Fosfor stanowi jedną z kluczowych kwestii w dziedzinie oczyszczania ścieków zarówno obecnie, jak i w ciągu najbliższych dwóch dekad. Peter Balslev, nasz starszy inżynier ds. procesów, przedstawia aktualną sytuację w zakresie oczyszczania ścieków z fosforu w UE oraz możliwe rozwiązania tego problemu.
Czym jest fosfor i dlaczego stanowi problem w ściekach wodnych?
Fosfor jest ważnym minerałem; ma kluczowe znaczenie dla rolnictwa i jest niezbędny dla zdrowia ludzkiego. Jednak jego nadmiar w środowisku naturalnym, zwłaszcza w ciekach wodnych, może powodować poważne szkody w ekosystemie. Dlatego usuwanie fosforu stanowi kluczowy element oczyszczania ścieków, a coraz bardziej rygorystyczne limity regulacyjne przyczyniają się do poprawy jakości wody.
Chociaż nadmierne stosowanie nawozów w rolnictwie tradycyjnie wiąże się z wysokim poziomem fosforu w rzekach, są to zazwyczaj sezonowe szczyty. Szacuje się jednak, że w Europie oczyszczone ścieki odpowiadają za około 50% fosforu trafiającego do rzek, gdy te uchodzą do morza — choć wartości te różnią się w zależności od kraju i stopnia urbanizacji. Dlatego obecnie szczególnie mocno podkreśla się konieczność ograniczenia tego źródła zanieczyszczeń.
Zaktualizowane wymogi unijnej dyrektywy w sprawie oczyszczania ścieków komunalnych
Fosfor stanowi kluczowy element zaktualizowanej dyrektywy UE w sprawie oczyszczania ścieków komunalnych (UWWTD), która weszła w życie w styczniu 2025 r. Nowe wymogi obejmują znacznie bardziej rygorystyczne poziomy stężenia fosforu w ściekach odprowadzanych z oczyszczalni ścieków. Do 2045 r. zakłady o równoważnej liczbie mieszkańców (RLM) od 10 000 do 150 000 muszą osiągnąć poziom 0,7 mg/l i redukcję o 87,5%, natomiast dla zakładów o RLM powyżej 150 000 celem jest 0,5 mg/l i redukcja o 90%.
Dla operatorów oznacza to, że w nadchodzących latach konieczne będą inwestycje w bardziej skuteczne metody i dodatkowe etapy oczyszczania. Podwyższenie standardów ma również wpływ na niektóre przedsiębiorstwa przemysłowe. W przypadku tych, których ścieki charakteryzują się wysokim poziomem fosforu, takich jak wiele firm z sektora spożywczego i napojów, warunki pozwoleń na odprowadzanie ścieków wydawanych przez przedsiębiorstwa wodociągowe również zostaną zaostrzone, aby wesprzeć ogólny cel. Zarówno w zastosowaniach komunalnych, jak i przemysłowych istnieje szereg opcji oczyszczania ścieków pozwalających na osiągnięcie wymaganych standardów.
Technologie usuwania fosforu w zakładach komunalnych i przemysłowych
Procesy biologiczne
W tego typu procesie rozwija się mikroorganizmy, które asymilują fosforany w celu wzrostu oraz mogą pochłaniać i magazynować fosfor jako polifosforan - w procesie znanym jako biologiczne usuwanie fosforu (EBPR). Fosfor staje się częścią biomasy, która jest następnie oddzielana od oczyszczonej wody na końcu procesu. Rozwiązanie oparte na naszym reaktorze Cella* Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) jest idealne zarówno do zastosowań komunalnych jak i przemysłowych. Pomaga w usuwaniu węgla, azotu i fosforu. Cella to bardzo zrównoważone rozwiązanie, które zapewnia doskonałą efektywność i umożliwia wytwarzanie biogazu. Jego niewielka powierzchnia w stosunku do wydajności oznacza, że doskonale sprawdza się w projektach modernizacyjnych.
Alternatywnie możliwe jest unowocześnienie i zwiększenie wydajności oczyszczania istniejących obiektów. Na przykład nasze rozwiązanie Zeelung* Membrane-Aerated Biofilm Reactor (MABR) jest instalowane w istniejących zbiornikach w celu intensyfikacji procesu i zapewnienia o 50% większej wydajności oczyszczania, a także lepszego usuwania składników odżywczych, w tym fosforu.
Procesy chemiczne
W tym podejściu stosuje się sole metali, zazwyczaj żelaza lub glinu, w celu strącania ortofosforanów. Seria produktów KlarAid* firmy Veolia oferuje w tym zakresie kilka rozwiązań. Strącanie fosforanów często odbywa się w połączeniu z koagulacją, a stosowanie mieszanek produktów firmy Veolia oraz koagulantów pochodzenia roślinnego może przynieść dodatkowe korzyści. Fosforan wytrąca się w postaci stałej i jest usuwany albo w osadniku wraz z osadem biologicznym, albo w trzecim stopniu separacji zawiesin, np. przy użyciu filtrów tarczowych lub piaskowych. Połączenie biologicznego i chemicznego usuwania fosforu jest bardzo bezpiecznym i oszczędzającym środki chemiczne procesem, który z łatwością pozwala osiągnąć poziom poniżej 1 mg/l fosforu całkowitego. W przypadku dążenia do jeszcze niższych standardów dostępne są dodatkowe technologie. Nasze rozwiązanie wielofunkcyjnego osadnika Actiflo* wykorzystuje mikropiasek do obciążenia kłaczków chemicznych, co znacznie zwiększa szybkość sedymentacji cząstek i pozwala osiągnąć niskie stężenia na wylocie < 0,1 mg/l fosforu całkowitego. Zapewnia ono bardzo krótki czas retencji i bardziej kompaktową konstrukcję. W rzeczywistości powierzchnia zajmowana przez system Actiflo jest nawet 40 razy mniejsza w porównaniu do konwencjonalnych osadników.
Filtracja
Technologie filtracji – a zwłaszcza filtry tarczowe, dzięki swoim niewielkim rozmiarom – mogą stanowić doskonałe rozwiązanie dla zakładów pragnących poprawić skuteczność procesu oczyszczania w celu spełnienia bardziej rygorystycznych norm. Filtry tarczowe wykorzystują drobną siatkę filtracyjną zamontowane na szeregu obracających się tarcz, co pozwala skutecznie usuwać niemal wszystkie zawiesiny. Ponadto nasze filtry dyskowe Hydrotech* Disc Filters zapewniają wyższy poziom filtracji przy mniejszej powierzchni zabudowy niż wiele standardowych filtrów bębnowych lub tarczowych. W połączeniu z chemicznym strącaniem możliwe jest osiągnięcie bardzo niskich wartości fosforu ogólnego na wylocie.
Dotyczy to w szczególności filtra tkaninowego Hydrotech* Cloth Filter: Confidence Series, w którym wykorzystano materiał filtracyjny włókninowy zamontowany na ramie filtra tarczowego Hydrotech. Ta unikalna konstrukcja pozwala na zatrzymanie większej ilości zawiesin w włóknach materiału, zapewniając skuteczne usuwanie cząstek o wielkości do 5 mikronów – co umożliwia znaczną redukcję fosforu. Filtry tarczowe oferują również elastyczne i modułowe rozwiązanie przy stosunkowo niskim wskaźniku TOTEX – czyli łącznym koszcie inwestycyjno-eksploatacyjny (CAPEX i OPEX).
Istnieją również rozwiązania, takie jak nasz bioreaktor membranowy ZeeWeed* (MBR), które łączą oczyszczanie biologiczne z filtracją wysokiej jakości w celu osiągnięcia bardzo wysokiego poziomu jakości wody. Bioreaktor membranowy ZeeWeed jest wyposażony w membranę ultrafiltracyjną (UF), która nie tylko usuwa zawiesiny i biogeny, ale także bakterie i wirusy, zapewniając wodę o jakości umożliwiającej ponowne wykorzystanie.
Dlaczego warto nawiązać współpracę z Veolia?
Wybór odpowiedniego rozwiązania dostosowanego do konkretnych wymagań danego obiektu ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia skutecznego i ekonomicznego podejścia. Jako wiodący specjalista w dziedzinie uzdatniania wody, nasz zespół ekspertów jest w stanie doradzić w zakresie najbardziej odpowiednich technologii dla każdego obiektu, opierając się na wieloletniej wiedzy i doświadczeniu zdobytym w obiektach na całym świecie. Dysponujemy również szeroką gamą rozwiązań, co oznacza, że w przeciwieństwie do niektórych konkurentów, możemy naprawdę zaoferować odpowiednią technologię do każdego zastosowania.
Porozmawiaj z jednym z naszych ekspertów o tym, jak możemy pomóc Ci w usuwaniu fosforu z Twojego obiektu, TUTAJ.
*Znak towarowy firmy Veolia; może być zarejestrowany w jednym lub kilku krajach.
