeszcze dość spory koszt zagospodarowania osadów pościekowych. Przykłady działających w Czechach systemów pasywnych dowodzą, że mogą one funkcjonować praktycznie bezobsługowo, są przyjazne dla środowiska, a do tego nie są one uciążliwe dla okolicznych mieszkańców, bo nie ma wokół nich nieprzyjemnego zapachu” – komentował Wiesław Przybylski, wójt gminy Brańszczyk.

„Biorąc pod uwagę, że koszt utrzymania systemów klasycznych jest wysoki, na terenach wiejskich systemy pasywne to przyszłość. Nasza gmina już złożyła wniosek o dofinansowanie jednej takiej oczyszczalni. Myślimy też o kolejnej” – dodawał Wiesław Przybylski.

Wizyta w lokalnej oczyszczalni – przekonać się na własne oczy i nos

Zainteresowani samorządowcy uczestniczyli w wizycie studyjnej w pasywnej oczyszczalni działającej w czeskiej miejscowości Velká Jesenice. „Byłem wcześniej na spotkaniu w Warszawie na UW, gdzie przedstawiciel administracji lokalnej z Velká Jesenice miał prezentację. Wiedziałem więc, czego się spodziewać, jednak jak coś się widzi na własne oczy, to zawsze robi większe wrażenie. Przede wszystkim uderzająca jest prostota instalacji i łatwość obsługi. Jeśli chodzi o zapach, to na samej oczyszczalni pewien zapach dało się wyczuć, ale obok oczyszczalni, gdzie parkowaliśmy samochody już go nie było” - przekonuje Ireneusz Szymczak, wójt gminy Pniewy.

„Wrażenie robi także grawitacyjny charakter rozwiązania. Teren w Velká Jesenice jest górzysty, oczyszczalnia jest w najniższym punkcie. W naszej gminie jest kilka miejscowości z podobnym ukształtowaniem. Wyzwaniem jest jednak pozyskanie gruntów pod oczyszczalnię, w takim najniższym punkcie. Mamy jednak wytypowane pewne osiedle z funkcjonującymi starymi zbiornikami bezodpływowymi, gdzie potencjalne grunty pod oczyszczalnię należą do Skarbu Państwa. Być może udałoby się je pozyskać” – dodaje Ireneusz Szymczak.

Brak nieprzyjemnego zapachu był zaskoczeniem chyba dla wszystkich uczestników. „Na miejscu przekonaliśmy się, że w przypadku systemów pasywnych nie ma przykrego zapachu. Koledzy z innych gmin posiadających oczyszczalnie tradycyjne przekonywali, że odór to duży problem dla mieszkańców. Oczyszczalnie tradycyjne po prostu śmierdzą. W Velká Jesenice ten problem praktycznie nie występuje. W pobliżu odkrytych elementów można wyczuć co najwyżej delikatny zapach” – przekonuje Piotr Orzechowski, wójt gminy Strachówka.

Uczestników wizyty zaskoczył nie tylko brak nieprzyjemnych zapachów, ale także prostota zastosowanej technologii. „Nie było prawie żadnych urządzeń mechanicznych, które zużywają energię elektryczną, które mogą się zepsuć lub trzeba je konserwować. Była chyba tylko jedna pompa – bardzo prosta konstrukcja. Zaskakujący był także niezwykły porządek terenu wokół oczyszczalni. Całość w ogóle nie przypominała oczyszczalni” – mówi Krzysztof Jezierski, wójt gminy Zabrodzie.

„Prostota pasywnej oczyszczalni ścieków w Velká Jesenice była chyba największym zaskoczeniem. Wyposażenie tej instalacji to łopata i kijek do regulacji przepustów. Za całą obsługę odpowiada jedna osoba, która przyjeżdża w cywilnym ubraniu na rowerze. Przy tym wydaje się, że dalsze udoskonalanie tego systemu nie ma sensu. Zbędny jest monitoring, dodatkowa elektronika, ogrodzenia, zabezpieczenia itp. Pomimo braku tych elementów instalacja nie jest zdewastowana” – dodawał Dariusz Kokoszka, wójt gminy Jadów.

Prostota oczyszczalni pasywnych typu Constructed Wetlands przekłada się na niższe, w porównaniu do rozwiązań tradycyjnych, koszty. „Rozwiązanie jest bardzo interesujące ze względu na koszty. Zwłaszcza dla niewielkich skupisk ludności, miejscowości oddalonych od sieci kanalizacyjnych, gdzie doprowadzenie kanalizacji jest bardzo kosztowne. Z przekazanych nam informacji wynika, że oczyszczalnia budowana w Dębowej Kłodzie dla 1800 mieszkańców będzie kosztować ok. 3 mln zł. To bardzo atrakcyjny poziom kosztów w porównaniu z oczyszczalnią tradycyjną. Zwłaszcza, że wymagania pasywnych instalacji względem obsługi bieżącej są minimalne. Dodatkowo pasywną oczyszczalnię można stosunkowo łatwo rozbudowywać. Obiekt w Czechach był zbudowany ponad 20 lat temu. Niedawno dobudowano nową część, która obsługuje teraz prawie całą miejscowość, ok. 700 mieszkańców. Wreszcie, niezwykle ważne jest że, całe rozwiązanie jest przy tym ekologiczne” – podsumowuje Ewa Markowska-Bzducha, wójt gminy Wolanów.