POZITĪVA NOTEKŪDEŅU APSAIMNIEKOŠANAS PIEREDZE

Transcription

1 POZITĪVA NOTEKŪDEŅU APSAIMNIEKOŠANAS PIEREDZE PURE project on urban reduction of eutrophication Part-financed by the European Union (European Regional Development Fund and European Neighbourhood and Partnership Instrument)

2 POZITĪVA NOTEKŪDEŅU DŪŅU APSAIMNIEKOŠANAS PIEREDZE Publicējis un autortiesības 2012: Projekts eitrofikācijas samazināšanai pilsētās (PURE), c/o Baltijas pilsētu Vides komisija, Vanha Suurtori 7, FIN Turku, Somija; Šīs publikācijas nodaļas un daļas no 2. nodaļas pamatojums ir Pöyry Finland Oy tehniskais ziņojums PURE: Pārbaudīta dūņu apstrādes standarta prakse un novatoriski jauni risinājumi Baltijas jūras reģionā. Citi autori un redaktori: Jan-Eric Luft, Entsorgungsbetriebe Lübeck ; Tuuli Ojala, Džona Nurminena fonds; Lotta Ruokanen, Helsinku komisija; Olena Zinchuk, Baltijas pilsētu savienības Vides komisija. Fotoattēlu iesniedzēji norādīti katram attēlam. Dizains un izkārtojums: Sari Sariola, Baltijas pilsētu savienības Vides komisija. Publicēts gada oktobrī Izdevējs un izplatītājs Latvijā: SIA Rīgas ūdens Tulkojums no angļu valodas: SIA Baltic Translations Tirāža Part-financed by the European Union (European Regional Development Fund and European Neighbourhood and Partnership Instrument)

3 POZITĪVA NOTEKŪDEŅU APSAIMNIEKOŠANAS PIEREDZE

4 SATURA RĀDĪTĀJS SATURA RĀDĪTĀJS 1. PRIEKŠVĀRDS Projekts eitrofikācijas samazināšanai pilsētās (PURE), uzlabojot sadzīves notekūdeņu dūņu apsaimniekošanu Ceļā uz kopīgiem ieteikumiem par dūņu apsaimniekošanu Baltijas jūras reģionā IEVADS Notekūdeņu dūņas problēma vai iespēja Pamatinformācija par dūņu apstrādi komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtās Parasto dūņu apstrādes tehnoloģiju kombinācijas Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Gdaņska Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Bresta DŪŅU BLĪVĒŠANA Ievads Blīvēšana ar gravitācijas spēka izmantošanu Mehāniskā blīvēšana Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Rīga Galveno blīvēšanas metožu kopsavilkums STABILIZĀCIJA Anaerobās fermentācijas principi Mezofilās fermentācijas process Pārējā būtiskā informācija par fermentāciju Anaerobās fermentācijas metožu kopsavilkums Biogāzes ražošana un apstrāde Enerģijas izmantošana Aerobā stabilizācija Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Lībeka DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Ievads Centrifūga Lentes filtrprese Kameru filtrprese Hidrauliskā prese Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Jūrmala Galveno atūdeņošanas metožu kopsavilkums DŪŅU HIGIENIZĀCIJA Ievads Termiskā apstrāde Ķīmiskā apstrāde Bioloģiskā apstrāde Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Kohtlajerve Piemērs: PURE asociētā partnera dūņu apstrādes risinājumi Helsinki Higienizācijas metožu kopsavilkums DŪŅU ŽĀVĒŠANA Ievads Darbības principi un dūņu žāvēšanas metodes Piemērs: PURE partnera dūņu apstrādes risinājumi Šcecina Galveno termiskās žāvēšanas metožu kopsavilkums

5 SATURA RĀDĪTĀJS 8. DŪŅU SADEDZINĀŠANA Ievads Vispārīgās prasības dūņu sadedzināšanai un dažādi risinājumi Dūņu sadedzināšanas tehnoloģijas Galveno sadedzināšanas metožu kopsavilkums NOTEKŪDEŅU DŪŅU UN SADEDZINĀŠANAS REZULTĀTĀ IEGŪTO PELNU UTILIZĒŠANA Ievads Notekūdeņu dūņu izmantošana lauksaimniecībā Notekūdeņu dūņu apglabāšana atkritumu poligonos Notekūdeņu dūņu monosadedzināšanas rezultātā iegūto pelnu utilizēšana Utilizēšanas metožu kopsavilkums ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE Ievads Atdalītā ūdens fizikālās/ķīmiskās apstrādes process Atdalītā ūdens bioloģiskās apstrādes procesi Galveno atdalītā ūdens apstrādes metožu kopsavilkums FOSFORA REĢENERĀCIJA, APSTRĀDĀJOT DŪŅAS Ievads Fosfora reģenerācija no notekūdeņiem vai notekūdeņu dūņām Fosfora reģenerācija no pelniem Galveno fosfora reģenerācijas metožu kopsavilkums SPĒKĀ ESOŠIE ES TIESĪBU UN NORMATĪVIE AKTI UN BALTIJAS JŪRAS REĢIONA VALSTU NACIONĀLIE TIESĪBU AKTI ES līmeņa tiesību akti un normatīvie akti par notekūdeņu dūņu apstrādi Baltijas jūras reģiona valstu tiesību un normatīvie akti par notekūdeņu dūņu apstrādi Secinājumi DAŽĀDU DŪŅU APSAIMNIEKOŠANAS VEIDU IZMANTOŠANAS STIMULI UN ŠĶĒRŠĻI Dūņu apstrādes tehnoloģiju iespēju izmantošanas izmaksas un ekonomiskie stimuli Bīstamas vielas un dūņu kvalitāte Fosfora reciklēšana un dūņu utilizēšana Tiesiskais regulējums ES direktīvas un nacionālie tiesību un normatīvie akti Politiskā pārvaldība un citas regulatīvās metodes LITERATŪRA PIELIKUMS POZITĪVA NOTEKŪDEŅU APSAIMNIEKOŠANAS PIEREDZE. PIELIKUMS

6 Fotoattēls: Shutterstock/Kekyalyaynen. 1. PRIEKŠVĀRDS

7 PRIEKŠVĀRDS 1.1 PROJEKTS EITROFIKĀCIJAS SAMAZINĀŠANAI PILSĒTĀS (PURE), UZLABOJOT SADZĪVES NOTEKŪDEŅU DŪŅU APSAIMNIEKOŠANU Projekta eitrofikācijas samazināšanai pilsētās (PURE) mērķis ir samazināt milzīgo fosfora daudzumu, kas pārmērīgā apjomā tiek ievadīts Baltijas jūrā un atstāj daudzpusīgu negatīvu ietekmi uz jūras ekosistēmu. PURE ir ierosinājis un īstenojis rentablus ieguldījumus un darbības izmaiņas, lai veicinātu fosfora samazināšanu sešu pašvaldību notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Bez tam, projekta ietvaros ir aplūkota pozitīvā pieredze un problēmas saistībā ar sadzīves notekūdeņu dūņu apstrādi Baltijas jūras reģionā, lai atvieglotu ūdens resursu apsaimniekošanas uzņēmumiem lēmumu pieņemšanu dūņu apsaimniekošanas jautājumos. Projekta īstenošanas laikā tika savākti PURE part neru un asociēto partneru ūdens resursu apsaim nie košanas uzņēmumu dūņu apstrādāšanas un utili zē šanas procesu, iespējamo dūņu apsaimniekošanas problēmu un nākotnes plānu apraksti gada sep tembrī notika PURE darbseminārs par dūņu apstrā des jautājumiem, kurā tika apskatītas dažas vis modernākās tehnoloģijas, ko izmanto šajā jomā vadošā valsts Vācija. Šajā pozitīvas pieredzes grāmatā ir apkopoti alternatīvi tehniskie risinājumi un iztirzāta likumdošanas situācija attiecībā uz dažādiem dūņu apstrādāšanas un utilizēšanas veidiem, tajā skaitā atšķirīgas tendences dažādās valstīs un jaunu tehnoloģiju statuss. Šajā publikācijā ir iztirzāti dūņu veidošanās un apsaimniekošanas pamatjautājumi mūsdienu sadzīves notekūdeņu attīrīšanas uzņēmumos, kā arī aplūkoti dūņu blīvēšanas, fermentācijas, atūdeņošanas, higieni zācijas, žāvēšanas un sadedzināšanas, kā arī utilizēšanas tehniskie risinājumi. Tehniskajā apskatā ir iekļauti prakses kopsavilkumi un salīdzināti rezultāti, kas sasniedzami ar dažādiem paņēmieniem, tehniskās apkopes prasības, jaudas, piemērojamība dažādu lielumu attīrīšanas iekārtām, izmantošanas piemēri Baltijas jūras reģionā un izmaksas, enerģijas patēriņš un iespējamais ķimikāliju patēriņš. Bez tam aprakstītas dažas piemērotas jaunās 1.1. attēls. Fotoattēls: Shutterstock/PanicAttack. tehnoloģijas, kas izmantojamas, piemēram, atdalītā ūdens apstrādei un fosfora reģenerācijai. Publikācijā ir sniegti arī secinājumi par galvenajiem ilgt spējīgas dūņu apsaimniekošanas dzinējspēkiem un šķēršļiem, ieskaitot ekonomikas un normatīvos dzinējspēkus, kas nosaka katra ūdens resursu apsaim niekošanas uzņēmuma izvēli attiecībā uz dūņu apsaimniekošanas iespējām. Nobeigumā sniegti daži slēdzieni par ieteicamajiem sadzīves notekūdeņu dūņu apsaimniekošanas veidiem. 1.2 CEĻĀ UZ KOPĪGIEM IETEIKUMIEM PAR DŪŅU APSAIMNIEKOŠANU BALTIJAS JŪRAS REĢIONĀ Baltijas jūras aizsardzības komisija (Helsinku komisija jeb HELCOM) ir viens no PURE partneriem. Tās mērķis ir aizsargāt Baltijas jūras vidi no visiem piesārņojuma avotiem, īstenojot starpvaldību sadarbību starp Dāniju, Igauniju, Eiropas Savienību, Somiju, Vāciju, Latviju, Lietuvu, Poliju, Krieviju un Zviedriju. HELCOM ir Konvencijas par Baltijas jūras reģiona jūras vides aizsardzību (vairāk pazīstama kā Helsinku konvencija) vadības organizācija. HELCOM nākotnes redzējums ir veselīga Baltijas jūras vide ar dažādu bioloģisko komponentu līdzsvarotu funkcionēšanu, nodrošinot labu ekoloģisko stāvokli un atbalstot plašu ilgtspējīgu ekonomiskās un sociālās attīstības pasākumu klāstu. Valstis ir apņēmušās īstenot HELCOM Baltijas jūras rīcības plāna (HELCOM, 2007) mērķus, lai līdz gadam krasi samazinātu eitrofikāciju, tostarp īstenot īpašus pasākumus, lai uzlabotu notekūdeņu attīrīšanu. Rekomendācijā 28E/5 Sadzīves notekūdeņu apstrāde (HELCOM, 2007) ir norādītas prasības attiecībā uz notekūdeņu attīrīšanu, kas ir stingrākas par prasībām, ko nosaka, piemēram, ES Direktīva par sadzīves notek- 5

8 PRIEKŠVĀRDS ūdeņu attīrīšanu (skat. 12. nodaļu). PURE projekta galvenais mērķis ir īstenot HELCOM rekomendācijas par fosfora atdalīšanu projekta partneru notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, līdztekus uzlabojot dūņu apstrādes metodes. Pašlaik nepastāv nekādi HELCOM ieteikumi attiecībā uz notekūdeņu dūņu apsaimniekošanu. HELCOM Sauszemes izcelsmes piesārņojuma grupa (LAND) ir atbildīga par visu sauszemes izcelsmes piesārņojumu samazināšanu visos piesārņojuma avotos Baltijas jūras sateces baseinā. Tā nosaka sauszemes izcelsmes piesārņojuma vietas un sadala piesārņojuma avotus pa barības elementiem un bīstamajām vielām un ierosina piemērotus šo emisiju un izplūžu sama zināšanas pasākumus. Kādā gada sanāksmē LAND grupa atbalstīja ideju pārskatīt HELCOM rekomendācijas 28E/5, vai nu iekļaujot tajās notekūdeņu dūņu apstrādes komponentu, vai arī izstrādājot atsevišķu HELCOM rekomendāciju par notekūdeņu dūņu apstrādi. Sanāksme atbalstīja Vācijas un Zviedrija piedāvājumu koordinēt šādas pārskatītas/jaunas rekomendācijas izstrādi attēls. Baltijas jūras krastos atrodas deviņas valstis. Drenāžas laukums, jeb jūras sateces teritorija, kas ir mājvieta vairāk nekā 85 miljoniem cilvēku, ir vēl plašāka gandrīz četras reizes lielāka par pašas jūras platību (kartē norādīta ar biezu melnu līniju). Baltijas jūra ir daudz seklāka par lielāko daļu pasaules jūru, tās vidējais dziļums ir tikai 53 m. Tā ir ļoti jutīga pret cilvēka darbību ietekmi arī ņemot vērā iesāļos ūdeņus, aukstās ziemas un lēno ūdens apmaiņu. (Norvēģija, Zviedrija, Somija, Krievija, Igaunija, Latvija, Lietuva, Baltkrievija, Ukraina, Polija, Čehijas Republika, Vācija, Dānija) 6

9 PURE PROJEKTA PARTNERI Baltijas pilsētu savienības Vides komisija Baltijas pilsētu savienība (BPS) ir brīvprātīgs proaktīvs tīkls, kas mobilizē vairāk nekā 100 dalībpilsētu kopīgoto potenciālu ilgtspējīgai demokrātijas, ekonomikas, sabiedrības, kultūras un vides attīstībai Baltijas jūras reģionā. Baltijas pilsētu savienības Vides komisija (VK) ir viena no 13 BPS komisijām. Tā atbild par Savienības darbu vides un pilsētu ilgtspējīgas attīstības jomā. PURE ietvaros BPS VK ir vadošais partneris, kas atbild par vispārīgo projekta vadību un koordināciju. Džona Nurminena fonds (John Nurminen Foundation) Džona Nurminena fonds darbojas divos virzienos: kultūras pasākumi, kas orientēti uz jūrniecības vēsturi, un tīras Baltijas jūras projekti, kas saistīti ar eitrofikāciju un naftas tankkuģu drošību. Fonda tīras jūras projektu mērķis ir būtiski samazināt barības elementu slodzi, īstenojot rentablus ieguldījumus. PURE ietvaros Džona Nurminena fonds koordinē tehnikas studijas un investīcijas uzlabotos fosfora atdalīšanas paņēmienos un pasā kumos, kas saistīti ar ilgtspējīgu dūņu apstrādi. Baltijas jūras vides aizsardzības komisija HELCOM Helsinku Komisija (HELCOM) strādā, lai aizsargātu Baltijas jūras vidi no visiem piesārņojuma avotiem, īstenojot visu deviņu Baltijas jūras piekrastes valstu starp valdību sadarbību. HELCOM ir Konvencijas par Baltijas jūras reģiona jūras vides aizsardzību, jeb Helsinku konvencijas vadības organizācija. HELCOM sek retariāts ir atbildīgs par PURE ārējo komunikāciju un informācijas izplatīšanu. SIA Rīgas ūdens (Latvija) SIA Rīgas Ūdens sniedz Rīgas un Pierīgas ūdensapgādes, notekūdeņu savākšanas un notekūdeņu attīrīšanas pakalpojumus. Bioloģiskās attīrīšanas stacijas Daugavgrīva notekūdeņu attīrī šanas iekārtas nominālā jauda ir cilvēku ekvi valentu, un attīrītie notekūdeņi tiek novadīti tieši Baltijas jūrā Rīgas jūras līcī. PURE ietvaros SIA Rīgas Ūdens investē ķīmiskās fosfora atdalīšanas iekārtās un labākā dūņu apsaimniekošanā. HELCOM reko men dāciju īstenošana Rīgā ļāvusi samazināt ikgadējo fosfora ieplūdi Baltijas jūrā par vairāk nekā 100 tonnām, salīdzinājumā ar gadu. Brestas pašvaldības unitārais ūdens un notekūdeņu apsaimniekošanas uzņēmums Brestvodokanal (Baltkrievija) Brestā ir vairāk nekā iedzīvotāju, un tā atrodas uz Baltkrievijas un Polijas robežas. Brestas notekūdeņi tiek ievadīti Bugā un cauri Polijas teritorijai ieplūst Baltijas jūrā. Brestvodokanal ir nozīmīga loma Baltijas jūras stāvokļa uzlabošanā, jo HELCOM rekomendāciju ieviešana Brestas notekūdeņu attīrīšanas iekārtā sama zina fosfora slodzi Baltijas jūrā par simtiem tonnu. PURE ietvaros Brestvodokanal investē ķīmiskās fosfora atdalīšanas iekārtās. PIU Jūrmalas ūdens (Latvija) Jūrmalas Ūdens Slokas notekūdeņu attīrīšanas iekārta atrodas Lielupes krastā, kas ietek Baltijas jūrā. Pašlaik iekārtas noslodze ir cilvēku ekvivalentu. PURE ietvaros Jūrmalas Ūdens īsteno ieguldījumus, kas ļauj uzlabot bioloģiskā notekūdeņu attīrīšanas procesa, it īpaši slāpekļa un fosfora atdalīšanas bilances, kontroli. Šcecinas ūdens resursu un notekūdeņu apsaimniekošanas uzņēmums Zakład Wodociągów i Kanalizacji Sp z o.o. w Szczecinie ZWiK (Polija) Ostas pilsēta Šcecina atrodas Oderas krastos, un tai ir svarīga loma Baltijas jūras barības elementu slodzes radīšanā. Pēdējos gados pilsētā ar finansiālu ES struktūrfondu atbalstu ir veiktas plašas investīcijas notek ūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizācijā. PURE ietva ros tika veikts notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Pomorzany" ( cilvēku ekvivalentu) un Zdroje" ( cilvēku ekvivalentu) audits un ieteikti risinājumi iekārtu darbības uzlabošanai. Lībekas notekūdeņu apsaimniekošanas iekārta Entsorgungsbetriebe Lübeck (Vācija) Notekūdeņu apsaimniekošanas iekārtā Lübeck ir ieviestas HELCOM rekomendācijas par fosfora atdalīšanu un pašlaik fosfora koncentrācija izvadāmajos notek ūdeņos ir mazāka par 0,2 mg/l, tiek atdalīti 99,0 % ( cilvēku ekvivalentu). PURE ietvaros Lübeck dalās pozitīvajā pieredzē ar citām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, un tai PURE ietvaros ir galvenā loma dūņu apsaimniekošanas pasākumos. 7

10 Järve Biopuhastus OÜ (Igaunija) Reģionālās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Järve Biopuhastus noslodze ir apmēram cilvēku ekvivalentu, un tā pieder Jehvi, Kivieli, Kohtlajerves un Pisi pašvaldībām. Attīrītie notekūdeņi tiek ievadīti Baltijas jūrā Somu jūras līcī. PURE ietvaros tika veikts Kohtlajerves notekūdeņu attīrīšanas iekārtas audits un ieteikti risinājumi iekārtas darbības uzlabošanai. Mariehamna, Mariehamns stad (Somija) Baltijas pilsētu savienības dalībpilsētā Mariehamnā strādā labi funkcionējoša notekūdeņu attīrīšanas iekārta, kuras noslodze ir cilvēku ekvivalentu, un Mariehamnas Vides departaments izstrādā mūsdienīgu vides monitoringa sistēmu. PURE ietvaros Mariehamna ir partneris, kas atbild par Baltijas jūras reģiona pašvaldību radītās barības elementu slodzes datu bāzes izstrādāšanu. Gdaņska, Urzad Miejski w Gdansku (Polija) Gdaņskas pilsēta ar iedzīvotāju ir vie nī gais Gdaņskas ūdens resursu un notekūdeņu apsaim nieko šanas uzņēmuma GIWK akcionārs, kam pieder Gdaņskas ūdensapgādes un notekūdeņu apsaim nie košanas infra struk tūra. Pēdējos gados Gdaņskas ūdens ap gā des un notekūdeņu ap saimniekošanas infra struktūrā ir ieviesti nozīmīgi atjauninājumi. PURE ietvaros tika veikts Gdaņ skas notekūdeņu at tīrīšanas iekārtas Wschód audits un ieteikti risinājumi iekārtas darbības uzlabošanai. Gdaņskā tika noturēta pro jekta noslēguma konference attēls. PURE partnerpilsētas un Baltijas jūras reģiona valstu galvaspilsētas. 8

11 Fotoattēls: Shutterstock/Skyfish. 2. IEVADS

12 IEVADS 2.1 NOTEKŪDEŅU DŪŅAS PROBLĒMA VAI IESPĒJA Efektīvas sadzīves notekūdeņu attīrīšanas rezultātā rodas ārkārtīgi daudz dūņu. Piemēram, valstīs, kas pilnībā vai daļēji atrodas Baltijas jūras ūdensšķirtnē, notekūdeņu dūņu apjoms ir apmēram 3,5 miljoni tonnu sausnas gadā, un sagaidāms, ka līdz gadam tas pieaugs līdz gandrīz četriem miljoniem tonnu. Dūņu apsaimniekošana ir neatņemama mūsdienu sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu darbības sastāvdaļa: ir svarīgi nezaudēt dūņās esošos barības elementus, izmantot to materiālu un energoresursu, kā arī rīkoties ar tām efektīvā un ilgtspējīgā veidā. Pēdējo gadu laikā Baltijas jūras reģionā daudz pūļu tiek veltīts efektīvai barības elementu atdalīšanai no sadzīves notekūdeņiem ar mērķi samazināt eitrofikācijas slogu uz trauslo Baltijas jūras vidi, izpildot attiecīgās prasības. Arī jaunās ES dalībvalstis, kas atrodas Baltijas jūras austrumu un dienvidu piekrastē, ir sākušas īstenot Direktīvu par sadzīves notekūdeņu attīrīšanu (skat. 12. nodaļu) un cenšas ieviest stingrākas HELCOM rekomendācijas par barības elementu atdalīšanu. Arī tajās reģiona valstīs, kas nav ES valstis, ir veikti (un joprojām tiek veikti) pasākumi, lai uzlabotu notekūdeņu attīrīšanas līmeni. Dūņām ir divas frakcijas primārās un liekās sekundārās dūņas. Ja fosfors tiek atdalīts no notekūdeņiem ar ķīmiskās nogulsnēšanas metodi, dūņu apjoms palielinās par nogulsnēšanai izmantoto ķimikāliju apjomu. Dūņas satur no notekūdeņiem atdalītos barības elementus, un dūņas ir jāapstrādā tā, lai barības elementi netiktu aiz vadīti atpakaļ uz ūdenstilpēm, bet dūņu materiālu un energoresursus būtu iespējams izmantot. Lielais no tek ūdeņu attīrīšanas iekārtas dūņu apjoms paver daudzas lietderīgas izmantošanas iespējas, piemēram, elek troenerģijas ražošanā, augsnes uzlabošanai un pat barības elementu pārstrādei. To izmantošanas iespējas ir atkarīgas no dūņu kvalitātes un apjoma, konkrētajā attī rīšanas iekārtā izmantotajiem procesiem un nacio nā lajiem tiesību aktiem un politikas. Daudzām, pat mūsdienīgām, notekūdeņu attīrī ša nas iekārtām nākas sastapties ar dažādām dūņu utili zēšanas grūtībām. Dažas iespējamās problēmas: trūkst tehnikas vai ķimikāliju dūņu atūdeņošanai vai sablī vēšanai, sa mazinātas iespējas izmantot ar metāliem pie sārņotas dūņas lauk saimniecībā utt. Konkrētas notek ūdeņu attīrīšanas iekārtas dūņu apstrādes stra tē ģijas noteikšanas faktori ir, piemēram, atrašanās vieta, transporta izmaksas, ie nākošo ūdeņu kvalitāte, izman totā barības elementu at dalīšanas tehnoloģija; juridis kie ierobežojumi attiecībā uz dūņu izmantošanu; kon dicionēšanas vielu pieejamība un cena un iespējas iz man tot ārpakalpojumus apstrādāto dūņu utilizē šanai. Jebkuras dūņu apsaimniekošanas sistēmas elastība ļauj pie lāgoties iespējamām izmaiņām valsts noteikumos par energo resursiem, atkritumiem vai ba rības elemen tiem, kā arī uz tirgu orientētiem politikas in stru mentiem, piemēram, valsts regulētiem tarifiem vai nodokļu notei kumiem. Regulāra sistēmas atjaunināšana ir nepieciešama, lai ietu kopsolī ar mainīgajiem apstākļiem attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Enieni. Nepieciešams precīzs un objektīvs ar notekūdeņu dūņu izmantošanu saistīto risku novērtējums. Galvenā problēma ir iespēja tikt galā ar dažādām ķīmiskām vielām, kas atrodas mājsaimniecību radīto sadzīves notek ūdeņu dūņās, un kā reciklēt barības elementus. Pašlaik tiek apspriests jautājums par bīstamajām ķīmiskajām vielām dūņās un tiek pārskatīta ES Direktīva par notekūdeņu dūņām. Dūņu apstrādes jautājumam ir arī starptautiskās politikas dimensijas, kas saistītas ne tikai ar atšķirīgiem tiesību aktiem, energoresursu izmantošanas stratēģijām un dūņu apstrādes izmaksām, bet arī ar faktu, ka pasaules mi ne rālā fosfora resursi izsīkst. Rodas jautājums par barības elementu reciklēšanu: saskaņā ar aplēsēm fosfora resursu pietiks tikai nākamajiem 50 gadiem. Šie resur si atrodas galvenokārt Ziemeļāfrikā, Ķīnā un ASV. Kaut gan ir pieejamas dažas optimistiskas aplēses par glo bālajām minerālā fosfora rezervēm, tiek paredzēts, ka mūsu gadsimta laikā pieaugs atkarība no vienas valsts Marokas. Tādējādi ES pārtikas drošība ir atkarīga no importēta fosfora (Schröder un citi, 2011). 10

13 IEVADS Sadzīves notekūdeņu dūņas satur daudz vērtīgā fosfora, taču tā reciklēšanas iespējas būtu jāņem vērā jau tad, kad tiek plānotas dūņu apsaimniekošanas iespējas. Turklāt dažas notekūdeņu attīrīšanas metodes nepieļauj fosfora esamību dūņās viegli izmantojamā formā. 2.2 PAMATINFORMĀCIJA PAR DŪŅU APSTRĀDI KOMUNĀLO NOTEKŪDEŅU ATTĪRĪŠANAS IEKĀRTĀS Notekūdeņu dūņas ir sadzīves notekūdeņu attīrīšanas produkts, taču dūņu apstrādes jautājumi bieži tiek pamesti novārtā salīdzinājumā ar ūdeni saistītiem parametriem, piemēram, izejošo slodzi un dažādu notekūdeņu savienojumu atdalīšanas pakāpi. Dūņas rada potenciālu vides apdraudējumu, piemēram, putojošas dūņas var noplūst apstrādes laikā, vai notekūdeņu dūņas var pat apzināti izvadīt ūdenstecēs. Pirms vairākiem desmitiem gadu, kad notekūdeņu attīrīšanas nozare spēra tikai pirmos soļus, notekūdeņu dūņas tika apglabātas starptautiskajos ūdeņos. Dažās valstīs tas tiek darīts arī tagad. Papildus notekūdeņu dūņām notekūdeņu attīrīšanas rezultātā rodas arī citi blakus produkti, piemēram, cietvielas pēc sijāšanas un smiltis pēc mehāniskās apstrādes. Cietvielas var atūdeņot un sadedzināt sadedzināšanas iekārtās, bet smiltis var izmazgāt un izmantot atkritumu poligonos kā pildmateriālu. Praktiskās un tehniskās dūņu apstrādes problēmas ir šādas: stabilizēšana dūņas nav inertas, un tām var būt ne patīkama smaka; ūdens satura un dūņu apjoma samazināšana līdz minimumam; energopotenciāla izmantošana, ja tas ir ekonomiski iespē jams; samazināt kaitīgo mikroorganismu daudzumu, ja cilvēki, dzīvnieki vai augi ir saskarē ar dūņām; reģenerēt fosforu izmantošanai lauksaimniecībā. Lai gan Baltijas jūras reģiona valstīs tiek izmantotas daudzas atšķirīgas dūņu apstrādes metodes, pārbaudītas standarta metodes lielākā vai mazākā mērā tiek izmantotas visās šajās valstīs. Starp valstīm pastāv atšķirības attiecībā uz dažādu dūņu apstrādes metožu daudzumu un izmantošanu, no kuriem dažas, acīm redzami, ir savstarpēji izslēdzošas, piemēram, dūņu atūdeņošanai var izmantot vai nu centrifūgu, vai arī lentes filtrpresi. Dūņu žāvēšana sadedzināšanai tiek plaši pielietota tikai Vācijā un mazākā mērā Polijā un Zviedrijā. Līdz šim rentablas fosfora reģenerācijas metodes Baltijas jūras reģionā nav pieejamas, taču tiek īstenoti daudzi pētījumu projekti un eksperimentāli projekti, īpaši Vācijā, kur dūņu sadedzināšana ir plaši izplatīts paņēmiens attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Kekyalyaynen. 11

14 IEVADS Paredzams, ka turpmākajos gados Baltijas jūras reģionā notekūdeņu dūņu apjoms pieaugs, galvenokārt tāpēc, ka tādās valstīs kā Polija, Latvija, Baltkrievija un Krievija tiek ieviestas uzlabotas notekūdeņu attīrīšanas metodes (2.1. tabula). Pastāv dažādi dūņu veidi ar atšķirīgām fizikālajām un bio loģiskajām īpašībām. Parasti notekūdeņu dūņas sastāv no primārajām un sekundārajām dūņām (2.3. attēls). Primārās dūņas iegūst primārajā nosēdtvertnē. To apjoms ir atkarīgs no izturēšanas (uzglabāšanas) laika un tvertnes tilpuma. Primārās dūņas satur daudz organisko savienojumu un ir optimāli piemērotas anaerobajai apstrādei. Dažām attīrīšanas iekārtām ir tikai nelielas primārās nosēdtvertnes vai to vispār nav, lai paaugstinātu substrāta daudzumu bioloģiskās apstrādes procesa denitri ficēšanas daļai. Vidējais sausnas (DS) saturs pri mārajās dūņās ir apmēram 4 %. Vidējais organiskās frakcijas saturs ir 67 % (ATV-DVWK-M 368E, 2003). Sekundārās dūņas iegūst dzidrinātājā (sekundārais nosēd baseins). Aerācijas baseinā ir augsta baktēriju koncentrācija. Baktēriju izturēšanas laiks aerācijas baseinā ir no 10 līdz 20 dienām, un tas ir atkarīgs no temperatūras, notekūdeņu attīrīšanas iekārtas cilvēku ekvivalentiem un slāpekļa atdalīšanas metodes (ATV-DVWK-A 131E, 2000). Slāpekļa atdalīšanai baktērijām ir nepieciešams izturēšanas laiks, kurā tās aug, tāpēc vajadzīga dūņu cirkulācija (aktivēto dūņu recirkulācija). Daļa sekun dāro dūņu vairs nav vajadzīga (liekās dūņas, t.i., pārpalikušās dūņas vai aktivizētās atkritumu dūņas). To apjoms ir atkarīgs no dūņu izturēšanas laika, izmantotajiem substrātiem, piemēram, metanola, fosfora nogulsnēšana, bioloģiskā fosfora atdalīšana, kā arī no iepriekšējās apstrādes, piemēram, bioloģiskās filtrē šanas. Ķīmiskā fosfora nogulsnēšana paaugstina dūņu neorganisko frakciju. Salīdzinājumā ar primārajām dūņām liekajās dūņās sausnas saturs ir tikai 0,5 1,0 %. Organisko vielu saturs ir atkarīgs no izmantotā nogulsnētāja apjoma un vidēji sastāda 70 līdz 80 %. Sakarā ar baktērijām, kas savairojušās aerācijas tvertnē, baktēriju saturs ir daudz augstāks. Parasti liekās dūņas sablīvējas sliktāk nekā primārās dūņas (ATV-DVWK-M 368E, 2003), tāpēc liekās dūņas papildus jāsablīvē. Bez tam liekās dūņas parasti tiek sablīvētas mehāniski (skat nodaļu) vai gravitācijas blīvētājos. Primārās dūņas parasti tiek sablīvētas gravitācijas blīvētājos (3.2. nodaļa). Ar jēdzienu dūņu izejmateriāls var apzīmēt gan primārās dūņas (dūņas, kas ir izvadītas no sistēmas pirms bioloģiskās apstrādes), gan arī primārās/liekās dūņas vai to maisījumu pirms stabilizācijas. Anaerobi stabilizētas dūņas (4. nodaļa) ir fermentētās dūņas. Anaerobā fermentācija ir galvenā stabilizācijas metode sadzīves notekūdeņu dūņu apstrādē. Galvenie ieguvumi ir organisko vielu samazinājums un metāna gāzes ieguve, ko var izmantot, lai sasniegtu nepieciešamo 2.1. tabula. Kopējais dūņu apjoms tonnās Baltijas jūras reģiona valstīs, izteikts sausna gadā (t/ds/a), kas paziņots ES Komisijai un ko izstrādās attiecīgās dalībvalstis (Milieu, WRc un RPA, 2008). Valsts 2005 / (tds/a) (tds/a) (tds/a) Baltkrievija* Dānija Igaunija n.d Somija Vācija Latvija Lietuva Polija Krievija* Zviedrija Kopā * Šīs nav ES dalībvalstis, tāpēc pārskatā Milieu un citi, 2008, šie dati nav sniegti. PURE vajadzībām to aplēsto apjomu noteica Pöyry Finland Oy, pamatojoties uz datiem par to Baltijas jūras reģiona valstu iedzīvotāju skaitu, kuriem ir pieslēgta pašvaldību notekūdeņu attīrīšanas sistēma. 12

15 IEVADS Primārais nosēdbaseins Aerācijas baseins Sekundārais nosēdbaseins Primārās dūņas Atdalītās aktivizētās dūņas Blīvēšana Sekundārās/liekās dūņas Fermentēšana Fermentētās dūņas Atūdeņošana Atūdeņotās dūņas 2.3. attēls. Dažādi sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu dūņu tipi. apstrādes temperatūru (parasti C) un ražotu elektroenerģiju. Pēc fermentācijas dūņās ir ievērojami mazāks gaistošo vielu saturs un to smaka ir mainījusies. Pēc fermentācijas (ja tā ir veikta) jāpanāk maksimāla dūņu apjoma samazināšana, lai samazinātu transporta un utilizēšanas izmaksas. Atūdeņošana (5. nodaļa) samazina ūdens saturu no vairāk par 95 % līdz %. Atūdeņotās dūņas vairs nav iespējams pārsūknēt. Tās var izmantot lauksaimniecībā (pēc iespējamās apstrādes, lai paaugstinātu dūņu sanitāro kvalitāti, 6. nodaļa) vai izžāvēt (7. nodaļa) un sadedzināt (8. nodaļa) sa dedzināšanas iekārtā. Dažās valstīs iespējams dūņas apglabāt atkritumu poligonā. Izmantojamā utilizēšanas metode (9. nodaļa) galvenokārt ir atkarīga no konkrētās valsts tiesiskā regulējuma (12. nodaļa). Notekūdeņu dūņu apstrāde nav tikai blīvēšana, fermentācija, atūdeņošana un utilizēšana. Tā atstāj ietekmi uz visu attīrīšanas iekārtu: Ar dūņu izcelsmes biogāzi ir iespējams palielināt enerģijas (elektrības un siltuma) ražošanu līdz vairāk nekā 100 % no iekārtai nepieciešamās jaudas, tāpēc enerģijas ražošana un energoatdeve ir ļoti svarīgi jautājumi. Bez tam, ir iespējams palielināt biogāzes ražošanu ar noteiktām priekšapstrādes metodēm. Izturēšanas laiks primārajā nosēdbaseinā atstāj tiešu pozitīvu ietekmi uz biogāzes ražošanu. No otras puses, ilgāks izturēšanas laiks samazina viegli noārdāmu organisko vielu slodzi bioloģiskajā apstrādē, tas samazina denitrifikācijas spēju, tāpēc var būt nepieciešams papildu oglekļa avots. Citi pozitīvie efekti ir labāka atūdeņojamība un zemākas utilizēšanas izmaksas. Fermentācijas procesā slāpeklis reducējas līdz amoni ja jonam un tā koncentrācija ir augsta atdalītajā ūdenī, kas tiek atdalīts no dūņām atūdeņošanas rezultātā. Labāka fermentācija izraisa augstāku atdalītā ūdens slodzi. Ja notekūdeņu attīrīšanas iekārtas slāpekļa atdalīšanas jauda ir pārāk zema, jāizmanto atdalītā ūdens papildu ap strāde (10. nodaļa). Bioloģiskā fosfora atdalīšana samazina dūņu atūdeņojamību par 10 % (Kopp, 2010). Dažām iekārtām ir problēmas uzturēt stabilu bioloģiskās fosfora atdalīšanas procesu vai citas ekspluatācijas problēmas (piemēram, dūņu uzbriešana). Ķīmiskā fosfora atdalīšana savukārt palielina dūņu apjomu. 13

16 IEVADS Šajā publikācijā izmantots notekūdeņu attīrīšanas iekārtu iedalījums mazās (< cilvēku ekvivalentu (CE), vidējās ( CE) un lielās (> CE) iekārtās. 2.3 PARASTO DŪŅU APSTRĀDES TEHNOLOĢIJU KOMBINĀCIJAS DŪŅU BLĪVĒŠANA DŪŅU ATŪDEŅOŠANA DŪŅU UTILIZĒŠANA Aerobi stabilizētas liekās dūņas Priekšapstrāde (blīvēšana) (Mobilā) atūdeņošana Lauksaimniecībā, teritoriju labiekārtošanā 2.4. attēls. Tipiska dūņu apstrāde mazās un vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ar aerobo stabilizāciju. DŪŅU BLĪVĒŠANA DŪŅU ATŪDEŅOŠANA DŪŅU HIGIENIZĀCIJA DŪŅU UTILIZĒŠANA (Primārās un) liekās dūņas Priekšapstrāde (blīvēšana) (Mobilā) atūdeņošana Kompostēšana stirpās Galīgā apstrāde 2.5. attēls. Tipiska dūņu apstrāde mazās un vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ar kompostēšanu. 14

17 IEVADS DŪŅU BLĪVĒŠANA DŪŅU ATŪDEŅOŠANA (Primārās un) liekās dūņas Priekšapstrāde (blīvēšana) (Mobilā) atūdeņošana Fermentācija, atūdeņošana un utilizēšana lielā iekārtā 2.6. attēls. Tipiska dūņu apstrāde vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. BLĪVĒŠANA STABILIZĀCIJA ATŪDEŅOŠANA HIGIENIZĀCIJA UTILIZĒŠANA Primārās dūņas Gravitācijas blīvēšana Pēc izvēles, piem., kompostēšana vai apstrāde ar kaļķi Liekās dūņas Mehāniskā blīvēšana Fermentācija Atūdeņošana Lauksaimniecībā, teritoriju labiekārtošana 2.7. attēls. Tipiska dūņu apstrāde vidējās un lielās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. BLĪVĒŠANA STABILIZĀCIJA ATŪDEŅOŠANA ŽĀVĒŠANA SADEDZINĀŠANA UTILIZĒŠANA Primārās dūņas Gravitācijas blīvēšana Iespējama žāvēšana Liekās dūņas Mehāniskā blīvēšana Fermentācija Atūdeņošana Monosadedzināšana Līdzsadedzināšana Pelni tiek apglabāti poligonā vai izmantoti citādi 2.8. attēls. Tipiska dūņu apstrāde lielās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. 15

18 IEVADS 2.4 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI GDAŅSKA, GDANSKA INFRASTUKTURA WODOCIAGOWO-KANALIZACYJNA SP. Z O. O., WSCHÓD Gdaņskas (Polija) notekūdeņu attīrīšanas iekārta ir lielākā notekūdeņu attīrīšanas iekārta, kas piedalās PURE projektā. Tajā tiek veikta bioloģiskā fosfora un slāpekļa atdalīšana (MUCT process) un pastāv iespēja veikt ķīmisko fosfora nogulsnēšanu. Iekārtas kopējā noslodze ir cilvēku ekvivalentu. Ik gadu tiek apstrādātas tonnas notekūdeņu dūņu (sausna). Ņemot vērā lielo primāro nosēdbaseinu tilpumu ar iztu rēšanas laiku 3,7 stundas rodas ievērojams primāro dūņu dau dzums. Primārās dūņas gravitācijas blīvētājā tiek sa blī vētas līdz sausnas saturam 4,8 % un pēc tam tiek pa dotas uz bioreaktoru. Liekās dūņas vispirms tiek sablīvētas ar gravitācijas blīvētāju un pēc tam mehāniski apstrādātas ar skrūves presi līdz sausnas saturam 6 %. Polimēru patēriņš ir apmēram 3,4 g/kg DS (grami vienā kilogramā sausnas). Fermentāciju uzlabo dūņu sadalīšana ar ultraskaņu, kas paaugstina gāzes ražošanu un samazina dūņu apjomu. Mezofilās fermentācijas gadījumā izturēšanas laiks ir 28 dienas 37 C temperatūrā. Sausnas saturs bioreaktorā ir apmēram 3,1 %. Fermentētās dūņas tiek atūdeņotas centrifūgā. Atūdeņošanas parametri: sausnas saturs 19,7 %, polimēru patēriņš 11,4 g/kg sausnas. Pēc tam tiek veikta žāvēšana, izmantojot mazutu un iegūstot sausnas saturu 31,4 %. Tiek izmantots kontaktžāvēšanas paņēmiens. Gdaņskas notekūdeņu attīrīšanas iekārtā tiek ražota biogāze, ko izmanto augstražīgā koģenerācijas iekārtā (elektriskais lietderības koeficients 40,5 %), iegūstot elektroenerģiju un siltumenerģiju. Iegūtās elektroenerģijas apjoms ir pietiekams koģenerācijas iekārtas un dūņu sadedzināšanas iekārtas darbināšanai, tādējādi ko ģe ne rācijas iekārta spēj saražot visu sev nepieciešamo elektroenerģiju. Pārpalikusī elektroenerģija tiek pārdota industriālajam elektrotīklam. Iegūtā siltumenerģija tiek izmantota attīrīšanas iekārtas tehnoloģiskajām vajadzībām. Turklāt biogāzi var uzglabāt līdz 10 stundām, kas nodrošina labu sagatavotību ārkārtas situācijām. Līdz šim daļa dūņu tiek kompostēta un izmantota atkri tumu poligona sanācijai. Pēc dūņu sadedzināšanas ie kārtas uzstādīšanas pabeigšanas visas dūņas tiks sadedzinātas. Ņemot vērā ierobežoto dūņu pieprasījumu un samērā augstu smago metālu koncentrāciju tajās dūņas lauksaimniecībā netiek izmantotas. No gada Polijā stāsies spēkā stingrāki noteikumi attiecībā uz dūņu apglabāšanu poligonos (saskaņā ar ES direktīvām). Notekūdeņu dūņu apsaimniekošanas nākotnes plāni paredz samazināt uzglabājamo notekūdeņu dūņu apjoma samazināšanu un līdz gadam pilnīgi atteikties no notekūdeņu dūņu uzglabāšanas. Tiks palielināts ar termiskās apstrādes metodēm utilizējamo dūņu apjoms attēls. Notekūdeņu attīrīšanas iekārta Wschód Gdaņskā. Fotoattēls: GIWK. 16

19 IEVADS 2.5 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI BRESTA, BRESTAS PAŠVALDĪBAS UNITĀRAIS ŪDENS UN NOTEKŪDEŅU APSAIMNIEKOŠANAS UZŅĒMUMS BRESTVODOKANAL Baltkrievijas pilsētā Brestā ir vairāk nekā iedzīvotāju. Brestas notekūdeņu attīrīšanas iekārtā tiek izman tota tradicionālā aktivizēto dūņu apstrāde viegli no ārdā mo organisko vielu atdalīšanai. PURE projekta ietvaros tiek veiktas investīcijas fosfora ķīmiskās atdalī šanas paņēmiena ieviešanā. Bez tam tiek plānota Brestas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas rekonstrukcija, piesaistot starptautisko finanšu institūciju aizdevumus. Kopš gada visas dūņas no Brestas notekūdeņu at tīrīšanas iekārtas tiek nosūtītas uz Brestas atkritumu apstrādes ražotni, kas pieder ārējam uzņēmumam un atrodas līdzās notekūdeņu attīrīšanas iekārtai. Brestvodokanal ir vienojusies ar apstrādes uzņēmumu par primāro un lieko dūņu apstrādi par maksu, ko sedz Brestvodokanal. Apstrādes uzņēmums sajauc cietos sadzīves atkritumus ar dūņām, un šis maisījums tiek apglabāts apstrādes uzņēmuma atkritumu poligonā. Atdalītais ūdens pēc priekšapstrādes atkritumu apstrādes iekārtā tiek novirzīts uz notekūdeņu apstrādes procesa sākumu. Uzņēmuma darbības dati nav publiski pieejami. Agrāk Brestas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas dūņas tika uzglabātas dūņu lagūnās pie Bugas. Kopējais lagūnu tilpums ir m³ gadā ar Dānijas finansējumu iekārtai tika piegādātas divas lentes filtr preses, kas ļauj samazināt dūņu apjomu. Filtrpreses ir uzstādītas mehāniskās apstrādes ēkā. Pašlaik tiek īstenots Polijas un Baltkrievijas sadarbības projekts, kas paredz dūņu lagūnu iztukšošanu, lai novērstu dūņu noplūdi no lagūnām upē. Šī projekta ietvaros attīrīšanas iekārtai ir piegādātas divas viena pārvietojama un viena stacionāra Dānijā ražotas filtrpreses. Mobilā filtrprese ir izvietota blakus dūņu lagūnām, bet stacionārā mehāniskās apstrādes ēkā. Saskaņā ar vienošanos starp Polijas Nacionālo fondu vides aizsardzībai un ūdens resursu apsaimniekošanai, Brestas pilsētas pašvaldību un Brestvodokanal, šo pasākumu finansē minētais Polijas fonds. Pirmā dūņu lagūna jau ir pilnīgi tukša, un pašlaik tiek iztukšota otrā lagūna. Atūdeņotās dūņas tiek apglabātas Brestvodokanal atkritumu poligonā, kas atrodas apmēram 30 km attālumā no Bugas. Vecās dūņu lagūnas tiks rekultivētas un pārveidotas par zaļo zonu attēls. Brestvodokanal. Fotoattēls: Pekka Sarkkinen. 17

20 Fotoattēls: Samuli Korpinen, HELCOM. 3. DŪŅU BLĪVĒŠANA

21 DŪŅU BLĪVĒŠANA 3.1 IEVADS Pēc notekūdeņu attīrīšanas ūdens saturs dūņās ir no 97 % līdz 99,5 %. Blīvējot dūņas, tiek palielināts sausnas (DS) saturs dūņās, samazinot ūdens saturu ar zemu enerģijas pievadi. Dūņu blīvēšanu var izmantot gan kā priekšapstrādi fermentācijai, gan arī kā priekšapstrādi atūdeņošanai notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, kas darbojas bez fermentācijas iekārtas (sk. blokshēmas 2.3. nodaļā). Noderīga informācija: tā kā ar dažām atūdeņošanas ierīcēm iespējams atūdeņot dūņas ar ļoti augstu ūdens saturu, atsevišķa blīvēšana ne vienmēr ir nepieciešama. Ieteicams konsultēties ar ražo tājiem. Ar gravitācijas un mehāniskās blīvēšanas paņē mie niem iespējams apstrādāt primārās dūņas, liekās dūņas un to maisījumu. Sekundāro dūņu blīvēšanai ir galvenā nozīme, jo pēc nostādināšanas sausnas saturs šajās dūņās ir apmēram 0,5 1,0 %, bet primārajās dūņās, kas iegūtas primārajā nosēdbaseinā, sausnas saturs ir līdz 4,0 %. Mazās un vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās parasti ir tikai neliels primārais nosēdbaseins vai tā vispār nav. Galveno dūņu apjomu šajās iekārtās veido liekās dūņas, un primārās un sekundārās dūņas tiek apstrādātas kopā, piemēram, ar gravitācijas blīvēšanas paņēmienu. Tā kā primāro un lieko dūņu maisījumam piemīt labākas nosē šanās īpašības nekā liekajām dūņām atsevišķi, gravitācijas blīvēšana ir efektīvāka. Protams, katrai attīrīšanas iekārtai ir savs dūņu blīvēšanas risinājums, turklāt liela notekūdeņu attīrīšanas iekārta var būt aprīkota ar nelielu primāro nosēdbaseinu, tādējādi kombinētā blīvēšana ir ekonomiski izdevīgāka. Dažās mazās notekūdeņu at tīrīšanas iekārtās blīvētāja vispār nav. Dūņu blīvēšanai, tāpat kā atūdeņošanai (skat. 5. nodaļu), izmanto neorganiskos vai organiskos ķīmiskos flokulantus (parasti polimērus), taču tie nebūt nav absolūti nepie ciešami visiem blīvēšanas un atūdeņošanas paņēmie niem. Flokulantiem nepieciešami īpaši maisī šanas, uzglabāšanas un padeves nosacījumi, kurus var uzzināt no to ražotāja vai blīvētāja ražotāja. Polimēru dozēšanas un maisīšanas optimizācija ļauj uzlabot blīvēšanas rezultātus. Dūņu maisījumiem dažādās notekūdeņu attīrī šanas iekārtās ir dažādas īpašības, tāpēc ieteicams veikt pilna mēroga pārbaudi laboratorijā, lai atrastu optimālo rezultātu un optimālās izmaksas attēls. Fotoattēls: Shutterstock/ John Kasawa. Iegūtais sausnas saturs, enerģijas patēriņš un ķimikāliju patēriņš ir atkarīgs no dūņu tipa dažādi avoti uzrāda dažādas šo parametru vērtības. Šajā publikācijā ir izmantots dažādu informācijas avotu (PURE Pöyry pārskats, Burton un citi, 2003, un DWA M-381E, 2003) sniegto blīvēšanas skaitlisko datu apkopojums, ieskaitot PURE projekta partneru datus. Nodaļas beigās uzrādīti rezultāti, kas iegūti ar PURE partneru notekūdeņu attīrīšanas iekārtās izmantotajiem blīvēšanas paņēmieniem. 19

22 DŪŅU BLĪVĒŠANA 3.2 BLĪVĒŠANA AR GRAVITĀCIJAS SPĒKA IZMANTOŠANU Darbības principi, rezultāti un nepieciešamā platība Blīvēšana, kas pamatojas uz gravitācijas spēka izmantošanu, ir vienkāršākais veids, kā ar zemu enerģijas patēriņu samazināt notekūdeņu dūņu ūdens saturu. Dūņas tiek iesūknētas apaļā tvertnē, kas aprīkota ar lēnām rotējošu grābekļa mehānismu, kas pār rauj dūņu daļiņu saites un tādējādi paaugstina nosēšanos un sablīvēšanos. Ienākošā dūņu plūsma tiek virzīta uz tvertnes centrālo konusu. Svarīgākie blīvētāja uzbūves un darbības kritēriji ir dūņu masa vienā kvadrātmetrā un pietiekošai sedimentācijai nepieciešamais izturēšanas laiks. Nosēdušās dūņas sakrājas tvertnes dibenā, tiek izsūknētas pa apakšējo izplūdes cauruli un novirzītas uz nākamo ap strādes posmu, kas var būt bioreaktors, atūdeņošanas iekārta vai sekundārās (mehāniskās) blīvēšanas iekārta (3.3. attēls). Pat dūņas, kas nav sablīvētas un stabilizētas, iespējams izmantot lauksaimniecībā, piemēram, lauksaimniecībā tiek izmantotas kādas mazas Vācijas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas dūņas. Primāro dūņu blīvēšanai nav ieteicams izmantot flokulantus. Flokulantus iespējams izmantot, lai labāk sablīvētu dūņu maisījumu vai liekās dūņas, (3.1. tabula). Ar gravitācijas blīvēšanu iespējams samazināt kopējo dūņu apjomu par 90 % no sākotnējā apjoma, pie tam energoresursu patēriņš ir ļoti mazs. Gravitācijas blīvēšanai nepieciešams atsevišķs baseins parasti tas ir apaļas formas betona baseins. Tipis kais baseina diametrs ir 8 20 m. Gravitācijas blīvē tāju iespējams izvietot zem klajas debess, taču blīvi ap dzīvotās vietās un dzīvojamo vai biroja ēku apkaimē baseins jāpārsedz ar vieglas konstrukcijas jumtu un jānodrošina vēdināšana, lai novērstu nepatīkami smakojošu gāzu (satur sērūdeņradi, H 2 S) emisiju. Blīvēšanu dažos gadījumos var veikt primārā vai sekundārā nosēdbaseina iekšpusē. Šajā gadījumā dūņu bedre ir dziļa zona (> 4 m) vertikālā primārā nosēdbaseina sākumā (piemēram, notekūdeņu attīrīšanas iekārtā Noderīga informācija: vēl viens gravitācijas blīvēšanas mērķis ir panākt nozīmīgu hidraulisko buferspēju (līdz 3 dienām) starp notekūdens plūsmu un dūņu apstrādes procesu. Parasti gravitācijas blīvētāji ir bufertvertnes, it īpaši tad, ja daļa iekārtas, piemēram, atūdeņošanas iekārta, netiek darbināta nepārtraukti. Šādos gadījumos gravitācijas blīvētāji tiek izmantoti biežāk nekā mehāniskā blīvēšana. Viikinmäki" Helsinkos, Somija) vai apaļa sekundārā nosēd baseina vidusdaļā, kas ir liels dūņu bunkurs, kurā notiek gravitācijas blīvēšana (dažās rūpniecības notek ūdeņu attīrīšanas iekārtās). Salīdzinājumā ar tradicionālo gravitācijas blīvēšanu šajā gadījumā kopējais dūņu sausnas saturs ir mazāks, bet anaerobu apstākļu risks augstāks. Šī risinājuma piemērotība ir atkarīga no notekūdeņu attīrīšanas iekārtas apstākļiem. Piemērotība dažādu veidu dūņām un dažādiem darbības veidiem un mērogiem Gravitācijas iedarbībā iespējams sablīvēt visu tipu dūņas. Atkarībā no dūņu nosēšanās īpašībām dažos gadījumos nepieciešams pievienot flokulantus. Iespējams sablīvēt arī fermentētas dūņas, taču tās parasti tiek atūdeņotas tiešā veidā. Šī metode ir piemērota vidējām un lielām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Dažos gadījumos blīvēšana netiek veikta un dūņas tiek sūknētas tieši uz atūdeņošanas iekārtu šis paņēmiens jāņem vērā, projektējot dūņu atūdeņošanas iekārtas jaudu tabula. Gravitācijas blīvēšanas rezultāti attiecībā uz sausnas (DS) saturu, izmantojot vai neizmantojot flokulantus (DWA-M 381E, 2007), (Burton un citi, 2003). Bez flokulantiem Ar flokulantiem (polimēriem) Primārās dūņas 5 10 % DS - Primāro un lieko dūņu maisījums 4 6 % DS 5 8 % DS Liekās dūņas 2 3 % DS 3 4 % DS 20

23 DŪŅU BLĪVĒŠANA Noderīga informācija: ja primārā nosēdbaseina tilpums ir ļoti liels, iespējams tajā ievadīt liekās dūņas, lai panāktu kopējo nosēšanos. Šādā veidā ar ļoti zemu enerģijas un ķimikāliju patēri ņu iespējams iegūt sausnas saturu 3 3,5 %. Tas ir piemērots risinājums, ja ir pieejams fermentators un primārā nosēdbaseina tilpums ir ļoti liels, kā arī tad, ja polimēru izmantošanas iespējas ir ierobežotas attēls. Gravitācijas blīvētājs Lībekā. Fotoattēls: Entsorgungsbetriebe Lübeck. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Gravitācijas blīvēšanas iekārta nepārtraukti darbojas kā blīvētājs un kā bufertvertne. Tīrīšana vai tehniskā apkope parasti nepieciešama ik pēc 1 2 mēnešiem, taču dūņu uzbriešanas gadījumā blīvētājs jātīra biežāk (atkarībā no uzbriešanas problēmu biežuma, kuras būtu jāatri sina arī citu iemeslu dēļ). Dažās attīrīšanas iekārtās tīrīšana notiek tikai tad, ja tiek konstatētas problēmas. Vides aspekti ir saistīti ar iespējamu nepatīkami smakojošu gāzu emisiju gaisā. Šo emisiju var samazināt, veicot ķīmisko apstrādi ar kalcija hidroksīdu (paņēmiens pie mērots mazām un vidējām iekārtām) vai pārklājot baseinu un organizējot ventilāciju (piemērots lielām iekārtām). Kad notekūdeņu attīrīšanas iekārta atrodas dzīvojamo rajonu vai citu blīvi apdzīvoto vietu tuvumā, blīvēšanas smaku kontroli var pieprasīt kompetentās iestādes. Izmaksas Gravitācijas blīvēšanas investīciju izmaksas galvenokārt atkarīgas no baseina tilpuma un grunts apstākļiem. Smaku emisija paaugstina izmaksas. Kopējās investīciju izmaksas ir augstas (parasti no līdz eiro), bet ekspluatācijas izmaksas ir zemas. Baseina teh niskās ekspluatācijas laiks parasti ir vairāk par 40 gadiem, pamataprīkojuma ekspluatācijas laiks ir gadi, un papildaprīkojuma ekspluatācijas laiks apmēram gadi. Elektroenerģijas patēriņš ir zems (2 6 kwh/t DS). Izmantojot flokulantus, ķimikāliju patēriņš ir apmēram 0,5 3 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Gravitācijas blīvētāja izmantošanas gadījumā nav nepieciešams papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notek ūdeņu attīrīšanas iekārtās. DŪŅU IEPLŪDE PĀRPLŪDES NOTECE DŪŅU KONCENTRĀTA IZPLŪDE 3.3. attēls. Shematiska gravitācijas blīvētāja diagramma. 21

24 DŪŅU BLĪVĒŠANA Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Gravitācijas blīvētāji Baltijas jūras reģionā tiek izmantoti gandrīz visās lielās un vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, piemēram, Tallinā, Tartu un Pērnavā Igaunijā; Espo, Turku un Oulu Somijā; Stokholmā Zviedrijā; Rīgā Latvijā; Viļņā un Kauņā Lietuvā; Varšavā un Gdaņskā Polijā; Sanktpēterburgā Krievijā; Kopenhāgenā Dānijā un Berlīnē un Hamburgā Vācijā. Gravitācijas blīvētāju iespējams gan aizvietot (piemēram, Lahti, Somija, vai Kohtlajervē, Igaunija), gan arī papildināt ar citu blīvēšanas aprīkojumu, kas parasti nepieciešams, ja iekārtā tiek veikta arī dūņu anaerobā apstrāde. Dažos gadījumos gravitācijas blīvēšana (vai jebkura cita blīvēšana) netiek izmantota vidējās un lielās attīrīšanas iekārtās, piemēram, Igaunijā, Latvijā, Polijā un Vācijā. Šajos gadījumos, izvēloties dūņu atūdeņošanas iekārtu tipu un jaudu, jāņem vērā fakts, ka netiks veikta iepriekšēja dūņu blīvēšana. 3.3 MEHĀNISKĀ BLĪVĒŠANA Ar mehāniskās blīvēšanas metodi parasti tiek apstrādātas liekās dūņas. Bez tam pastāv iespēja mehāniski sablīvēt primārās dūņas vai primāro un lieko dūņu maisījumu. Parasti mehāniskā dūņu maisījuma sablīvēšana tiek izmantota iekārtās, kur ir neliels primārais nosēdbaseins, kā arī gadījumos, kad dūņas netiek fermentētas. Lai izmantotu mehānisko blīvēšanu, nepieciešami flokulanti un elektro enerģija. Flokulants tiek padots uz flokulācijas reaktoru ar maisītāju, lai nodrošinātu labu samaisīšanu un stabilu flokulu vei do šanos. Mehāniskās blīvēšanas iekārtas var darbināt nepārtrauktā režīmā (24/7). Bez tam iespējams (it īpaši vidējām iekārtām) organizēt darbu maiņās, piemēram, 8/5 vai 16/5. Šādos gadī jumos ir nepieciešama bufertvertne (skat nodaļu). Mehāniskā blīvēšana ir piemērota lielām un vidējām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām kā priekšapstrāde tiešai atūdeņošanai bez fermentācijas. Mehāniskās blīvēšanas aprīkojuma izmaksas ir no līdz eiro, tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Parastā tīrīšana jāveic apmēram ik pēc divām nedēļām. Dažādās mehāniskās blīvēšanas metodes nav saistītas ar īpašām vides vai drošības problēmām attēls. Gravitācijas blīvētāji attīrīšanas iekārtā Zdroje, Šcecina, Polija. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. Turpmākajās nodaļās tiek aprakstītas dažas konkrētas mehāniskās blīvēšanas metodes. Pastāv arī citas metodes, piemēram, blīvēšana ar disku blīvētājiem, kas šeit nav aprakstītas. 22

25 DŪŅU BLĪVĒŠANA BLĪVĒŠANA AR SKRŪVES BLĪVĒTĀJU Darbības principi, rezultāti un nepieciešamā platība Skrūves blīvētājs sastāv no slīpa ķīļveida groza. Skrūve, kas lēnām griežas ar mainīgu ātrumu, lēnām transportē dūņas augšup pa slīpo grozu. Ūdens iztek cauri grozam. Sablīvēšanas pakāpi regulē ar regulējamu dūņu izvades atveres plāksni un maināmu skrūves griešanās ātrumu. Ķīļveida stiepļu grozu darbināšanas laikā tīra ar auto mātisku mazgāšanas sistēmu. Blīvēšana ar skrūves blīvētāju ir piemērota dūņu sablīvēšanai no sausnas satura 0,5 1 % līdz galīgajam saturam 4 7 % parastajās sadzīves notek ūdeņu attīrīšanas iekārtās. Kopējo dūņu apjomu iespējams samazināt par 90 % no sākotnējā apjoma, mazgāšanai nepieciešamais enerģijas un ūdens patēriņš ir zems. Skrūves blīvētājus parasti izgatavo no nerūsošā tērauda, un to jauda ir no 20 m³/h līdz 100 m³/h. Iekārtai ir apvalks, lai līdz minimumam samazinātu smaku izplatīšanos. Nepieciešamā platība atkarīga no til puma, parasti tā ir šāda: platums: 2 4 m, garums: 5 10 m, augstums 3 6 m, ieskaitot tehniskajai apkopei nepieciešamo platību. Aprīkojums obligāti jāuzstāda telpās. Izmaksas Uzstādītā jauda ir apmēram 4 10 kw; šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir niecīgs (apmēram 3 7 kwh/t DS). Tas ir atkarīgs no reālā iekārtas darbināšanas laika. Ķimikāliju patēriņš ir no 2 līdz 6 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Skrūves blīvētāja izmantošanas gadījumā nav nepieciešams papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās BLĪVĒŠANA AR BLĪVĒŠANAS CILINDRU Darbības principi, rezultāti un nepieciešamā platība Rotējoša blīvēšanas cilindra sistēma sastāv no dūņu flo kulācijas iekārtas, ieskaitot flokulanta padevi, un rotējošiem cilindra sietiem. Dūņas, kurām pievienots flokulants, tiek padotas uz rotējošajiem cilindra sietiem, kas atdala dūņas no ūdens. Sablīvētās dūņas pārvietojas uz cilindra galu, bet atdalītais ūdens iztek cauri sietiem. Tehniskie parametri ir līdzīgi skrūves blīvētāju paramet riem, un caurlaidspēja atkarībā no padeves un nepie ciešamā iegūtā sausnas satura ir no 10 m³/h līdz vairāk par 70 m³/h. Izmantojot blīvēšanu ar blīvēšanas cilindru, iespējams samazināt kopējo dūņu apjomu līdz 90 % no sākotnējā apjoma un panākt līdz 5 7 % sausnas satura dūņās. Blīvēšanas cilindrs tiek izgatavots no nerūsošā tē rauda un ir ieslēgts apvalkā, lai līdz minimumam samazi nātu smaku izplatīšanos un ietekmi uz vidi, taču iekārtai ir apsekošanas atvere un noņemami sānu paneļi, kas nodrošina ērtu piekļuvi un tehnisko apkopi. Gal venās blīvēšanas cilindra priekšrocības ir zemās teh nis kās apkopes izmaksas, zems energoresursu un ūdens patē riņš, kā arī neliela nepieciešamā platība (pla tība un tilpums). Nepieciešamā platība atkarīga no tilpu ma, parasti tā ir šāda: platums: 2 3 m; garums: 7 15 m, augstums: 3 m, ieskaitot tehniskajai apkopei nepieciešamo platību. Aprīkojums obligāti jāuzstāda telpās. Izmaksas Elektroenerģijas patēriņš ir apmēram tāds pats kā skrūves blīvētājiem (3 7 kwh/t DS). Uzstādītā jau attēls. Rotējošie blīvēšanas cilindri Jūrmalā, Latvija, un Šcecinā, Polija. Fotoattēli: PIU Jūrmalas Ūdens un ZWiK Szczecin. 23

26 DŪŅU BLĪVĒŠANA da ir 4 10 kw. Maksimālais ķimikāliju patēriņš ir 2 6 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Blīvē šanas cilindra izmantošanas gadījumā nav nepieciešams papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās BLĪVĒŠANA AR LENTES BLĪVĒTĀJU Darbības principi, rezultāti un nepieciešamā platība Lentes blīvētājs jeb gravitācijas lentes blīvētājs ir izstrādāts no atūdeņošanas lentes preses, kas aprakstīta 5.3. nodaļā. Lentes blīvētājs sastāv no gravitācijas lentes, kas pārvietojas pa skrituļiem ar piedziņas mehānismu. Pēc flokulācijas iekārtas dūņas tiek nepārtraukti un vienmērīgi padotas visā lentes platumā. Ūdens iztek cauri lentei, un lentes galā dūņas sasniedz vēlamo sausnas saturu. Lai veicinātu ūdens aiztecēšanu, lente ir aprīkota ar vienmērīgi izvietotiem irdināšanas asmeņiem". Filtrāta ūdens automātiski tīra lenti. Parastā jauda ir no 24 m³/h līdz 180 m³/h. Iespējams samazināt kopējo dūņu apjomu līdz 90 % no sākotnējā apjoma. Sasniegtais vidējais sausnas saturs ir apmēram 5 7 %. Nepieciešamā platība atkarīga no tilpuma, tā ir apmēram tāda pati kā skrūves blīvētājam. Lentes blīvētājs tiek izgatavots no nerūsošā tērauda un ir ieslēgts apvalkā, lai līdz minimumam samazinātu smaku izplatīšanos un ietekmi uz vidi. Apvalks ir noņemams, kas nodrošina ērtu piekļuvi un tehnisko apkopi. Galvenās lentes blīvētāja priekšrocības ir zemās tehniskās apkopes un energoresursu izmaksas, kā arī neliela nepieciešamā platība (platība un tilpums). Izmaksas Enerģijas patēriņš ir zems. Atkarībā no ražotāja uzstādītā iekārtas jauda ir no 3 līdz 10 kw (3 7 kwh/t DS). Parastais ķimikāliju patēriņš ir no 2 līdz 6 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Lentes konveijera darbināšanai nav nepieciešams papildu darbaspēks vai īpašas prasmes attēls. Lentes blīvētāji Lībekā un Šcecinā. Fotoattēli: Entsorgungsbetriebe Lübeck un ZWiK BLĪVĒŠANA AR CENTRIFŪGU Centrifūgas tiek izmantotas dūņu blīvēšanai un atūdeņošanai. Atūdeņošanas centrifūgas sīkāk aprakstītas 5.2. nodaļā. Atūdeņošanas un blīvēšanas centrifūgu uzbūve ir atšķirīga. Blīvēšanas centrifūgas ir paredzētas efektīvai dūņu ūdens satura samazināšanai ar zemāku enerģijas un ķimikāliju patēriņu, bet atūdeņošanas centrifūgas maksimālā iespējamā ūdens daudzuma aiz vadīšanai. Centrifūgas tiek izgatavotas no nerūsošā tērauda un ir pilnībā ieslēgtas apvalkā, lai līdz minimumam samazinātu smaku izdalīšanos un ietekmi uz vidi. Centrifūga griežas ar lielu ātrumu, atdalot šķidrumu no cietvielām. Centrifūgas jauda ir no 5 m³/h līdz 200 m³/h. Ar blīvēšanas centrifūgu var iegūt sausnas saturu 5 7 %. Nepieciešamā platība ir atkarīga no ietilpības, tā ir līdzīga blīvēšanas cilindram nepieciešamajai platībai. Izmaksas Blīvēšanai ar centrifūgu nepieciešamais ķimikāliju patēriņš ir neliels (1,0 1,5 g/kg DS), taču salīdzinājumā ar citām mehāniskajām blīvēšanas metodēm enerģijas patēriņš ir daudz augstāks. Atšķirībā no pārējām trim mehāniskās blīvēšanas metodēm blīvēšanai ar centrifūgu nav nepieciešams flokulants, taču šajā gadījumā ūdens atdalīšanas līmenis ir ievērojami zemāks, nekā izmantojot flokulantus. 24

27 DŪŅU BLĪVĒŠANA 3.4 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI RĪGA, SIA RĪGAS ŪDENS, DAUGAVGRĪVAS NOTEKŪDEŅU ATTĪRĪŠANAS IEKĀRTA Daugavgrīvas notekūdeņu attīrīšanas iekārta Rīgā ir lielākā šāda veida iekārta Latvijā. Tās kopējā noslodze ir cilvēku ekvivalentu, un tā ik gadu apstrādā tonnas utilizējamo notekūdeņu dūņu (sausnas saturs, DS). Attīrīšanas iekārta ir aprīkota ar modernu slāpekļa atdalīšanas iekārtu (rekonstruēta gada vasarā) un fosfora nogulsnēšanas iekārtu, ko daļēji finansēja PURE projekts. Primārās dūņas iegūst primārajā nosēdbaseinā, iztu rēšanas laiks ir 2,5 stundas. Iespējams sasniegt sausnas saturu no 4 līdz 5 %. Liekās dūņas tiek mehāniski sablīvētas ar centrifūgu, polimēru patēriņš ir zems (2 4 g/kg DS). Lieko dūņu kopējo sausnas saturu iespējams paaugstināt līdz 5 7 %, tā rezultātā kopējais sausnas saturs pēc biorektora ir 3 %. Bioloģiskā fermentācija norisinās 37 C temperatūrā, izturēšanas laiks ir no 14 līdz 20 dienām. Biogāzi uzglabā m³ gāzes uzglabāšanas tvertnē. Saražoto gāzi iespējams uzglabāt līdz 5 stundām, un to izmanto koģenerācijas iekārtā. Koģenerācijas iekārtas elektroenerģijas jauda ir apmēram 2 MW, un tās maksimālais elektriskais lietderības koeficients ir 38,9 %. Iekšējām vajadzībām tiek izmantoti 45 % elektro - enerģijas un 55 % siltuma enerģijas. Koģenerācijas iekārtu apsaimnieko atsevišķs uzņēmums ārpakalpojumu sniedzējs attēls. Daugavgrīvas notekūdeņu attīrīšanas iekārta Rīgā. Fotoattēls: SIA «Rīgas ūdens». Fermentētās dūņas pēc fermentācijas tiek kondicionētas ar polimēriem (8 g/kg DS) un atūdeņotas ar centrifūgām, taču iespējams panākt tikai sausnas saturu 22 %. Visas dūņas tiek izmantotas lauksaimniecībā, kas Latvijā ir visizplatītākais dūņu izmantošanas veids. Līdz šim saistībā ar piesārņojuma robežvērtībām nav radušās nekādas problēmas attēls. Dūņu transportēšana Daugavgrīvas notekūdeņu attīrīšanas iekārtā. Fotoattēls: SIA «Rīgas ūdens». 25

28 DŪŅU BLĪVĒŠANA 3.5 GALVENO BLĪVĒŠANAS METOŽU KOPSAVILKUMS Izmantojot gravitācijas blīvēšanu, iespējams nodrošināt dūņu sablīvēšanu ar zemām ekspluatācijas izmaksām. Mehāniskās blīvēšanas iekārtu ekspluatācijas izmaksas ir daudz augstākas, taču sasniedzamais sausnas saturs arī ir augstāks. Papildus kapitālieguldījumam, mehāniskajā blīvētājā ir jāiegādājas nepieciešamās bufertvertnes, tāpēc ekonomiski izdevīgāk ir iegādāties gravi tācijas blīvētāju. Nepārtraukti darbināmas mehāniskās blīvēšanas iekārtas ir īpaši piemērotas lielākām notekūdeņu attīrīšanas iekār tām, kas izmanto fermentāciju, jo iespējams ie gūt un ievadīt bioreaktorā dūņas ar augstāku sausnas saturu. Tas ļauj samazināt dūņu uzsildīšanai nepieciešamo enerģijas patēriņu. Ja biorektoram ir īss izturēšanas laiks, blīvē šana veicina fermentāciju tabulā sniegts dažādu mehāniskās blīvēšanas meto žu salīdzinājums. Uzrādītas tipiskās vērtības, kas galvenokārt raksturīgas liekajām dūņām. Katram dūņu tipam ir savi parametri. PURE partneru iekārtu salī dzinājumu skat tabulā. Noderīga informācija: dūņu īpašības ziemā un vasarā ir atšķirīgas, tādējādi arī polimēru patēriņš gan samazinās, gan pieaug. Laika posmā, kad notiek pāreja no silta laika uz aukstu un no auksta laika uz siltu, blīvēšanu, fermen tāciju un atūdeņošanu nepieciešams kontrolēt. Problēmas var radīt, piemēram, dūņu uzbriešana. Ūdens no blīvēšanas iekārtām tiek aizvadīts atpakaļ uz notekūdeņu attīrīšanas iekārtu vai apstrādāts kopā ar atūdeņošanas procesā atdalīto ūdeni. Dūņu blīvēšanas rezultātā iegūtajā ūdenī barības elementu koncentrācija parasti ir zema attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Nostal6ie. 26

29 DŪŅU BLĪVĒŠANA 3 2. tabula. Dažādu blīvētāju salīdzinājums. DS = sausnas saturs. Tehnoloģija Skrūves blīvētājs Blīvēšanas cilindrs Lentes blīvētājs Centrifūga Sausnas saturs 4 7 % 5 7 % 5 7 % 5 7 % Polimēru patēriņš Enerģijas patēriņš Tehniskās apkopes izmaksas Jauda un piebildes Piemēri Baltijas jūras reģionā 2 6 g/kg DS 2 6 g/kg DS 2 6 g/kg DS 1 1,5 g/kg DS Zems Zems Zems Augsts Zemas Zemas Zemas Zemas m³/h m³/h m³/h Joensuu-Kuhasalo (FI) Lībeka. Priwall (D) Gdaņska (PL) Aarhus-Egå (DK) Šcecina, Zdroje (PL) Jūrmala (LV) Šcecina, Pomorzany, Vroclava (PL) Lībeka, ZKW (DE) Kohtlajerve (EE) m³/h, iespējams izmantot bez polimēriem Rīga (LV) Henriksdalen, Stokholma (SE) 3.3. tabula. PURE partneru salīdzinājums. DS = sausnas saturs. PURE partneris Lieko dūņu blīvēšanas metode Iegūtais sausnas saturs Flokulantu patēriņš Kohtlajerve Lentes blīvētāji 6 % 4,0 g/kg DS Rīga Centrifūga 5 7 % 2 4 g/kg DS Jūrmala Blīvēšanas cilindrs 4 7 % 3,5 g/kg DS Gdaņska Skrūves blīvētājs 6 % 3,4 g/kg DS Šcecina, Pomorzany Lentes blīvētājs 6 % 3 5 g/kg DS Šcecina, Zdroje Blīvēšanas cilindrs 6,5 % 6,5 g/kg DS Lībeka, ZKW Lentes blīvētājs 5 6 % 1,5 g/kg DS 27

30 4. STABILIZĀCIJA Gliemenes un galvkāju vēzīši Somijas jūras līcī. Fotoattēls: Essi Keskinen, Metsähallitus.

31 DŪŅU STABILIZĀCIJA 4.1 ANAEROBĀS FERMENTĀCIJAS PRINCIPI Stabilizācijas mērķis ir līdz minimumam samazināt bioloģiskās un ķīmiskās reakcijas. Anaerobā fermentācija ir viena no vecākajām un joprojām visbiežāk izmantotajām dūņu stabilizācijas metodēm. Pirmās anaerobās fermentācijas tvertnes tika ieviestas vairāk nekā pirms simts gadiem Amerikas Savienotajās Valstīs. Dūņās koncentrētās organiskās un neorganiskās vielas tiek mikrobioloģiski sadalītas bez skābekļa klātbūtnes un konvertētas par metānu un neorganiskajiem galaproduktiem. Galvenie pozitīvie fermentācijas rezultāti ir notek ūdeņu dūņu stabilizācija, apjoma samazināšana un biogāzes rašanās. Anaerobās fermentācijas process var norisināties gan mezofilā (apmēram C), gan arī termofilā tempe ratūrā (53 57 C). Galvenās termofilās apstrādes priekšrocības ir augstāka dūņu apstrādes jauda un pilnīgāka dūņu atūdeņošana, kā arī augstāka apstrādāto dūņu sanitārā kvalitāte. Metodes trūkumi ir augstākas energoresursu izmaksas un zemāka centrifugāta kvali tāte sakarā ar izšķīdušajām cietvielām. Termofilā fermentācija salīdzinājumā ar mezofilo ir saistīta ar lielākām smakas problēmām, turklāt procesa stabilitāte ir sliktāka. Šī iemesla dēļ termofilā fermentācija visā pasaulē tiek izmantota tikai dažās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Baltijas jūras reģionā to izmanto Braunšveigā (Vācija) un Malmē (Zviedrija). Pēc vairākus gadus ilgušiem izmēģinājumiem ar sadzīves notekūdeņu dūņām Malme ir izvēlējusies mezofilo risinājumu (LaCour un citi, 2004). Vairāk nekā 30 gadus tiek veikti laboratorijas, eks perimentālie un praktiskie eksperimenti, lai noteiktu iespē ju veikt sadzīves notekūdeņu dūņu fermen tā ciju termofilā temperatūrā, taču diemžēl šiem eksperimentiem nav praktisku rezultātu. Parasti problēmas rada augstais enerģijas patēriņš, tāpēc termofilā fermentācija ir piemērota tikai reģioniem ar siltāku klimatu. Tādējādi šajā publikācijā tiek aplūkota tikai fermentācija mezofilajā temperatūras diapazonā. Principā iespējams izmantot divas galvenās mezofi lās fermentācijas metodes: slapjo un sauso fermentāci ju. Slapjā fermentācija ir tradicionālais fermentācijas veids, turpretim sauso fermentāciju atļauts izmantot tikai jauktu sadzīves biosabrūkošo atkritumu un dārzkopības at kri tumu apstrādē. Tā kā sauso fermentāciju nav atļauts pie mērot dūņām, kas iegūtas sadzīves notekūdeņu attīrīšanas rezultātā, šeit tā netiek sīkāk iztirzāta. Slapjās fermentācijas organiskais izejmateriāls parasti ir primāro un lieko dūņu maisījums, kas pakāpeniski vai nepārtraukti tiek padots uz hermētisku reaktoru. Visbiežāk izmantotais anaerobais bioreaktors ir aprīkots ar sildīšanas un maisīšanas ierīcēm. Procesa princips redzams 4.1. attēlā. FERMENTĀCIJAS PRIEKŠAPSTRĀDE ANAEROBĀ FERMENTĀCIJA TIPISKĀ PĒCAPSTRĀDE PĒC FERMENTĀCIJAS Primārais nosēdbaseins, ja tāds ir vai Biogāze (enerģijas ražošana) Flokulanta pievienošana IZVĒLES: Dūņu blīvēšana un citas metodes (dezintegrācija) Fermentācija Fermentētās dūņas Dūņu atūdeņošana līdz 20 40% sausnas Sekundārais nosēdbaseins Sildīšana un maisīšana Atdalītais ūdens uz notekūdeņu attīrīšanu vai atdalītā ūdens apstrādi 4.1. attēls. Anaerobās fermentācijas process dūņu apstrādāšanas ķēdē. 29

32 DŪŅU STABILIZĀCIJA 4.2 MEZOFILĀS FERMENTĀCIJAS PROCESS Mezofilās apstrādes process tiek plaši izmantots, un nepieciešamā temperatūra parasti ir apmēram C. Galvenās priekšrocības ir laba procesa stabilitāte un centrifugāta kvalitāte, kā arī droša darbība. Fermentācija notiek vienā vai vairākos reaktoros, kurus var piepildīt gan vienlaikus, gan arī pēc kārtas, un tipiskais izturēšanas laiks ir no 20 līdz 25 dienām. Minimālais pieļaujamais izturēšanas laiks ir apmēram 14 līdz 15 dienas, jo īsāks izturēšanas laiks parasti samazina gāzes ražošanu, taču dažas attīrīšanas iekārtas izmanto īsāku izturēšanas laiku, pie tam gāzes ražošana nesamazinās. Šajos gadījumos apstrādājamās dūņas ir biosabrūkošas, piemēram, ar augstu primāro dūņu daļu, vai arī hidro līze norisinās jau primārajā nosēdbaseinā pārāk lielā tilpuma dēļ. Turklāt minimālo pieļaujamo izturēšanas laiku iespējams samazināt ar dažām priekšapstrādes me todēm. Tāpat kā visos dūņu apstrādes posmos, arī fermentācijas posmā izšķirošā nozīme ir apstrādājamo dūņu īpašībām. Primārās dūņas ir vieglāk fermentējamas un atūdeņojamas salīdzinājumā ar liekajām dūņām, kas satur baktērijas. Lieko dūņu fermentācijai nepieciešams ilgāks izturēšanas laiks FERMENTĀCIJAS REAKTORS Fermentācijas reaktori vienmēr ir aprīkoti ar maisīšanas un apsildīšanas ierīcēm, lai nodrošinātu labu samaisīšanu un pastāvīgu temperatūru. Fermentētās dūņas var izvadīt no reaktora ar sūkni vai ar pašteci pa teleskopiskām caurulēm. Virsmas putas tiek izvadītas ar pašteci pa teleskopiskām caurulēm. Reaktori parasti ir betona vai tērauda tvertnes (atkarībā no reaktora tilpuma un materiālu izmaksām), parasti tie atrodas virs zemes un ir izolēti, lai saglabātu reaktorā vienmērīgu temperatūru. Reaktora forma ir svarīgs projektēšanas kritērijs, kas sīki iztirzāts daudzās notekūdeņu attīrīšanas inženiertehniskajās rokasgrāmatās. Piemēram, pareizas formas reaktora augstumam parasti vajadzētu būt nedaudz lielākam par diametru, lai nodrošinātu pienācīgus mai sīšanas un darbības apstākļus. Baltijas jūras reģionā tiek izmantotas dažādas formas. Bieži, it īpaši Vācijā, tiek izmantota olveida forma, savukārt citās valstīs priekšroka tiek dota cilindra formas reaktoriem. Sakarā ar ilgu izturēšanas laiku dūņu fermentācijai vajadzīgi lieli reaktori, kas aizņem diezgan daudz vietas. Papildus reaktora tvertnei (-ēm), kas līdz svaro biogāzes ražošanas svārstības, nepieciešams arī uzglabāt saražoto biogāzi, un šim nolūkam arī nepieciešama papildu platība (skat nodaļu). Parasti reaktora un gāzes glabātavas diametrs ir 6 15 m un platība, kas lielam notekūdeņu attīrīšanas uzņēmumam nepieciešama fermentācijas procesa nodrošināšanai, ir apmēram m reiz m. Visus reaktorus var novietot ārā, bet tie ir jāizolē. Sūkņi un pārējās palīgiekārtas jānovieto telpās, parasti zem reaktoriem vai atsevišķās sūkņu telpās attēls. Dažādu formu bioreaktori Lībekā, Vācija, un Rīgā, Latvija. Fotoattēli: Entsorgungsbetriebe Lübeck un SIA Rīgas Ūdens. 30

33 DŪŅU STABILIZĀCIJA PRIEKŠAPSTRĀDE UN PADEVE UZ FERMENTĀCIJAS REAKTORU Nepieciešamā priekšapstrāde galvenokārt ir atkarīga no dūņu tipa un kvalitātes. Visbiežāk izmantotā priekšapstrādes metode blīvēšana ir aprakstīta 3. nodaļā. Liekās dūņas parasti tiek blīvētas mehāniski, lai nodrošinātu augstāku sausnas saturu. Vajadzētu nodrošināt, ka pirms fermentācijas primāro un lieko dūņu maisījuma sausnas saturs ir 4 7 %, taču zemāks sausnas saturs reizēm nodrošina drošākus dar bības apstākļus. Augstāka sausnas satura gadījumā iespējams nodrošināt zemāku enerģijas patēriņu un samazināt fermentācijas laiku. Bioreaktora darba tilpumu iespējams ievērojami samazināt, un brīvo tilpumu var izmantot kofermentācijai. Blīvēšanas iespējas ie robežo dūņu sūknējamība, bioreaktora uzbūve un nepieciešamība panākt labu sajaukšanos (skat nodaļu). Papildu priekšapstrādes iespējas ir ķīmiskās, termiskās vai mehāniskās priekšapstrādes procedūras. Dažādajām procedūrām ir kopīgs mērķis: palielināt gāzes veidošanos un samazināt fermentācijai nepieciešamo tilpumu. Dažu procesu izpētes gaitā ir iegūti daudzsološi rezul tāti attiecībā uz iespēju samazināt pavedienveida bak tēriju daudzumu bioreaktorā. Lai gan daudzas no šīm metodēm vēl atrodas testēšanas stadijā, visdaudz sološākajām jau tiek nodrošināts komerciāls pielietojums. Visbiežāk tiek izmantota termiskā hidrolīze (piem., Norvēģijā tiek izmantots process Cambi) (Walley, 2007); sadalīšana ar ultraskaņu (Xie un citi, 2005.) un mehāniska noārdīšana (Machnicka un citi, 2009.), kuras piemērs ir HPF noārdītājs, kas uzstādīts Envor Oy, Forssa, Somija. Iespējams izmantot arī citas noārdīšanas metodes. Apsverot priekšapstrādes iespējas, jāņem vērā arī tās iespaids uz atdalītā ūdens kvalitāti. Tā kā priekšapstrāde sagrauj dūņu struktūru šūnu līmenī, suspendēto daļiņu ķīmiskā skābekļa patēriņa, viegli noārdāmu organisko vielu un slāpekļa daudzums atdalītajā ūdenī var kļūt pat vairākas reizes lielāks nekā bez priekšapstrādes. Nepārtraukta vai periodiska padeve ar pārtraukumiem ir labvēlīgs bioreaktora darbības noteikums, jo palīdz saglabāt bioreaktorā stabilus apstākļus. Vienveidīga padeve un vairākas padeves vietas var mīkstināt vai mazināt triecienu slodzi uz mikroorganismiem. No pār mēr īgas hidrauliskās noslodzes var izvairīties, novie tojot tieši pirms bioreaktora padeves caurules padeves un maisīšanas tvertni. Pārmērīga hidrauliskā noslodze samazina izturēšanas laiku, pazemina buferizācijai nepieciešamo sārmainību un rada papildu siltumenerģijas patēriņu. Bieži stabila hidrauliskā plūsma uz bioreaktoru tiek uzturēta, kontrolēta un nodrošināta, pārsūknējot daļu no reaktorā esošā šķidruma atpakaļ uz padeves tvertni (Burton un citi, 2003, Hammer & Hammer, 2001, un Vesilind, 2003). Turklāt bioreaktora veiktspēju iespējams paaugstināt, sablīvējot daļu ievadāmo dūņu, lai palielinātu sausnas izturēšanas laiku. Daļas fermentēto dūņu recirkulācija un sablīvēšana kopā ar ievadāmajām primārajām un liekajām dūņām vai atsevišķa lieko dūņu sablīvēšana ir visbiežāk izmantotās alternatīvas (Burton un citi, 2003) attēls. Sadalīšana ar ultraskaņu Gdaņskā, Polija. Fotoattēls: GIWK. 31

34 DŪŅU STABILIZĀCIJA SILDĪŠANA Lai radītu baktērijām optimālus apstākļus, bioreaktorā jāuztur nemainīga temperatūra, jo temperatūras svārstības vai nepietiekama siltumizolācija samazina bio gāzes veidošanos. Dūņu un reaktora sildīšanu var īstenot vai nu ar parastajiem siltummaiņiem un dūņu recirkulāciju, vai arī ar dūņu padevi pa atsevišķām partijām. Fermentāci jas procesā saražoto biogāzi galvenokārt izmanto elektroenerģijas ģenerēšanai koģenerācijas iekārtā. Saražotā siltumenerģija tiek izmantota padodamo dūņu un bioreaktora sildīšanai. Ja ievadāmo dūņu temperatūra ilgu laiku gadā ir relatīvi zema (5 C), padodamās dūņas parasti tiek iepriekš sasildītas padeves un maisīšanas tvertnē, kas savukārt tiek apsildīta ar cauruļsiltummaini vai plākšņu siltummaini un dūņu recirkulatoru, lai sasniegtu nepieciešamo mezofilās temperatūras amplitūdu C. Sildot dūņas pa partijām, katra partija ar tvaiku vai karstu ūdeni tiek sasildīta atsevišķā tvertnē un pakāpeniski padota uz bioreaktoru. Padodot dūņas pa partijām, dūņu recirkulācija nav vajadzīga. Abos gadījumos nepieciešamā papildu siltumenerģija tiek ražota, sadedzinot biogāzi karstā ūdens katlā attēls. Fotoattēls: Shutterstock/chris2766. Noderīga informācija: reducēšanās apstākļi bioreaktorā un dūņu sasildīšana izraisa ķīmiskas reakcijas. Magnija amonija fosfāta un vivianīta (dzelzs fosfātu komplekss) veidošanās var radīt problēmas, it īpaši caurulēs un siltummaiņos MAISĪŠANA Efektīva maisīšana ir svarīgs pareizas procesa norises faktors. Bioreaktora satura maisīšana sekmē tā darbību, samazinot termisko stratifikāciju, izkliedējot ievadītās dūņas, lai panāktu labāku saskari ar aktīvo biomasu, un samazinot putu veidošanos. Turklāt maisīšanas rezultātā tiek atšķaidīti inhibitori un samazinātas padoto dūņu ph un temperatūras vērtības, tādējādi palielinot reaktora lietderīgo tilpumu. Lai nodrošinātu sekmīgu anaerobās fermentācijas norisi, jāizvēlas piemērota tipa maisīšanas iekārta; optimāla maisīšanas iekārta ir atkarīga, piemēram, no bioreaktora formas un sausnas satura dūņās. Tiek izmantotas dažādas bioreaktora satura maisīšanas sistēmas, no tām vis plašāk pazīstamās ir šādas: (i) gāzes padeve pa velkmes caurulēm (liela diametra caurules, kurās tiek ievadīta bioreaktora gāze, kas izraisa biomasas pacelšanos un sajaukšanos), (ii) mehāniska maisīšana ar mikseriem; (iii) bioreaktora satura sūknēšana un recirkulācija ar ārējiem sūkņiem, kas parasti izsūknē šķidrumu no tvertnes virspuses centra un pēc tam iesmidzina atpakaļ to pa sprauslām, kas tangenciālā virzienā uzstādītas biorektora dibenā (Vesilind, 2003). Cirkulāros sūkņus ieteicams izmantot tikai kā galvenās maisīšanas sistēmas atbalstu vai maisīšanai ārkārtas gadījumos. Maisīšanas principi tiek noteikti projektēšanas un būvēšanas stadijās, turklāt detalizētas instrukcijas par optimālo maisīšanas metodi konkrētos gadījumos ir iekļautas iekārtu piegādātāja lietošanas instrukcijās. Tā kā katram maisītājam ir savas priekšrocības un trūkumi, pareizā izvēle būtu jāizdara, ņemot vērā bioreaktora formu un parametrus. 32

35 DŪŅU STABILIZĀCIJA 4.3 PĀRĒJĀ BŪTISKĀ INFORMĀCIJA PAR FERMENTĀCIJU Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Bioreaktora darbība notiek nepārtraukti, tikai padevi un izvadīšanu var organizēt dienas maiņā. Pastāvīga padeve ir iespējama, izmantojot primāro un lieko dūņu bufertvertni vai tiešo padevi. Ja mehāniskā blīvēšana notiek tikai dienas maiņā, nav iespējams izvairīties no padeves pārtraukumiem. Darbam ar anaerobās fermentācijas iekārtām nepie ciešams vairāk biotehnisko prasmju, nekā darbam ar citām dūņu apstrādes iekārtām, piemēram, blīvēšanas vai atūdeņošanas iekārtām. Nepievēršot uzmanību svarīgiem procesa aspektiem, šī tehnoloģija ir poten ciāls sliktu smaku avots, turklāt biogāze ir sprādzien bīstama, tāpēc jāveic īpaši drošības kon troles pasākumi. Elektriskās iekārtas jāaprīko ar sprādzienaizsardzības ierīcēm. Turklāt operatoriem un tehniskās apkopes personālam jābūt labi apmācītam gan darbam parastos apstākļos, gan arī darbam ārkārtas situācijās, kas parasti ir saistītas ar darbības uzsākšanu, apturēšanu un tehniskās apkopes pasākumiem. Obligāti jāizstrādā sistemātisku drošības pasākumu plāns, tajā skaitā, bet neaprobežojoties ar uzskaitīto, nosakot kārtību, kādā izsniedzamas atļaujas darbam ar karstām ierīcēm (piemēram, metināšanai), kā arī paredzot regulāras kompetento iekārtas drošības speciālistu veiktas drošības pārbaudes. Vides aspekti ir saistīti ar biogāzes emisiju gaisā. Procesa uzsākšanas un izslēgšanas posmos, tehniskās apkopes laikā un ārkārtas situācijas parasti tiek izmantots biogāzes apvedceļš, kas aprīkots ar gāzes attīrīšanu vai gāzes lāpu, ar kurām šīs gāzes pirms izplūšanas atmosfērā tiek vai nu skalotas, vai arī sadedzinātas. Izmaksas Anaerobā fermentācija galvenokārt tiek izmantota vidējās un lielās attīrīšanas iekārtās. Nepieciešamie kapitālieguldījumi ir robežās no 5 līdz 15 miljoniem eiro, ieskaitot biogāzes izmantošanu koģenerācijas iekārtā. Ļoti lielām iekārtām investīciju izmaksas var būt daudz lielākas, piemēram, notekūdeņu attīrīšanas 4.5. attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Hansenn. iekārtai ar noslodzi vairāk par cilvēku ekvivalentu tās var sasniegt miljonus eiro. Mehānisko un elektrisko iekārtu tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi, betona ēku ekspluatācijas laiks ir gadi. Uzstādītā jauda ir apmēram kw, un elektroenerģijas patēriņš sastāda no 100 līdz 400 kwh/t DS, taču to kompensē elektroenerģijas ražošana no biogāzes. Tādējādi fermentācijas procesā notiek enerģijas ražošana, un nosakot ekono miskos ieguvumus, jāņem vērā enerģija, kas tiek saražota fermentācijas maisītāju un sūkņu vajadzībām. Šīs iekārtas apkalpošanai nepieciešami 2 vai 3 papildu darbinieki, kā arī papildu prasmes un īpaša kvalifikācija darbam ar anaerobiem procesiem un tehniskajai apkopei sprādzienbīstamās zonās, kas pārsniedz parastās prasmes, kuras nepieciešamas darbam ar citām iekārtām. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Šī tehnoloģija Baltijas jūras reģionā tiek plaši izmantota vidējās un lielās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Arī dažas nelielas iekārtas plāno uzbūvēt bioreaktoru. Tā kā bioreaktora peļņas slieksnis ir mainījies, bioreaktors varētu būt ekonomiski izdevīgs arī mazākiem uzņē mumiem. Dažos gadījumos vairākas mazākas pašvaldības vienojas izbūvēt kopīgu fermentācijas iekārtu. Igaunijā fermentācijas iekārtas ir uzstādītas Tallinā un Kuresārē, Tartu patlaban tiek būvēta fermentācijas iekārta. Latvijā biorektori darbojas Rīgā un Limbažos. Zviedrijā un Somijā fermentācijas iekārtas ir uzstādītas lielajās pilsētās, piemēram, Stokholmā, Goteburgā, Helsinkos, Tamperē, Espoo, Kuopio, Jyväskylä un Hämeenlinna. Polijā fermentācijas iekārtas ir uzstādītas Gdaņskā, Ļubļinā un Šcecinā tabulā redzams PURE partneru salīdzinājums attiecībā uz fermentācijas izmantošanu (kopā ar atūdeņošanu). 33

36 DŪŅU STABILIZĀCIJA 4.4 ANAEROBĀS FERMENTĀCIJAS METOŽU KOPSAVILKUMS Mezofilā fermentācija ir piemērota vidējām un lielām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, kā arī dažām mazākām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Pastāv iespēja ievērojami samazināt dūņu apjomu un iegūt biogāzi enerģijas piegādei. Bioreaktora tilpumam jābūt pietiekami lielam, lai iespējamais izturēšanas laiks būtu ilgāks par 20 dienām. Lielākiem uzņēmumiem iespējams arī saīsināt izturēšanas laiku. Sausnas saturs jāoptimizē, nodrošinot pienācīgu maisīšanu. Papildus investīciju 4.5 BIOGĀZES RAŽOŠANA UN APSTRĀDE Biogāze tiek ņemta no bioreaktora augšdaļas. Tās vidējais metāna (CH 4 ) saturs ir 58 64%, oglekļa dioksīda (CO 2 ) saturs ir 30-40%, turklāt tā satur nelielu daudzumu ūdens un sērūdeņraža (H 2 S). Īpašos gadījumos, piemēram, ja notekūdeņos ir daudz pārtikas rūpniecības notekūdeņu, kā arī tad, ja notiek kofermentācija, metāna (CH 4 ) saturs var būt līdz 70%. Metāna (100 %) siltumspēja ir 10 kwh/m³, un biogāzes siltumspēja no 5,8 līdz 6,4 kwh/m³. Izvēloties pareizu gāzes savākšanas, uzglabāšanas un izmantošanas sistēmu uzbūvi, iespējams izvairīties no nepatīkamās biogāzes smakas. Gāzes ražošanas novērtēšanas bāze ir gaistošo vielu atdalīšanās ātrums. Gāzes ražošana ir atkarīga no izmantotā substrāta kvalitātes un gaistošo organisko vielu apjoma. Būtiska nozīme ir arī bioloģiskajai aktivitātei un maisīšanas apstākļiem. Tipiskais gāzes ražošanas potenciāls notekūdeņu dūņām ir aptuveni m³ uz tonnu reducēto gaistošo vielu (VS). Primārajām dūņām piemīt daudz augstāks biogāzes potenciāls nekā liekajām dūņām, un ilgāks izturēšanas laiks primārajā nosēdbaseinā atstāj tiešu pozitīvu ietekmi uz biogāzes ražošanu bioreaktorā attēls. Gāzes lāpa, gāzes uzglabāšanas tvertne un bioreaktors Lībekā, Vācija. Fotoattēls: Entsorgungsbetriebe Lübeck. izmaksām (tās ir atkarīgas no iekārtas lieluma) un enerģijas patēriņam jāņem vērā arī fakts, ka fermentācijas procesā rodas ievērojams daudzums atdalītā ūdens, kas palielina slāpekļa un ķīmiskā skābekļa patēriņa slodzi notekūdeņu attīrīšanas iekārtā. Noderīga informācija: strādājot ar biogāzi, pastāv eksplozijas draudi, tāpēc visas ierīces ir jāaprīko ar aizsardzības ierīcēm un brīdinājuma zīmēm jābūt skaidri saska tāmām. Iespējams palielināt biogāzes ražošanu, pievienojot masai kofermentus, piemēram, eļļas, neapstrādātus (un ļoti koncentrētus) notekūdeņus un sasmalcinātus bioatkritumus, ja bioreaktorā ir pietiekami daudz vietas, piemēram, gadījumos, kad izturēšanas laiks ir garāks par 25 dienām. Ir svarīgi nodrošināt kofermentu iepriek šēju apstrādi, turklāt bioreaktora tilpumam jābūt pietiekami lielam. Atūdeņošanas rezultātā jo īpaši pieaug slāpekļa slodze. Ko fer mentus var izmantot tikai tad, ja ir skaidri zināmi nor matīvo aktu noteikumi. Pastāv iespēja, ka ar kofermentiem apstrādātās dūņas aizliegts izmantot lauksaimniecībā vai to izmantošanai ir nepieciešama kompetentu iestāžu atļauja. Bioreaktora funkcionēšanas kritērijs ir dūņu organisko vielu noārdīšanās apjoms. 50 % organisko vielu noārdīšanās tiek uzskatīta par 34

37 DŪŅU STABILIZĀCIJA labu sniegumu. Metāns ir siltumnīcefekta gāze daudz iedarbīgāka par oglekļa dioksīdu. Visām biogāzes iekārtām drošības apsvērumu dēļ jābūt aprīkotām ar gāzes lāpu, lai jebkuros apstākļos būtu iespējams droši novadīt lieko biogāzi. Lāpa jāparedz maksimālam biogāzes apjomam. Noderīga informācija: bioreaktora gāzes savākšanas un izplatīšanas sistēmā ir jāuztur paaugstināts spiediens, lai novērstu eksplozijas iespējamību gadījumā, ja gāze tiek nejauši samaisīta ar apkārtējo gaisu. Gaisa un bioreaktora biogāzes maisījums, kurā metāna koncentrācija ir 5 % un vairāk, ir potenciāli sprādzienbīstams. Gāzes glabātavas, cauruļvadu un ventiļu izkārtojums jāprojektē un jāuztur tādā veidā, ka dūņu apjoma izmaiņu gadījumā bioreaktorā tiek iesūkta gāze, nevis gaiss (Vesilind, 2003) GĀZES IZVADĪŠANA UN ATTĪRĪŠANA Biogāze tiek izvadīta no fermentētajām dūņām gāzes atdalīšanas iekārtā pirms dūņu padošanas uz pagaidu glabātavu. Bioreaktora biogāze satur ne lielu daudzumu ūdens un sērūdeņradi (< 0,01 %). Tas izraisa koģenerācijas iekārtu, cauruļu un gāzes glabātavas koroziju. Ieteicams organizēt sēra atdalīšanu, turklāt vajadzētu uzstādīt vienu (vai vairākus) kondensāta atdalītājus. Ja prasības ir ļoti augstas, nepieciešama gāzes žāvētava, lai atdalītu no biogāzes gandrīz visu ūdeni. Pēc tam apstrādātā gāze tiek pārsūknēta uz uzglabāšanas tvertni. Gāzes glabātavas minimālajam tilpumam jābūt tādam, lai nodrošinātu iespēju uzglabāt gāzi 1 2 stundas. Lielāks apjoms sniedz lielākas manevrēšanas iespējas. Parasti gāzes glabātavas izgatavo no dubultas plastmasas membrānas attēls. Dažāda veida gāzes uzglabāšanas tvertnes Rīgā, Latvija, un Šcecinā, Polija. Fotoattēli: SIA Rīgas Ūdens un ZWiK Szczecin. 4.6 ENERĢIJAS IZMANTOŠANA Biogāze ir reģeneratīvais energoresurss. Koģenerācijas iekārta izmanto biogāzi, lai ražotu elektroenerģiju, visbiežāk ar gāzes motoriem vai mikroturbīnām. Modernas koģenerācijas iekārtu elektroenerģijas ražošanas lietderības koefi cients ir vairāk nekā 40 %. Lieko siltumenerģiju, ko ražo motors vai turbīna, kā arī atgāzu siltumenerģiju var izmantot, lai sildītu fermentācijai padodamās dūņas, apsildītu ražošanas ēku un dūņu žāvēšanai. Ja pastāv centrāl apkures sistēmas, ir iespējams pārdot siltumenerģiju tuvējiem siltumenerģijas piegādātājiem. Elektroenerģiju atkarībā no uzņēmēja valsts noteikumiem var izmantot uz vietas vai pārdot citiem uzņēmumiem. Svarīga nozīme ir elektriskajam lietderības koeficientam, jo iekārtas, kuru elektriskais lietderības koeficients ir mazāks par 35 %, var uzskatīt par novecojušām. No otras puses, koģenerācijas iekārta ar augstu elektrisko lietderības koeficientu ražo mazāk siltumenerģijas. 35

38 DŪŅU STABILIZĀCIJA Dažreiz ir vajadzīgs papildu siltums, it īpaši ziemā. To var saražot ar pastāvīgu vai pagaidu karstā ūdens katlu, kur var izmantot biogāzi, dabas gāzi vai mazutu. Novatoriska metode paredz izmantot apkures sūkni kombinācijā ar notekūdeņu siltumenerģiju. Moderna koģenerācijas iekārta ir tikai viena no iespējām palielināt biogāzes ražošanu. Optimizēta fermentācija un energoresursu pārvaldība ir energotaupības pamats. Daži uzņēmumi (piem., Hamburgā) jau spēj saražot vairāk elektroenerģijas un siltumenerģijas, nekā pašiem ne pieciešams, vai nevar izmantot 100 % no saražotās bio gāzes, tāpēc tie ievada biogāzi dabasgāzes piegādes sistēmās. Lai palielinātu biogāzes ražošanu, ir jāpalielina primārā nosēdbaseina tilpums. Pastāv iespēja, ka tā rezultātā pietrūks denitrifikācijai nepieciešamā oglekļa avotu, tāpēc būs jāizmanto ārējais avots. Piemērots oglekļa avots ir alus darītavas etanols. Citas iespējas, kā palielināt bio gāzes ražošanu, ir šādas: novērst lielu dūņu vecumu aerācijas baseinā; optimizēt maisīšanu, lai novērstu neaktīvo zonu rašanos bioreaktorā; optimizēt siltummaiņa darbību un izolēt bioreaktoru, lai nodrošinātu labāku temperatūras sadalījumu; pirms fermentācijas sadalīt liekās dūņas, lai paaugstinātu procesa efektivitāti; papildus izmantot līdzfermentāciju. Turklāt koģenerācijas iekārtas darbību iespējams optimizēt, uzstādot pietiekama tilpuma gāzes tvertni 4.8. attēls. Koģenerācijas iekārtas Šcecinā, Polija, un Lībekā, Vācija. Fotoattēli: ZWiK Szczecin un Entsorgungsbetriebe Lübeck. un siltuma buferi, lai koģenerācijas iekārta darbotos optimālā režīmā attēls. Energocentrāle ar koģenerācijas iekārtu, gāzes lāpu un apkures sistēmu Rīgā, Latvija. Fotoattēls: SIA Rīgas Ūdens. 36

39 DŪŅU STABILIZĀCIJA 4.7 AEROBĀ STABILIZĀCIJA Dūņas iespējams stabilizēt tā ir anaerobās fermentācijas alternatīva ar ilgtermiņa aerāciju, kas bioloģiski iznīcina gaistošās vielas. Ilgtermiņa (vai paplašināta) aerācija notiek aerācijas tvertnē, un to var dēvēt arī par vienlaicīgu aerobo fermentāciju". Ir izstrādātas arī metodes aerobajai stabilizācijai augstākās temperatūrās un atsevišķās tvertnēs. Aerobās fermentācijas rezultātā iegūtās dūņas iespējams izmantot dažādos veidos. Vienlaicīgu aerobo stabilizāciju var realizēt, pagari not izturēšanas laiku bioloģiskajā apstrādē līdz 25 dienām un nodrošinot pietiekamu skābekļa padevi (ATV DVWK M 368E, 2003). Šim procesam nav nepieciešamas nekādas īpašas prasmes, kas pārsniegtu parastās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas darbībai nepieciešamās zināšanas. Baltijas jūras reģionā šī metode tiek izmantota reti to izmanto galvenokārt mazas un vidējas Vācijas attīrīšanas iekārtas bez primārajiem nosēdbaseiniem (Einfeldt, 2011). Iespējams piemērot arī citas aerobās stabilizācijas metodes, piemēram, aerobo termofilo stabilizāciju (minēta arī nodaļā), kas paredzēta vidējām un lielām attīrīšanas iekārtām. Pastāvīga mezofila vai termo fila temperatūra un pietiekama skābekļa piegāde no drošina aerobo stabilizāciju. Aerobās fermentācijas procesa trūkums ir augstas izmaksas, ko rada energoietilpīga aerācija. Turklāt šajā procesā netiek ražota biogāze. 37

40 DŪŅU STABILIZĀCIJA 4.8 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI LĪBEKA, ENTSORGUNGSBETRIEBE LÜBECK CENTRĀLĀ NOTEKŪDEŅU ATTĪRĪŠANAS IEKĀRTA (ZKW) Hanzas pilsētā Lībekā strādā divas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas. Dūņas no mazākās iekārtas ( cilvēku ekvivalentu, CE), kas atrodas piejūras kūrortā Travemindē, tiek pārvestas uz centrālo attīrīšanas iekārtu ( CE). Tā ir trešā lielākā attīrīšanas iekārta Šlēsvigas-Holšteinas federālajā zemē. Tā ir aprīkota ar modernu divpakāpju filtru, kas paaugstina bioloģiskās slāpekļa un ķīmiskās fosfora atdalīšanas rezultātus. Tipisko notekūdeņu parametru vērtības ievērojami pārsniedz Eiropas Savienībā un Vācijā noteiktās prasības. Bioloģiska fosfora atdalīšana netiek veikta. Iekārta gadā saražo apmēram tonnas (sausnas izteiksmē) fermentētu un atūdeņotu notekūdeņu dūņu. Iekārta ir aprīkota ar lielu primāro nosēdbaseinu. Pri mārās dūņas tiek padotas uz bioreaktoru ar sausnas saturu 2,5 4 %, neizmatojot statiskus blīvētājus. Bioloģiskās apstrādes rezultātā iegūtās liekās dūņas (aktīvās dūņas) ar lentes blīvētājiem tiek mehāniski sablīvētas līdz apmēram 5,5 %, polimēru patēriņš (1 3 g/kg DS) un enerģijas patēriņš ir zems. Dūņas tiek stabilizētas mezofilā bioreaktorā ar iztu rēšanas laiku vismaz 18 dienas, C tem peratūrā un ar sausnas saturu 2,5 %. Kā papildu ārējais substrāts dienas gaitā tiek pievienotas separatorā atdalītās tauk vielas. Saražotā biogāze satur apmēram 62 % metāna, to žāvē un atsēro un tad uzglabā m³ tilpuma gāzes tvertnē, kas ir ļoti noderīga koģenerācijas iekārtas vajadzī bām. Trīs jaunas koģenerācijas iekārtas ar nominālo elek trisko jaudu 844 kw katra ražo 10 GWh elektroenerģijas un siltumenerģijas. Elektriskais lietderības koe ficients nominālās jaudas līmenī ir 41,7 % un notek ūdeņu attīrīšanas iekārtas kopējā elektroenerģijas patēriņa pašnodrošinātība ir gandrīz 100 %. Arī kopējā siltumenerģijas patēriņa pašnodrošinātība pārsniedz 100 %. Notekūdeņu dūņas kondicionē ar kaļķiem un dzelzs sāļiem un atūdeņo ar kameru filtrpresēm, panākot attēls. Lībekas centrālās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas bioreaktors. Fotoattēls: Entsorgungsbetriebe Lübeck. sausnas saturu %. Pašlaik visas dūņas tiek izmantotas kā aramzemes mēslojums. Dūņu trans portēšanu un realizāciju veic ārpakalpojumu sniedzējs. Jautājums par dūņu lauksaimnieciskas izmantošanas nākotni Vācijā ir ļoti strīdīgs. Līdz šim nav radušās problēmas ar smago metālu robežvērtībām, izņemot augstu mājsaimniecību iekārtu izcelsmes vara kon centrāciju. Šķiet, ka jaunās robežvērtības radīs šķēršļus dūņu izmantošanai lauksaimniecībā, taču sagai dāms, ka Lübeck varēs turpināt dūņu realizāciju lauksaimniecības vajadzībām. Notekūdeņu dūņu apglabāšana atkritumu poligonos Vācijā ir aizliegta kopš gada, tāpēc vienīgā lauksaimnieciskās izmantošanas alternatīva ir sadedzināšana. Pašreizējo dūņu apstrādes plānu mērķis ir atjaunināt biorektora uzbūvi (ja būs nepieciešams) un ieviest vertikālos cauruļveida maisītājus. Pēc tam uzmanība tiks pievērsta nākotnes plāniem attiecībā uz dūņu utilizāciju, ieskaitot lēmumus par jaunām atūdeņošanas ierīcēm attēls. Lībekas centrālā notekūdeņu attīrīšanas iekārta. Fotoattēls: Entsorgungsbetriebe Lübeck. 38

41 5. DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Fotoattēls: Shutterstock/Marteric.

42 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA 5.1 IEVADS Dūņu atūdeņošanas process ir relatīvi vienkāršs: ar dažādām iekārtām tiek palielināts sausnas saturs dūņās. Šī procesa norisei vienmēr nepieciešami flokulanti, kas nodrošina pastāvīgu lieko dūņu flokulāciju atūdeņošanas iekārtā. Dažos gadījumos tiek pievienotas arī koagulējošas ķīmiskās vielas, piemēram, dzelzs un alumīnija sāļi, lai paaugstinātu flokulantu (polimēru) efektivitāti un samazinātu to patēriņu dūņu atūdeņošanai. Tiek īstenoti daži pētniecības projekti ar mērķi izstrādāt atūdeņošanas metodes bez jebkādu ķīmisku vielu izmantošanas, taču sasniegtais atdalīšanas efekts un drošums pagaidām nav pietiekams. Šajā nodaļā katrai atūdeņošanas tehnoloģijai uzrādīts provizoriskais flokulantu patēriņš, jo šis patēriņš ir vairāk atkarīgs no dūņu tipa un atūdeņojamības, nekā no atūdeņošanas iekārtas darbības. Lai saņemtu drošu informāciju, kas ļauj izvēlēties vispiemērotākos floku lantus un to devas, kā arī optimizēt atūdeņošanas iekārtas darbību, neatkarīgi no dūņu atūdeņošanas tehnoloģijas jāveic dūņu un filtrāta laboratorijas mērījumi un pilna spektra pārbaudes. Pēc atūdeņošanas sausnas saturs dūņās parasti ir no 19 % līdz 30 %. Atkarībā no dūņu atūdeņojamī bas iespē jams panākt sausnas saturu līdz 40 %. Piemēram, ar kameru filtrpresēm šādu augstāku sausnas saturu var sasniegt ar kondicionēšanu lietojot kaļķus. Maksi mālo iespē jamo sausnas saturu var noteikt laboratorijā. Pēc maksimālā iespējamā sausnas satura sasniegšanas pēc atūdeņo šanas dūņās atlikušais ūdens ir piesaistīts šūnām un to iespējams atdalīt vienīgi ar dūņu žāvēšanu. Viens no faktoriem, kas nosaka zemu sausnas saturu pēc atūdeņošanas, ir bioloģiskā fosfora atdalīšana. Baktērijas, kas spēj atdalīt fosforu no notekūdeņiem, ražo ārpusšūnu polimērvielas (EPS), kuras ir ļoti grūti atūdeņot. Šīs struktūras var iznīcināt tikai ar noārdīšanu (skat nodaļu). Papildus zemajam atūdeņošanas efektam sakarā ar ārpusšūnu polimērvielām paaugstinās atūdeņošanai nepieciešamais flokulantu patēriņš. Nākamajās nodaļās ir aprakstīti pieejamie piemērotie dūņu atūdeņošanas risinājumi. Pašlaik sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtās vispopulārākās atūdeņošanas iekārtas ir centrifūgas un lentes filtrpreses, kas izskaidrojams ar to labajām ekspluatācijas īpašībām un Noderīga informācija: lielākās attīrīšanas iekārtās atūdeņošanu vajadzētu nodrošināt ar rezerves ierīci, kas pieejama darbības traucējumu gadījumā. rentabilitāti. Kameru filtrpreses salīdzinājumā ar citām presēm ir dārgas, tādēļ vairāk piemērotas citiem plaša mēroga lietojumiem, piemēram, kalnrūpniecības nozarē. Arī hidrauliskās preses, kas sākotnēji tika paredzētas pārtikas rūpniecībai ar augstām higiēnas prasībām, ir dārgas. Skrūves preses ir vispiemērotākās dūņām, kas satur celulozes un papīra rūpnīcu šķiedrveida atkritumus. Pašlaik Baltijas jūras reģionā tiek izmantotas arī skrūves preses, it īpaši mazās un vidējās sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Tās tiek izmantotas Somijā (piemēram, Vitasāri, Kannonkoski, Ranua, Tūsniemi un Pilkenmeki); Igaunijā (piemēram, Kohilā, Viru, Kallastē un Tapiverē) un Zviedrijā (apmēram 20, piemēram, Sollefteå, Gnosjö, Hammerdal, Hoting un Sorsele). Tā kā investīciju un ekspluatācijas izmaksas ir zemas, skrūves preses ir piemērotas mazākām attīrīšanas iekārtām. Vidējām un lielām sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtām dūņu atūdeņošanai vairāk piemērotas centrifūgas vai lentes filtrpreses. Dažās iekārtās ievērojama daļa suspendēto vielu tiek zaudēta kopā ar šī veida atūdeņošanas iekārtās atdalīto ūdeni, kas ievērojami paaugstina iekšējo suspendēto vielu slodzi visā notekūdeņu attīrīšanas iekārtā. Noderīga informācija: bioloģiska fosfora atdalīšana samazina dūņu atūdeņojamību, tāpēc ekonomiski izdevīgāka ir ķīmiskā fosfora atdalīšana, jo tā ļauj samazināt dūņu transporta un utilizēšanas izmaksas. No otras puses, bioloģiskā fosfora atdalīšana nodrošina vienkāršāku fosfora reģenerāciju no notekūdeņiem (skat. 11. nodaļu). Turklāt bioloģiskās fosfora atdalīšanas gadījumā dūņu apjoms ir mazāks nekā ķīmiskās atdalīšanas gadījumā. Noderīga informācija: augsts lieko dūņu procentuālais saturs pazemina atūdeņošanas rezultātu un ļoti paaugstina polimēru patēriņu. Polimēru patēriņu paaugstina arī aerobā stabilizācija vai izturēšana biorektorā ilgāk par 20 dienām (Kopp, 2010). 40

43 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Iekšējais cilindrs, savienots ar ārējo cilindru Šķidruma izplūde Mākslīgās jūraszāles Atūdeņošanas procesā iegūtais sausnas saturs, nepieciešamais enerģijas patēriņš un ķimikāliju patēriņš ir atkarīgs no dūņu tipa dažādos avotos tiek uzrādītas atšķirīgas šo parametru vērtības. Šajā publikācijā ir izmantots dažādu informācijas avotu (PURE Pöyry pārskats, Burton un citi, 2003, un DWA M-366 melnraksts, 2011) sniegto atūdeņošanas skaitlisko datu apkopojums, ieskaitot PURE projekta partneru datus. Nodaļas beigās uzrādīti rezultāti, kas iegūti ar PURE partneru notekūdeņu attīrīšanas iekārtās izmantotajiem atūdeņošanas paņēmieniem, un to notekūdeņu attīrīšanas iekārtu piemēri, kuros tiek izmantots kāds no šiem paņēmieniem. Cilindrs, kas griežas ar lielu ātrumu Gaisa izvads 5.1. attēls. Novatoriskās Rofitec metodes shēma. Attēls: Berlīnes Tehniskā universitāte. Cietvielu nogulsnes Šķidruma padeve Noderīga informācija: pastāv tieša sakarība starp temperatūru un sausnas saturu pēc atūdeņošanas. Pētījumu rezultāti liecina, ka sausnas saturs dūņās pēc atūdeņošanas apmēram 48 C temperatūrā ir par 5 % augstāks nekā 20 C temperatūrā (Kopp, 2010). Inovatīvas metodes: ražotāji un universitātes mēģina izstrādāt atūdeņošanas sistēmas, kurām nav vajadzīgi ķīmiskie flokulanti. Tas ir īpaši aktuāli Vācijā, kur norisinās aktīva diskusija par polimēru izmantošanu lauksaimniecībā izmantojamo dūņu atūdeņošanai. Turklāt flokulanti rada uzņēmējiem augstas izmaksas. Tiek pētīti dažādi risinājumi. Viens no tiem ir Rofitec" metode, kuru izstrādājusi Berlīnes Tehniskā universitāte. Šim paņēmienam nav nepieciešami nekādi flokulanti, taču diemžēl atdalīšanas efekts joprojām nav pietiekams (Ilian un citi, 2011). Inovatīvas metodes: apstrāde niedru laukos ir alternatīva mehāniskās dūņu apstrādes metode, ko dažreiz izmanto mazās un vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas, kas atrodas Baltijas jūras reģiona dienvidos (Vācija, Dānija, Zviedrija). Izmantojot mineralizāciju un niedru veicināto iztvaikošanas procesu seklos notekūdeņu dūņu dīķos, iespējams panākt efektīvu dūņu atūdeņošanu, masas samazināšanu un higienizāciju aerobos apstākļos. Galaproduktu var izmantot teritoriju apzaļumošanā un lauksaimniecībā. Piemērotos klimata apstākļos ar šo metodi var iegūt labus atūdeņošanas rezultātus bez ārējās enerģijas un ķimikāliju patēriņa. Protams, ārējās enerģijas padeve ir nepieciešama dūņu iesūknēšanai dīķos un atdalītā ūdens pārsūknēšanai atpakaļ uz notekūdeņu attīrīšanas iekārtu. Turklāt noteiktos laika posmos dūņu dīķi ir jāiztukšo. Apstrādei niedru laukos var pakļaut gan nefermentētas, gan arī fermentētas dūņas (vai to maisījumus) (Nielsen, 2007, Schillinger, 2006). Dūņu izmantošanas mērķim tiek stādītas ar pārtikas un lopbarības ieguvi nesaistītas īscirtmetra plantācijas (nonfood non-fodder short rotating plantations, SRP). Šim nolūkam īpaši piemēroti ir vītoli un papeles, jo tās patērē daudz ūdens un barības elementu. SRP pamatideja: ar lauksaimniekiem tiek noslēgti ārpakalpojumu sniegšanas līgumi par iepriekšapstrādātu dūņu izmantošanu. Lauksaimnieki izmanto dūņu barības elementus un ūdeni biomasas ražošanai (BIOPROS, 2008). 41

44 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA 5.2 CENTRIFŪGA Darbības principi un nepieciešamā platība Horizontālā centrifūga ar nepārtrauktu padevi un dūņu izvadi ir standarta centrifūgas tips. Priekšroka tiek dota centrifūgas modeļiem ar augstu g (gravitācijas spēka daudzkārtnis), kas nodrošina augstu sausnas saturu. Horizontālās centrifūgas pamatuzbūve redzama 5.2. attēlā. Pamatelementi ir rotors, kurā atrodas cilindriskā un konusveida sekcija, transportskrūve, kas atrodas rotorā, un rotora un skrūves piedziņas mehānisms. Rotora apvalks darbojas kā aizsargapvalks un trokšņa slāpētājs un pa atsevišķiem kanāliem izvada atūdeņoto dūņu masu un attīrīto ūdeni jeb centrifugātu no iekārtas. Atūdeņoto dūņu masa tiek izvadīta no rotora pa atveri, kas atrodas konusveida sekcijas šaurajā galā. Neliela rotora un transportskrūves rotācijas ātruma starpība ļauj uzkrāto dūņu masu pakāpeniski savākt, vēl vairāk sablīvēt un transportēt no cilindriskā sektora uz konusveida sektora izvadi. Centrifugāta izplūdes atveres ir aprīko tas ar regulējama augstuma pārplūdes notecēm, ar kurām iespējams regulēt šķidruma līmeni rotorā. Galvenie faktori, kas ietekmē horizontālās centrifū gas veikt spēju: centrbēdzes spēks; attīrīšanas platība un rotora šķidruma dziļums, t.i., baseina dziļums, kas nosaka spēju atdalīt cietvielas no padotās masas; rotora konusveida sekcijas un transportskrūves uzbūve; transportskrūves kustības leņķis un ātrumu starpība, kas nosaka pienācīgu dūņu atūdeņošanu un transportēšanu; hidrodinamiskā uzbūve, t.i., parametri, kas ietekmē turbulenci. Nepieciešamā platība atkarīga no ietilpības, parastie izmēri: platums: 2 5 m, garums: 7 15 m, augstums: 3 6 m, ieskaitot tehniskajai apkopei nepieciešamo platību. Šo aprīkojumu var uzstādīt tikai telpās. Piemērotība dažādu veidu dūņām un dažādiem darbības veidiem un mērogiem Centrifūgas parasti tiek izmantotas fermentētu vai aerobi stabilizētu dūņu atūdeņošanai, taču ar to iespējams atūdeņot arī citu tipu dūņas. Agrāk centrifūgas tika izmantotas galvenokārt lielās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, taču mūsdienās tās aizvien biežāk izmanto arī mazās un vidējās attīrīšanas iekārtās. Centrifūgas ir kompaktas un slēgtas iekārtas, strādā tīri un droši, un mūsdienās ir pieejami arī nelieli modeļi. Tiek izgatavotas arī kravas automašīnā uzstādāmas mobilās centrifūgas, kuras var izmantot vairākas mazas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas, nodrošinot izmaksu sadalīšanu starp uzņēmējiem. Atūdeņošanas rezultāts Atūdeņošanas rezultāts galvenokārt ir atkarīgs no dūņu tipa. Primārās dūņas ir daudz vieglāk atūdeņot nekā pri māro un lieko dūņu maisījumu, aerobi stabilizētas vai fermentētās dūņas. Centrifūgas atūdeņo primārās dūņas līdz sausnas saturam apmēram %, primāro un lieko dūņu maisījumu līdz %; aerobi stabilizētas dūņas līdz sausnas saturam apmēram % un fermentētās dūņas līdz sausnas saturam apmēram %. Padeves atvere Cietvielu izvads Šķidrums izplūst ar pašteci 5.2. attēls. Horizontālās centrifūgas shēma. Attēls: uzņēmums Flottweg SE. 42

45 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Atūdeņošanas centrifūgu var darbināt nepārtrauktā režīmā (24/7). Lai panāktu stabilu stāvokli, ieteicams izmantot nelielu buferizāciju ar maisīšanas tvertni. Tas ir īpaši izdevīgi lielām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Vidējās attīrīšanas iekārtās atūdeņošana tiek veikta vienā vai divās dienas maiņās (8 vai 16 stundas dienā, 5 dienas nedēļā). Ieteicams izmantot bufertvertni, iespējama arī tieša padeve no bioreaktora uz atūdeņošanas iekārtu. Centrifūgas ik dienas jātīra, mazgājot tās 5 15 minūtes ilgi, parasti tad, kad centrifūga ir apturēta starp maiņām. Ja centrifūgu darbina nepārtraukti, tā nav jāmazgā. Tehniskā apkope: profilaktiskā apkope pēc līdz darba stundām (vai vismaz reizi gadā) un galvenā apkope ik pēc darba stundu. Profilaktiskās apkopes laikā jāpārbauda dzinēja komplekts, jānomaina eļļa un jāieeļļo centrifūga. Galvenās tehniskās apkopes laikā jānomaina dzinēja gultņi un jāpārbauda nomaināmās pretnodilšanas uzmavas un cietmetāla pārklājumi. Rotora diametrs un griešanās ātrums ietekmē pieejamo centrbēdzes spēku, kas atdala dūņu daļiņas no dūņu suspensijas rotorā. Modeļi ar augstu centrbēdzes spēku (parasti augstāks par g): strādā ar lielāku ātrumu, un tiem parasti ir mazāks dia metrs, bet garāks rotors nekā citiem līdzīga tipa modeļiem, kas tiek izmantoti līdzīga dūņu tipa un apjoma atūdeņošanai; augstāka galveno struktūrelementu, gultņu un piedziņu slodze, tāpēc šīs centrifūgas ir dārgākas; patērē vairāk elektroenerģijas, lai gan jaunākajos modeļos ir iebūvēta iekšējā enerģijas reģenerācijas sistēma, kas ļauj ietaupīt elektroenerģiju; nodrošina augstāku dūņu sausnas saturu. Primārajām dūņām nepieciešams lielāks griezes moments un piemīt augstāks materiālu erozijas potenciāls nekā liekajām dūņām. Nomaināmas pretnodilšanas uzmavas uz skrūves gala un cietmetāla pārklājumi spēcīgai dilšanai pakļautajās zonās samazina tehniskās apkopes izmaksas. Apstrādājot sadzīves notekūdeņu dūņas, centrifūgai nepieciešami flokulanti, lai paātrinātu un nodrošinātu ūdens atdalīšanu no cietvielu daļiņām, apmierinošu galīgo dūņu konsistenci un mazu cietvielu saturu centrifugātā. Flokulanta tips un īpašības ir jāpārbauda katram dūņu tipam un katrai atūdeņošanas iekārtai, piemēram, centrifūgā izmantojamajam flokulantam nepieciešama bīdes izturība pret g spēku iedarbību. Centrifūgas nepatērē pārāk daudz flokulantu un spēj apstrādāt apjomu, kas ir augstāks par nominālo apstrādājamo apjomu un satur paaugstinātu devu flokulantu, lai gan 5.3. attēls. Horizontālās centrifūgas Jūrmalā un Rīgā, Latvija. Fotoattēli: SIA Rīgas Ūdens un PIU Jūrmalas Ūdens. šādā gadījumā sausnas saturs atūdeņotajā masā var nedaudz pazemināties (Guyer, 2011). Šīs iekārtas nerada īpašas vides problēmas. Daudziem modeļiem raksturīgs relatīvi augsts trokšņa līmenis, un darba drošības apsvērumu dēļ darbiniekiem nepieciešami individuālie dzirdes aizsardzības līdzekļi. Izmaksas Investīciju izmaksas ir atkarīgas no jaudas un parasti ir no līdz eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi; taču tad, ja netiek pienācīgi veikta gultņu un citu nodilstošo iekārtas daļu profilaktiskā tehniskā apkope, šis laiks var samazināties līdz gadiem. Uzstādītā jauda ir apmēram kw (atkarībā no ražības), un elektroenerģijas patēriņš ir apmēram kwh/t sausnas, t.i., augstāks nekā citām dūņu atūdeņošanas metodēm. Tas ir atkarīgs arī no reālā iekārtas darbināšanas laika. Ķimikāliju patēriņš ir no 4 līdz 14 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Flokulantu patēriņš ir atkarīgs no vairākiem faktoriem, piemēram, no dūņu konsistences, fermentācijas pakāpes, primāro dūņu/lieko dūņu attiecības un organisko vielu satura dūņās, kā arī no piemērota katjoniskā polimēra izvēles, jo piemērota flokulanta patēriņš ir zemāks. Attīrīšanas iekārtas (vai bioreaktora) apstākļu izmaiņas izraisa 43

46 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA dūņu virsmas spraiguma sadalījuma izmaiņas, kas var pazemināt vai paaugstināt polimēru patēriņu. Izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās attēls. Demontēta horizontālā centrifūga Sanktpēterburgā, Krievija. Fotoattēls: Lotta Ruokanen, HELCOM. 5.3 LENTES FILTRPRESE Darbības principi un nepieciešamā platība Lentes filtrpreses pamatelementi ir rāmis, kas atbalsta iebūvēto dūņu padeves ierīci, augšējā un apakšējā lente, kas nodrošina gravitācijas drenāžu un sapresēšanu, lentes vadības un mazgāšanas sistēmas un dūņu izvadatvere. Daudzi mūsdienu modeļi ir aprīkoti ar integrētu apvalku, kas novērš dūņu un filtrāta izšļakstīšanos un tvaiku, miglas un smaku izplūdi. Pareizas uzbūves iekārtā ir iekļauts arī atsevišķs vietējais preses gaisa nosūkšanas pārsegs. Presei padotās dūņas pa tekni tiek izvietotas visā lentes platumā gravitācijas drenāžas sekcijā. Dažos gadījumos teknei ir piemetinātas vadotnes, kas palīdz izklāt dūņas vienmērīgā slānī. Tiek piedāvātas dažādu veidu lentes filtrpreses ar atšķirīgu dūņu padeves, gravitācijas drenāžas zonas un dūņu presēšanas sekciju izkārtojumu. Horizontālajā atūdeņošanas sekcijā jāpanāk ātra dūņu atūdeņošana. Flokulanta dozēšanai jābūt precīzai un lietderīgai, lai atdalītu maksimāli lielu ūdens apjomu. To ir vieglāk panākt primārajām, nevis liekajām dūņām. Pēc šīs priekš atūdeņošanas horizontālajā atūdeņošanas sekcijā dūņas tiek atūdeņotas presēšanas sekcijā. Principā gravitācijas drenāžas sekciju ar īsu izturēšanas laiku iespējams iekļaut preses apakšējās lentes darbības zonā, taču parasti sadzīves notekūdeņu dūņu sablīvēšanai nepieciešams ilgāks izturēšanas laiks un saudzīgāka dūņu apstrāde, tāpēc virs presēšanas sekcijas ir izvietota liela integrēta gravitācijas drenāžas sekcija. Dažos gadījumos pirms vai virs lentes filtrpreses tiek uzstādīts atsevišķs gravitācijas blīvēšanas galds ar slīdošu lenti. Lentes filtrpreses uzbūves princips redzams 5.5. attēlā. Nepieciešamā platība ir atkarīga no lentes filtrpreses ietilpības; parastie izmēri: platums: 3 6 m, garums: 5 10 m, augstums 3 6 m, ieskaitot tehniskajai apkopei vajadzīgo platību. Šo aprīkojumu var uzstādīt tikai telpās. Noderīga informācija: dūņas ar mainīgām īpašībām rada augstas prasības. Nepieciešams optimizēt flokulantu devas. Pastāv iespēja pagarināt pirmo sekciju, lai garantētu priekšatūdeņošanu. Ja flokulācija nenotiek, dūņas var izslīdēt no presēšanas zonas. Šī iemesla dēļ daudzi ražotāji pieprasa nodrošināt minimālo nepieciešamo sausnas saturu dūņās, kas tiek apstrādātas ar lentes filtrpresi (3 %). Atūdeņošanas rezultāts Atūdeņošanas rezultāts ir zemāks, nekā atūdeņojot ar centrifūgu. Primārās dūņas var atūdeņot līdz sausnas saturam apmēram %, primāro un lieko dūņu maisījumu līdz sausnas saturam apmēram %; aerobi stabilizētas dūņas līdz sausnas saturam apmēram % un fermentētās dūņas līdz %. Piemērotība dažādu veidu dūņām un dažādiem darbības veidiem un mērogiem Lentes filtrpreses bieži izmanto fermentēto dūņu atūdeņošanai, taču iespējams arī atūdeņot sablīvētas dūņas, kuras nav fermentētas. Tomēr nav ieteicams atūdeņot dūņas, kas nav sablīvētas ar šo paņēmienu. 44

47 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA 1. Horizontālā gravitācijas atūdeņošanas sekcija ar Bellmer chicanes 2. Vertikālā ķīļveida atūdeņošanas sekcija 5. Augsta spiediena atūdeņošanas sekcija 4. Preses sekcija 3. Zema spiediena atūdeņošanas (iespējama) sekcija ar Dandy veltni 5.5. attēls. Lentes filtrpreses shēma. Attēls: uzņēmums Bellmer GmbH. Noderīga informācija: lentei iespējams pievienot papildu filtrēšanas sekcijas, kas nodrošina labākus atūdeņošanas rezultātus un augstāku sausnas saturu. Šī dūņu atūdeņošanas iekārta Baltijas jūras reģionā tiek plaši izmantota. Agrāk tās tika plaši izmantotas mazās un vidējās attīrīšanas iekārtās, taču tagad tās aizvien biežāk tiek aizstātas ar centrifūgām ņemot vērā to kompakto un slēgto uzbūvi, taču dažas attīrīšanas iekārtas, kuru noslodze ir līdz cilvēku ekvivalentu, piemēram, Tartu, Igaunija, joprojām izmanto lentes filtrpreses. Tiek izgatavotas arī kravas automašīnā uzstādāmas lentes filtrpreses, kuras var izmantot vairākas mazas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas, nodrošinot izmaksu sadalīšanu starp uzņēmējiem. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Lentes atūdeņošanas filtrprese ir paredzēta darbināšanai nepārtrauktā režīmā (24/7), taču, iespējams, arī organizēt darbu maiņās daudzās vidēja izmēra attīrīšanas iekārtās atūdeņošana tiek veikta vienā vai divās dienas maiņās (8 vai 16 stundas dienā, 5 dienas nedēļā). Ieteicams izmantot bufertvertni, kas aprīkota ar maisītāju; ja prese netiek darbināta nepārtraukti, jāpalielina bufertvertnes tilpums. Bufertvertne garantē procesa stabilitāti. Ja bioreaktorā notiek nepārtraukta padeve, iespējama tieša fermentēto dūņu padeve no bioreaktora. Ja bioreaktora nav, primārās un liekās dūņas ir jāsablīvē vienādā proporcijā, lai nodrošinātu nemainīgus apstākļus. Lentes filtrpresei, tāpat kā lentes blīvētājam, nepie ciešama pastāvīga mazgāšana ar filtrātu, kas notiek automātiski. Turklāt parasti ik pēc 1 2 nedēļām jāveic tīrīšana vai tehniskā apkope. Ja lentes filtrpresei tiek veikta regulāra profilaktiskā tehniskā apkope, tā ir droša iekārta. Saskaņā ar iekārtas piegādātāja norādījumiem jānomaina eļļa pārnesumkārbā un jāieeļļo lentes skrituļi. Ja lentes darbina hidrauliska sistēma vai rullīšu gultņus eļļo spiedieneļļošanas sistēma, šīs sistēmas ir regulāri jāpārbauda. Lente nodilst, un tā ir jāmaina reizi 1 2 gados vai biežāk, ja dūņas ir ļoti abrazīvas. Lokālie vadības paneļi un tālvadības pultis nodrošina iespēju viegli noregulēt lentes filtrpresi un kontrolēt tās darbību. Lentes ātrums un dūņu dziļums gravitācijas drenāžas sekcijas ievadē ir svarīgi parametri, kas ietekmē veiktspēju, tāpat svarīga ir arī automātiska augšējās un apakšējās lentes centrējuma uzraudzība un kontrole. Dažos gadījumos, neraugoties uz to, ka tiek veikta filtrāta kvalitātes tiešsaistes uzraudzība, mērījumu rezultāti ir neprecīzi un nav piemēroti automātiskas flokulantu dozēšanas iestatīšanai. Tiek piedāvātas speciālas ierīces, ar kurām iespējams kontrolēt ūdens drenāžu no lentes uz blīvēšanas zonu, taču tās nav īpaši piemērotas flokulanta dozēšanas kontrolei. Šī iekārta nerada īpašas vides problēmas. 45

48 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Izmaksas Investīciju izmaksas atkarībā no jaudas ir no līdz eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi, lai gan lentes un citas nodilstošas daļas ir jānomaina reizi 1 2 gados. Investīciju izmaksas var pieaugt, ja tiek uzstādīts smaku nosūkšanas pārsegs vai palielināta atsevišķu sekciju veiktspēja. Uzstādītā jauda ir apmēram kw, elektroenerģijas patēriņš apmēram kwh/t sausnas. Šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir niecīgs. Tas ir atkarīgs arī no reālā iekārtas darbināšanas laika. Parastais ķimikāliju patēriņš ir 4 12 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Salīdzinājumā ar centrifūgu flokulantu vidējais patēriņš ir nedaudz zemāks, taču ir atkarīgs no dūņu raksturīpašībām. Izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās attēls. Dūņas uz lentes filtrpreses Šcecinā, Polija. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. 5.4 KAMERU FILTRPRESE Darbības principi un nepieciešamā platība Kameru filtrprese sastāv no vairākām filtru kamerām, kurās atrodas rāmī atbalstītas filtrēšanas plates. Dūņas tiek padotas pa partijām. Hidrauliskie rāmji saspiež filtru kameras. Dažas sekundes uz dūņām iedarbo jas 60 bar spiediens presē. Atūdeņotās dūņas tiek izvadītas no kamerām, atverot filtra plati un sakratot plati vai filtraudumu. Kameras un filtraudums regulāri jāmazgā, lai nepārtraukti nodrošinātu labus filtrācijas rezultā tus un filtrauduma ilglaicību. Nepieciešamā platība atkarīga no ietilpības, parastie izmēri: platums: 2 4 m; garums: 7 15 m; augstums: 3 16 m, ieskaitot tehniskajai apkopei vajadzīgo platību. Šo aprīkojumu var uzstādīt tikai telpās. Atūdeņošanas rezultāts Kameru filtrpreses atūdeņošanas rezultāti galvenokārt ir atkarīgi no dūņu īpašībām un kondicionēšanas. Izmantojot organiskos flokulantus, atūdeņošanas rezultāti ir līdzīgi centrifūgas rezultātiem. Izmantojot kameru filtrpresi, iespējams izmantot kondicionēšanai kaļķu pienu (15 25 kg/m³) un dzelzs hlorīdu (5 12 kg/m³). Šādā gadījumā ir nepieciešams caurlaidīgs filtraudums, gaiss jāattīra ar skābju skruberi un filtraudums regulāri (piemēram, ik pēc divām nedēļām) jātīra ar hlorūdeņražskābi. Izmantojot atūdeņošanai kaļķu pienu, iespējams panākt sausnas saturu vairāk par 40 %, taču dūņas satur % kaļķu. Kaļķu pienam piemīt dezinficējoša iedarbība, tāpēc dažās valstīs šādas dūņas ir atļauts izmantot lauksaimniecībā (skat nodaļu). Atūdeņošanas rezultāts ir atkarīgs arī no dūņu tipa un īpašībām: izmantojot kondicionēšanu ar kaļķi/dzelzs sāļiem, atūdeņošanas rezultātu iespējams paaugstināt līdz 45 % sausnas primārajām dūņām un primāro un lieko dūņu maisījumam, 35 % sausnas aerobi stabilizētām dūņām un 40 % sausnas fermentētām dūņām. Piemērotība dažādu veidu dūņām un dažādiem darbības veidiem un mērogiem Kameru filtrprese piemērota primāro vai lieko dūņu atūdeņošanai, iespējama atūdeņošana pēc blīvēšanas un fermentācijas, kā arī dažādiem notekūdeņu attīrīšanas veidiem. Tā ir īpaši piemērota neorganisko suspendēto vielu un ķimikāliju dūņu apstrādei. Šī sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu dūņu atūdeņošanas metode tiek izmantota galvenokārt Vācijā. Biežāk kameru filtrpreses tiek izmantotas, piemēram, kalnrūpniecībā un citās nozarēs, kur dūņās ir augsta neorganisko vielu daļa, tāpēc šī atūdeņošanas tehnoloģija ir piemērota dūņu maisījumam, kas satur daudz dūņu, kuras iegūtas fosfora ķīmiskās nogulsnēšanas rezultātā. 46

49 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Kameru filtrprese parasti tiek darbināta vienā vai divās dienas maiņās (8 vai 16 stundas dienā, 5 dienas nedēļā). Šai iekārtai nepieciešama regulāra tīrīšana saskaņā ar piegādātāja instrukcijām un biežāka tīrīšana un tehniskā apkope nekā centrifūgām un lentes filtrpresēm. Šī iekārta nerada īpašas vides problēmas. Tā kā kaļķu lietošanas rezultātā izdalās amonjaks, ieteicams attīrīt gaisu attēls. Kameru filtrprese Lībekā, Vācija. Fotoattēls: Entsorgungsbetriebe Lübeck. Izmaksas Polimēru patēriņš kameru filtrpresēm ir apmēram tāds pats kā centrifūgām vai lentes filtrpresēm, enerģijas patēriņš ir mazāks nekā centrifūgai, bet lielāks nekā lentes filtr presei. Kameru filtrpresei salīdzinājumā ar centrifūgām vai lentes filtrpresēm ir samērā augstas investīciju un eks pluatācijas izmaksas sakarā ar augstākām investīciju un darbaspēka izmaksām. Investīciju izmaksas atkarībā no jaudas un izgatavošanas materiāliem ir no līdz eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi, lai gan filtraudums un citas nodilstošas daļas ekspluatācijas laikā ir jānomaina vairākas reizes. Uzstādītā jauda apmēram kw, bet elektroenerģijas patēriņš ir atkarīgs no iekārtas darbināšanas laika (apmēram kwh/t DS). Ķimikāliju patēriņš parasti ir 4 12 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Darbaspēka izmaksas šai iekārtai ir augstas. Nepieciešami darbinieki, kas veic tīrīšanu un kontroli, kā arī iekārtas piegādātāja apmācīti operatori. Membrānu filtrprese Membrānu filtrprese ir uzlabota kameru filtrpreses versija, ar kuru iespējams panākt par 2 3 % augstāku sausnas saturu ar papildu membrānu, kas ievietota starp filtr audumu un filtra plati. Ar šo membrānu iespējams saīsināt atūdeņošanas laiku un paaugstināt sausnas koncentrāciju. Membrānu filtrpreses investīciju izmaksas ir daudz augstākas, plates ir lielākas, vienā presē var ievietot mazāk plašu, tāpēc iespējams atūdeņot mazāk dūņu. 5.5 HIDRAULISKĀ PRESE Darbības principi, rezultāti un nepieciešamā platība Hidrauliskā prese ir novatorisks dūņu apstrādes risinājums, un ir vērts apsvērt domu par tās iegādi sadzīves dūņu atūdeņošanai, it īpaši speciālos gadījumos, kad atūdeņošanas īpašības ir sliktas un/vai nepieciešams augsts sausnas saturs. Hidrauliskā prese tika izstrādāta bioloģisko vielu cietās un šķidrās frakcijas atdalīšanai. Vairākas viena piegādātāja iekārtas ir uzstādītas Vācijā, Austrijā un Šveicē un viena Baltijas jūras reģionā, notekūdeņu attīrīšanas iekārta Käppala Stokholmā. Hidrauliskā prese ir rotējoša cilindra un virzuļa sistēma ar hidraulisko pievadu. Starp cilindra dibenu un virzuli atrodas elastīgi drenējoši elementi, kas nodrošina fil trāta izsūkšanos no preses iekšpuses. Presēšanas process sastāv no šādiem posmiem: dūņu padeve, atūdeņo šana, tās cikliski saspiežot un pārtraucot saspie šanu, un atūdeņotās masas izvadīšana. Atkarībā no dūņu atūdeņojamības, viss process parasti ilgst minūtes. Nepārtraukta darbība sastāv no vairākiem virzuļa gājienu cikliem. Atūdeņošanas posmi tiek atkārtoti līdz nepieciešamās atūdeņošanas pakāpes sasniegšanai. Sausnas saturs atūdeņotajās dūņās parasti ir no 25 % līdz 40 %. Preses jauda ir robežās no 130 kg DS/h līdz 500 kg DS/h. Nepieciešamā platība atkarīga no ietilpības; parastie izmēri: platums: 2 4 m; garums: 7 10 m; augstums: 3 6 m, ieskaitot tehniskajai apkopei vajadzīgo platību. Šo aprīkojumu var uzstādīt tikai telpās (Bucher Unipektin AG, 2011). 47

50 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA Piemērotība dažādu veidu dūņām un dažādiem darbības veidiem un mērogiem Hidrauliskā prese parasti tiek izmantota fermentētu dūņu atūdeņošanai, taču ar to iespējams atūdeņot arī citu tipu dūņas. Apstrādei piemērotu suspensiju sausnas saturs ir robežās no 2 līdz 10 %. Šī iekārta ir daudz dārgāka par lentes filtrpresēm un centrifūgām, tāpēc piemērota galvenokārt lielām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Hidrauliskā prese darbojas automātiski, taču ņemot vērā, ka nenotiek nepārtraukta dūņu padeve, ir nepieciešama bufertvertne. Iekārtu var darbināt automātiski visu dien nakti, taču iespējams arī darbs vienā vai divās dienas maiņās (8 vai 16 stundas dienā, 5 dienas nedēļā). Šai iekārtai nepieciešama regulāra tīrīšana saskaņā ar piegādātāja instrukcijām un biežāka tīrīšana un tehniskā apkope nekā citām iepriekš aprakstītajām atūdeņošanas iekārtām. Šī iekārta nerada īpašas vides problēmas. Inovatīvas metodes: izmantojot KEMICOND metodi, notekūdeņu attīrī šanas iekārtas Stokholmā hidrauliskā prese no drošina sausnas saturu līdz 50 %. Šī apstrādes metode aprakstīta 6.3. nodaļā. Lai gan šis rezultāts ir sasniegts ar hidraulisko presi, to var sasniegt arī ar citām atūdeņošanas iekārtām. Izmaksas Atkarībā no tilpuma un izgatavošanas materiāliem investīciju izmaksas ir no līdz Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi, taču sieti un citas nodilstošas daļas ekspluatācijas laikā ir jānomaina vairākas reizes. Uzstādītā jauda ir apmēram kw, un šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu nav pārāk liels (20 30 kwh/t SD). Tas ir atkarīgs arī no iekārtas darbināšanas laika. Ķimikāliju patēriņš parasti ir 5 12 kg flokulanta uz vienu tonnu sausnas. Izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešams papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, taču iekārtas piegādātājam jānodrošina īpašas operatora apmācības attēls. Hidrauliskās preses. Fotoattēli: uzņēmums Bucher Unipektin AG, Šveice. 48

51 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA 5.6 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI JŪRMALA, PIU JŪRMALAS ŪDENS, SLOKAS NOTEKŪDEŅU ATTĪRĪŠANAS IEKĀRTA Jūrmalas (Latvija) notekūdeņu attīrīšanas iekārtas kopējā noslodze ir apmēram cilvēku ekvivalentu. Ik gadu jāutilizē apmēram tonnas notekūdeņu dūņu (sausnas izteiksmē). Attīrīšanas iekārta ir aprīkota ar slāpekļa atdalīšanas un bioloģiskās fosfora atdalīšanas iekārtām. PURE ietvaros ir veiktas investīcijas ar mērķi līdzsvarot fosfora un slāpekļa atdalīšanas rezultātus, piemēram, iegādātas mērierīces, kas ļauj kontrolēt procesa norisi. Jūrmalas notekūdeņu attīrīšanas iekārta neveic fermentāciju. Tā kā netiek veikta primārā nosēdināšana, visas dūņas tiek klasificētas kā liekās dūņas, kas tiek mehāniski sablīvētas. Viens blīvēšanas cilindrs paaugstina sausnas saturu līdz 4 7 %, un polimēru patēriņš ir 3,5 g/kg DS (grami vienā kilogramā sausnas). Pēc sablīvēšanas dūņas tiek atūdeņotas ar atūdeņošanas centrifūgu, kas samazina ūdens saturu līdz minimumam, panākot sausnas saturu 18 %. Polimēru patēriņš ir apmēram 5,4 g / kg sausnas. Kompostēšana un utilizēšana ir ārēja uzņēmuma ārpakalpojums. Pašlaik uzņēmumam nav problēmu ar smago metālu koncen trācijas robežvērtībām. Jūrmalas ūdens plāno izstrādāt optimālu risinājumu dūņu apjoma samazināšanai, utili zē attēls. Centrifūga un blīvēšanas cilindrs Slokas notekūdeņu attīrīšanas iekārtā, Latvija. Fotoattēli: PIU Jūrmalas Ūdens. šanai un atkārtotai izmantošanai, kas savukārt novērsīs maksājumus ārējam uzņēmumam par kompostēšanu, transporta un glabāšanas izmaksas attēls. Slokas notekūdeņu attīrīšanas iekārta Jūrmalā. Fotoattēls: PIU Jūrmalas Ūdens. 49

52 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA 5.7 GALVENO ATŪDEŅOŠANAS METOŽU KOPSAVILKUMS Noderīga informācija: eksperimentālās pārbaudes jāveic vienādos apstākļos (temperatūra, ph, fermentācijas ātrums utt.), kas līdzīgi paredzētajiem darba apstākļiem. Pārbaužu laikā nevajadzētu veikt iekārtas būvdarbus. metrus. Atšķirīgās metodes un to piemērotība dažādām iekārtām ir apkopota 5.1. tabulā. PURE partneru iekārtu salīdzinājums sniegts 5.2. tabulā tabula. Pārskats par atūdeņošanas metodēm un to izmantošanu Baltijas jūras reģionā. DS = sausnas saturs. Atūdeņošanas rezultāts - aerobi stabilizētas - fermentētās dūņas Flokulantu patēriņš Centrifūga % % Lentes filtrprese % % Kameru filtrprese Kondicionēšana ar polimēriem % % 4 14 g/kg DS 4 12 g/kg DS 5 12 g/kg DS Dūņu utilizācijas jautājumi parasti ir tieši saistīti ar dūņu atūdeņošanu. Transporta, utilizācijas un potenciālās žāvēšanas izmaksas ir tieši atkarīgas no dūņu atūde ņošanas. Maksimāla atūdeņošanas efektivitāte un sausnas saturs var samazināt izmaksas. Šajā sakarā ir ieteicams sīki aprēķināt atūdeņošanas rezultātus, energoresursu izmaksas un ķimikāliju izmaksas un ņemt šos aprēķinus vērā, pieņemot lēmumus un sastādot iepirkumu konkursa dokumentāciju. Vajadzētu organi zēt eksperimentālas katra iespējamā risinājuma pārbaudes, lai iegūtu iespēju precīzāk aprēķināt vajadzīgos para- Kondicionēšana ar kaļķiem % % Lime kg/ m³ un dzelzs Hidrauliskā prese % g/kg DS Enerģijas patēriņš Augsts Zems Vidējs Vidējs Vidējs Automātiska un nepārtraukta darbība Investīciju izmaksas Izmantošana Izmantošanas piemēri Baltijas jūras reģionā Jā/Jā Jā/Jā Nē/Nē Nē/Nē Jā/Nē Vidējas Vidējas Ļoti augstas Ļoti augstas Ļoti augstas Lielās, vidējās un mazās iekārtās (mobila iekārta) Helsinki, Tampere (FI) Tallina, Kohtlajerve (EE) Sanktpēter-burga (RU) Rīga, Jūrmala (LV) Hamburga (DE) Varšava, Gdaņska, Šcecina (PL) Lielās, vidējās un mazās iekārtās (mobila iekārta) Tartu, Vīlande (EE) Pälkäne (FI) Šcecina, Pomozany (PL) Lüneburg (DE) Lielās iekārtās Dažas iekārtas Ziemeļvācijā (DE) Lielās iekārtās Ķīle, Lībeka (DE) Lielās iekārtās Stokholma Käppala (SE) 1 Dati par dažādiem dūņu tipiem nav pieejami. 50

53 DŪŅU ATŪDEŅOŠANA 5.2. tabula. PURE partneru fermentācijas izmantošanas un atūdeņošanas iekārtu salīdzinājums. BioP = bioloģiskā fosfora atdalīšana; DS = sausna. PURE partneris Dūņu tips Atūdeņošanas iekārta BioP DS Flokulantu patēriņš Kohtlajerve Bez fermentācijas Centrifūga Jā 22 % 8 g/kg DS Rīga Fermentētās dūņas Centrifūga Jā 19 % 8 g/kg DS Jūrmala Bez fermentācijas Centrifūga Jā 18 % 5,4 g/kg DS Gdaņska Fermentētās dūņas Centrifūga Jā 19.7 % 11,4 g/kg DS Šcecina, Pomorzany Fermentētās dūņas Centrifūga Jā 20 % 8 12 g/kg DS Šcecina, Zdroje Fermentētās dūņas Lentes filtrprese Jā 19 % 5,3 g/kg DS Lībeka ZKW Fermentētās dūņas Kameru filtrprese Nē 37 % 500 g/kg DS (KAĻĶIS) 51

54 6. DŪŅU HIGIENIZĀCIJA Fotoattēls: HSY Water.

55 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.1 IEVADS Sadzīves notekūdeņu dūņu higienizācija jeb dezinficēšana ir procedūra, kuras mērķis ir samazināt pato gēno baktēriju saturu dūņās zem noteikta līmeņa, ko noteikušas kompetentas iestādes. Higienizācijas nepiecie šamība ir atkarīga no dūņu izmantošanas metodes, un tā ir svarīga tad, ja dūņas tiek izmantotas lauksaimniecībā un teritoriju apzaļumošanā. Higienizācijas vadlīnijas ir izstrādājusi PVO, kā arī Vācijas un Zviedrijas kompetentās iestādes, taču vācu un zviedru valodā ir pieejama tikai daļa šo vadlīniju (SNV, 2003, Umweltbundesamt, 2009 un WHO, 2003). Parasti higienizācijai izmanto divu veidu apstrādi: dūņu temperatūras paaugstināšana līdz C uz noteiktu laiku; dūņu ph vērtības paaugstināšana līdz 12 uz noteiktu laiku. Apstrādes laikā tiek iznīcinātas baktērijas, ko pārbauda, veicot atbilstošus mērījumus. Dūņu higienizācijas principi redzami 6.1. attēlā. DŪŅU TIPS HIGIENIZĀCIJAS METODE Sablīvētas, var būt aerobi stabilizētas dūņas, 2 4 % sausnas Atūdeņotas (var būt aerobi vai anaerobi stabilizētas) dūņas, % sausnas Termiskā apstrāde - pasterizācija - cita metode Ķīmiskā apstrāde: - stabilizācija ar kaļķi - cita apstrāde Bioloģiskā apstrāde: - kompostēšana vālos - kompostēšana tuneļos GALA PRODUKTS Augsnes kondicionētājs vai mēslošanas līdzeklis Pārklāšanas materiāls un teritorijas labiekārtošana 6.1. attēls. Dūņu higienizācija. 53

56 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.2 TERMISKĀ APSTRĀDE Termiskās higienizācijas laikā dūņu temperatūra tiek paaugstināta līdz līmenim, kurā baktērijas tiek iznīcinātas. Termiskā higienizācija ir ieteicama, un reizēm ir obligāta, ja dzīvnieku atliekas un lopkautuvju atkritumi tiek apstrādāti bioreaktorā kopā ar sadzīves notekūdeņu dūņām. Ir vairākas metodes, kas nodrošina augstu higienizācijas temperatūru: (iepriekšēja) pasterizācija; termiskā kondicionēšana; žāvēšana; PASTERIZĀCIJA Pasterizācija ir visbiežāk lietotā termiskās higienizācijas metode. To 19. gs. sešdesmitajos gados izstrādāja Luijs Pastērs. Parasti šo metodi izmanto pārtikas konser vēšanai. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtās šo metodi izmanto tālāk aprakstītajā veidā. Primārās un liekās dūņas higienizācijas tvertnē sakarsē līdz temperatūrai, kas ir augstāka par 65 C un zemāka par 100 C. Izturēšanas laiks 65 C temperatūrā ir 30 minūtes, 70 C temperatūrā 25 minūtes un 80 C temperatūrā 10 minūtes. Katras valsts normatīvie akti nosaka pasterizācijas nosacījumus apstrādes temperatūru un izturēšanas laiku. Pasterizācija jāveic pirms fermentācijas, lai iz nīcinātu visas patogēnās baktērijas. Šo baktēriju atliekas tiek izmantotas fermentācijai, un atkārtota inficēšana ir anaerobā termofilā stabilizācija; aerobā termofilā stabilizācija; aerobā termofilā priekšapstrāde; kompostēšana. Noderīga informācija: pasterizācijai nepieciešamais enerģijas patēriņš ir ļoti liels. Rūpīga sablīvēšana samazina izmaksas, jo samazina kar sējamo dūņu apjomu. Turklāt enerģijas patēriņu iespē jams samazināt ar siltummaini: padodamās dūņas tiek atdzesētas līdz fermentācijas temperatūrai. Aplēstais kopējais pasterizācijai nepieciešamais siltumenerģijas patēriņš ir 11,9 kwh/m³, siltuma zudumi reaktorā aplēsē nav iekļauti (UBA, 2009). izslēgta. Pasterizācija pēc fermentācijas rada nosacījumus atkārtotai inficēšanai ar patogēnajām baktērijām (UBA, 2009) attēls. Pasterizācijas iekārta Kohtlajervē, Igaunija. Fotoattēls: OÜ Järve Biopuhastus. 54

57 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA Pārējie termiskās apstrādes veidi Termiskā kondicionēšana ir īslaicīga dūņu tem pe ratūras paaugstināšana atsevišķā reakcijas tvertnē pirms fer mentācijas, lai palielinātu gāzes izdalīšanos un sasmalcinātu dūņas. Termiskās kondicionēšanas piemērs ir termiskā hidrolīze. Ar šo metodi parasti apstrādā liekās dūņas. Kopīga primāro un lieko dūņu apstrāde paaugstina siltumenerģijas patēriņu. Arī žāvēšana (skat. 7. nodaļu) ir temperatūras pa augsti nāšana virs noteiktas vērtības, un arī šai metodei piemīt dezinficējoša iedarbība. Siltumenerģijas patēriņš 6.3. attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Peter Gudella. Noderīga informācija: aerobā termofilā priekšapstrāde var būt iespēja pārslogota bioreaktora gadījumā. Noderīga informācija: temperatūras virs 180 C var izraisīt reakcijas, kuru rezultātā rodas toksiski galaprodukti. Atūdeņo šanas procesā toksiskās ķimikālijas ieplūst atpakaļ notekūdeņu attīrīšanas iekārtā (atdalītais ūdens), rada ekspluatācijas problēmas un ietekmē gala notekūdeņus. Turklāt ir iespējams, ka augstas temperatūras iedarbības rezultātā izdalās smakas. ir daudz augstāks nekā pasterizācijas gadījumā, bet apjoma samazināšana samazina utilizēšanas izmaksas. Žāvēšana parasti tiek izmantota kā priekšapstrāde pirms sadedzināšanas (skat. 8. nodaļu). Anaerobā termofilā stabilizācija ir aprakstīta 4. nodaļā, un Baltijas jūras reģionā tā netiek izmantota. Iespējams, ka šī metode tiks izmantota turpmākajos gados, piemēram, bioatkritumu attīrīšanas iekārtās, ja to pie prasīs kompetentas iestādes. Aerobā termofilā pirmapstrāde un stabilizācija ir pārāk energoietilpīga un tāpēc pagaidām netiek iz mantota. Arī kompostēšanas laikā temperatūra paaugstinās līdz higienizācijai nepieciešamajam līmenim. Kom postē šana aprakstīta 6.4. nodaļā. 6.3 ĶĪMISKĀ APSTRĀDE Dūņu higienizāciju var panākt, izmantojot kalcija ķīmiskos savienojumus (CaO vai Ca (OH) 2 ), palieli not un uzturot dūņu ph vērtību aptuveni 12 līmenī tik ilgi, kamēr bioloģiskā aktivitāte beidzas. Minimā lais higienizācijas laiks ir 2 stundas. Devu parasti regulē atkarībā no ph vērtības, un kaļķu patēriņš ir atkarīgs no notekūdeņu cietības un citām ķīmiskajām īpašībām. Piemērotība dažādu veidu dūņām un iedarbības rezultāti Kaļķu pienu (Ca (OH) 2 ) parasti pievieno nesablīvētām dūņām ar zemu sausnas saturu; kondicionēšanai kaļķu piens tiek pievienots dūņām pirms atūdeņošanas ar kameru filtrpresi (skat. 5.4 nodaļu). Nedzēstos vai dedzintos kaļķus (CaO) parasti pievieno atūdeņotām dūņām. Pēc apstrādes ar kaļķi parasti nav nepieciešams samazināt ph, un pēc dūņu atūdeņošanas ar kādu no 5. nodaļā aprakstītajām metodēm dūņas var izmantot lauksaimniecībā vai ceļu, dzelzceļu vai parku apzaļumošanā, jo augsnes ph līmenis parasti ir pārāk zems un tādēļ bāziski savienojumi bieži tiek iestrādāti aramzemēs, lai paaugstinātu to ražību. Nepieciešamā platība, ekspluatācija un tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Apstrādei ar kaļķiem nepieciešamā platība ir atkarīga no ietilpības; parastie izmēri: platums: 3 4 m, garums: 5 10 m, augstums: 3 6 m, ieskaitot tehniskajai apkopei nepieciešamo platību. Šo aprīkojumu var uzstādīt tikai ārpus telpām. Ekspluatācija un tehniskā apkope ir samērā vienkārša: ir nepieciešama ķimikāliju dozēšanas ierīce, uzglabāšanas tvertne un dūņu un kaļķu samaisīšanas ierīce. Izmantojot kaļķus higienizācijai, jāņem vērā šādi faktori: kopējais dūņu apjoms palielinās, un tādējādi pieaug atkritumu apglabāšanas izmaksas; 55

58 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA ph vērtība pieaug ar kaļķiem apstrādāto dūņu kvalitāte ir piemērota izmantošanai lauksaimniecībā; nepieciešams skābju skruberis, lai novērstu amonjaka emisiju gaisā; augstā sārmainība paaugstina drošības prasības; nepieciešamā ķimikāliju deva ir līdz kg uz vienu tonnu sausnas. Dažus specifiskus aspektus skat nodaļā. Noderīga informācija: atkarībā no katras valsts noteikumiem pēc kaļķu pievienošanas varētu, būtu jāveic notekūdeņu dūņu piesārņojuma robežvērtību mērījumi. Kaļķi atšķaida dūņas, bet arī piesārņo tās. Jākontrolē kaļķu kvalitāte HIGIENIZĀCIJA AR KAĻĶU PIENU Parasti dūņas ar zemu sausnas saturu (2 4%) apstrādā ar kaļķu pienu (5 10 % Ca (OH) 2 ), kas paaugstina ph līmeni, tomēr, tā kā reakcija nav eksotermiska, temperatūra šīs apstrādes laikā nepaaugstinās. Hidratētos kaļķus Ca (OH) 2 izšķīdina ūdenī, iegūstot kaļķu pienu, un pēc tam pirms blīvēšanas un stabilizācijas sajauc ar dūņām atsevišķā maisīšanas iekārtā. Dzēsto kaļķu un dūņu ar zemu sausnas saturu samaisīšanas iekārta ir atvērta tvertne, kas aprīkota ar vertikālu maisītāju. Mazās un vidējās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās bez atūdeņošanas iekārtām iespējams veikt dezinfekciju, pievienojot kaļķu pienu (lai stabilizētu aerobās/anaerobās dūņas), uzglabāt dūņas kādu laiku pēc sajaukšanas un tad izmantot tās lauksaimniecībā KONDICIONĒŠANA AR KAĻĶU PIENU UN DZELZS SĀĻIEM Kaļķu pienu un dzelzs sāļus var izmantot kā flokulantus, atūdeņojot dūņas kameru filtrpresē (skat nodaļu). Kameru filtrpresei šādā gadījumā nepieciešami speciāli filtraudumi. Pēc atūdeņošanas dūņas kādu laiku jāuzglabā, un pēc tam tās var izmantot lauksaimniecībā. Tā kā kameru filtrprese ir dārga, šī metode ir piemērota vidējām un lielām attīrīšanas iekārtām. Kondicionēšanas blakusietekme: atdalītā ūdens kvalitātes pārmaiņas un kalcija karbonāta uzkrāšanās caurulēs; atdalītais ūdens palielina notekūdeņu attīrīšanas procesa buferspēju; atdalītā ūdens apstrāde nav iespējama bez darbības prob lēmām; kalcija/nātrija bilance ir labāka, mazāk pildvielu; iespējamā aeratoru elementu nobloķēšanās attēls. Ar kaļķu pienu kondicionētas un pēc tam atūdeņotas notekūdeņu dūņas. Fotoattēli: Entsorgungsbetriebe Lübeck. 56

59 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA APSTRĀDE AR DZĒSTAJIEM KAĻĶIEM Stabilizāciju ar kalcija oksīdu parasti piemēro dūņām ar augstu (20 40%, t. i., atūdeņotām) sausnas saturu. Sauss kaļķu pulveris tiek sajaukts ar atūdeņotajām dūņām slēgtā maisītājā tikai minūtes sakarā ar straujo temperatūras pieaugumu. Kad CaO sajauc ar atūdeņotām dūņām, ph vērtība pieaug virs 12. CaO tad reaģē ar ūdeni, un šajā eksotermiskajā reakcijā temperatūra parasti paceļas virs 60 C, daļa ūdens iztvaiko un sausnas saturs nedaudz palielinās. Dedzinātos kaļķus var izmantot jebkurā notekūdeņu attīrīšanas iekārtā ar atūdeņošanas iekārtu (skat. 5. nodaļu). Eksotermiskā reakcija un augsto temperatūru apstrāde ar dedzinātajiem kaļķiem nodrošina labāku dezinfekciju nekā apstrāde ar kaļķu pienu. Dedzināto kaļķu un dūņu ar augstu sausnas saturu maisītājs ir slēgta sistēma, piemēram, mikseris ar horizontālu lāpstiņu. Izmaksas Investīciju izmaksas apstrādei ar kaļķiem atkarībā no iekārtas ietilpības ir aptuveni līdz eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Ķimikāliju patēriņš sastāda galvenās ekspluatācijas izmaksas un var būt līdz kg CaO/t sausnas. Minimālais patēriņš katrā gadījumā ir atšķirīgs atkarībā no sausnas veida un satura dūņās, un to var noteikt eksperimentāli, lai izpildītu prasību vismaz 2 stundas uzturēt ph> 12. Ķimikāliju izmaksas atkarīgas no kaļķu vienības cenas, kas mainās atkarībā no apjoma un valsts. Izmantojot iepriekš aprakstīto īpatnējo patēriņu, ķimikāliju izmaksas ir no 10 līdz 40 eiro uz vienu tonnu sausnas. Uzstādītā jauda ir apmēram kw un elektroenerģijas patēriņš apmēram 7 15 kwh/t sausnas. Šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektro enerģijas patēriņu ir niecīgs. Izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Kondicionēšanai ar kaļķu pienu un dzelzs sāļiem nepieciešama kameru filtrprese, kuras izmaksas aprakstītas 5.4. nodaļā. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Baltijas jūras reģionā apstrāde ar kaļķiem tiek izmantota reti. Daži piemēri: Somijas Iisalmi Water, kas izmanto stabilizāciju ar kaļķiem atūdeņoto dūņu apstrādei iekārtā Vuohiniemi, un Savonlinna Water. Baltijas jūras reģionā kondicionēšanu ar kaļķu pienu un dzelzs sāļiem izmanto Vācijā Lībekā un Ķelnē. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtai Šcecinā ir iespēja izmantot kaļķi dūņu apstrādei izmantošanai lauksaimniecībā, taču šī iespēja netiek izmantota CITAS ĶIMIKĀLIJAS Ir dažādas iespējas apstrādāt dūņas ar citām ķimikālijām, izņemot kaļķi. Parasti tiek izmantotas ķimikālijas, kas palielina ph vērtību. Vienmēr jāapstrādā viss dūņu apjoms. Ir svarīgi izmantot higienizācijas metodi, kas atbilst attiecīgo tiesību aktu prasībām. Sablīvētās primārās un liekās dūņas var apstrādāt ar KemiCond metodi. Parasti galvenais mērķis stabilizācijai ar Kemicond metodi ir dūņu higieni zācija, taču novērojumi liecina, ka šī apstrāde uzlabo arī dūņu atūdeņošanas īpašības. Apstrāde tiek veikta at sevišķā maisīšanas tvertnē, samazinot ph līmeni līdz apmēram 4, izmantojot sērskābi (H 2 SO 4 ). Skābā vidē dūņu gēla tipa struktūra tiek noārdīta un metālu sāļi, piemēram, dzelzs fosfāts (Fe 3 (PO 4 ) 2 ) vai dzelzs oksīds (FeO), tiek izšķīdināti. Pēc šī posma dūņas tiek oksidētas ar ūdeņraža peroksīdu (H 2 O 2 ), un dzelzs joni tiek pārveidoti no Fe 2+ uz Fe 3+. Pēdējā dzelzs forma izgulsnē fosfātus kā dzelzs fosfātu (FePO 4 ). Oksidējošos apstākļos dūņu gēla tipa struktūra tiek noārdīta tālāk. Veicot atūdeņošanu ar KemiCond metodi, ir iespējams atdalīt no dūņām vairāk ūdens. Ķīmis kās apstrādes beigās dūņas tiek neitralizētas ar nātrija hidroksīdu (NaOH), un tad tām pievieno polimērus, lai veicinātu dūņu atūdeņošanu. Apstrādes laikā dūņas tiek dezinficētas ar stipri oksidējošo ūdeņraža peroksīdu tam gandrīz nav smaržas, un tas ir viegli uzglabājams un transportējams. Pastāv iespēja, ka valsts noteikusi ierobežojumus attiecībā uz šīs metodes izmantošanu un pieejamajām utilizēšanas metodēm (lauksaimniecībā, teritorijas labiekārtošanā tieši pēc apstrādes vai pēc kompostēšanas, ko ieteicis piegādātājs). 57

60 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA Nepieciešamā platība galvenokārt atkarīga no ietilpības. Nepieciešamas dozēšanas un maisīšanas ierīces, kā arī uzglabāšanas bunkuri. Parastie iekārtas izmēri: platums: 4 6 m; garums: 8 10 m; augstums: 4 6 m. Tiek izmantotas skābes, sārmi un oksidanti, tāpēc jāveic atbilstoši ķīmiskās drošības pasākumi. Ekspluatācijas izmaksas (ķimikālijas) ir augstas. Ķimikāliju patēriņš ir apmēram 220 kg H 2 SO 4 uz vienu tonnu sausnas un 27 kg H 2 O 2 uz vienu tonnu sausnas. Sakarā ar augstajām izmaksām šī metode ir piemērota tikai lielām attīrīšanas iekārtām. Izmaksas Šīs tehnoloģijas investīciju izmaksas atkarībā no ie kārtas jaudas ir aptuveni līdz eiro. Inves tīciju izmaksas var nedaudz samazināt, noslēdzot ārpakalpojumu līgumu un nododot visu apstrādes procesu un apstrādāto dūņu izmantošanu ārējam darbuzņēmējam. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Ķimikāliju izmaksas ir atkarīgas no sērskābes un ūdeņraža peroksīda vienības cenas, kas var mainīties atkarībā no pasūtījuma apjoma un iegādes valsts. Sērskābes patēriņš ir apmēram 220 kg H 2 SO 4 /t sausnas, un ūdeņ raža pārskābes patēriņš sastāda apmēram 27 kg H 2 O 2 /t sausnas. Šāda ķimikāliju patēriņa radītās ķimikāliju izmaksas sastāda no 50 līdz EUR 60/t Inovatīvas metodes: Higienizācija ir tikai KemiCcond apstrādes blakus aspekts. Šī apstrāde uzlabo atūdeņošanas rezultātus. Stokholmā, izmantojot KemiCond metodi apvienojumā ar atūdeņošanu ar hidraulisko presi, sasniegts sausnas saturs 50 %, dažādās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ar kameru filtrpresi un KemiCond iegūts sausnas saturs no 38 % līdz 45 % (Brendler, 2006). Šo metodi iespējams izmantot arī atūdeņošanai ar centrifūgām un lentes filtrpresēm. sausnas. Uzstādītā jauda ir apmēram W un elektroenerģijas patēriņš apmēram kwh/t sausnas. Šīs iekārtas elektro enerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir samērā mazs. Tas ir atkarīgs arī no reālā iekārtas darbināšanas laika. Ķimikāliju patēriņš ir galvenais ekspluatācijas iz maksu faktors, bet tas jānosaka katram gadījumam atsevišķi ar laboratoriju un izmēģinājuma pārbaudēm. Izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās attēls. Fotoattēls: Jannica Haldin, HELCOM. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Šī tehnoloģija Baltijas jūras reģionā tiek izmantota tikai dažos gadījumos. Stokholmas notekūdeņu attīrīšanas iekārta Käppala" Zviedrijā un notekūdeņu attīrīšanas iekārta "Oulu"Somijā (ārpakalpojumu izmantošanas piemērs) ir daži no šiem nedaudzajiem gadījumiem. 58

61 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.4 BIOLOĢISKĀ APSTRĀDE DARBĪBAS PRINCIPI UN PIEMĒROTĪBA DAŽĀDU VEIDU DŪŅĀM Kompostēšana ir aerobs baktēriju sadalīšanās process, kura mērķis ir stabilizēt organiskos atkritumus un ražot humusu (kompostu). Kompostēšana ir vienkārša un pārbaudīta tehnoloģija, kas tiek izmantota higienizā ci jai (60 C, 3 6 dienas) un derīgu produktu, piemēram, komposta un mēslošanas līdzekļu, ražošanai. Jāņem vērā konkrētās valsts tiesību un normatīvie akti, jo dažās valstīs noteiktais kompostēšanas ilgums var būt ievēro jami lielāks par sešām dienām. Izvēloties kompostēšanas tehnoloģiju, jāapsver šādi kritēriji: zemas investīciju un ekspluatācijas izmaksas; vienkārša tehnoloģija, kuru var izmantot speciāli neapmācīti dūņu apstrādātāji. Kompostējot dūņas, to sausnas saturs jāpalielina līdz vismaz 15 %, lai tās varētu apstrādāt kā cietvielu. Šādu sausnas saturu var panākt ar primāro un lieko dūņu blīvēšanu un atūdeņošanu (skat. 3. un 5. nodaļu). Turklāt ar šo metodi var apstrādāt arī anaerobi stabilizētas (fermentētas) un pēc tam atūdeņotas dūņas. Sajaukšana ar pakaišu materiāliem, piemēram, sausām zāģu skaidām, var palīdzēt sasniegt nepieciešamo cietvielu saturu, kā arī nodrošināt kompostēšanai nepieciešamo oglekļa/ slāpekļa attiecību. Baltijas jūras reģionā ir pieejamas dažādas kompostēšanas tehnoloģijas, sākot ar vienkāršām atklātu stirpu sistēmām un bez pūlēm ieviešamu procesa struktūru un beidzot ar pilnībā slēgtām kompostēšanas ražotnēm ar paātrinātiem apstrādes procesiem, slēgtām platībām un kvalitatīvu izplūdes gāzu apstrādi. Šīs dažādās tehnoloģijas ir plaši pārbaudītas praksē, un to iespējas un ierobežojumi ir vispārzināmi. Vispieejamākā dūņu apstrāde ir kompostēšana stirpās un kompostēšana tuneļos. Iekārtu apsaimniekošana un tehniskā apkope ir relatīvi vienkārša, un metodes izmantošanai nepieciešama tikai pamatizpratne par kompostēšanas bioloģijas un bioķīmijas jautājumiem KOMPOSTĒŠANA STIRPĀS Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Kompostējot dūņas stirpās, nepieciešami daži apsaimniekošanas pasākumi: stirpas ir jāformē, periodiski jāapmaisa un jākontrolē temperatūra un citi galvenie parametri. Daži apsaimniekotāji iesaka izmantot piedevas un sākotnējos mikroorganismus, lai nodrošinātu pareizu kompostēšanās norisi, taču daudzi citi ir pārliecināti, ka nekādas īpašas piedevas nav nepieciešamas, ja daļa dūņu tiek kompostēta kopā ar pakaišu materiālu. Parasti stirpas nav nepieciešams pārklāt ar membrānu vai kādu citu materiālu. Kompostēšanai stirpās tiek izmantoti asfaltēti vai kādā citā veidā pārsegti laukumi zem klajas debess, kur iespējams nodrošināt komposta sastāvdaļu neiesūkšanos gruntī un ir pietiekami daudz vietas stirpu maisīšanai un uzglabāšanai nobriešanas posmā. Veidojot stirpas, dūņas tiek sajauktas ar pakaišu materiālu (zāģskaidas, kokskaidu materiāls vai auglīgo slāņu kūdra), parasti izmantojot frontālos iekrāvējus. Parasti kompostētajām dūņām pakaišu materiāls ir piejaukts attiecībā % pēc tilpuma, pēc kompostēšanas procesa beigām pakaišu materiāls tiek atdalīts no kompostētajām dūņām un izmantots atkārtoti. Tā kā procesa norisei nepieciešama mitra vide un skābekļa klātbūtne, jāveic dūņu aerēšana, apmaisot stirpas ik pēc divām līdz četrām nedēļām. Stirpu maisīšanai izmantojamā tehnika ir viens no galve najiem labas kvalitātes komposta iegūšanas faktoriem, kā arī viens no galvenajiem investīciju izmaksu un eksplua tācijas izmaksu faktoriem. Stirpu maisīšanai atkarībā no vietējiem materiālu padeves un izkraušanas apstākļiem tiek izmantoti frontālie iekrāvēji, maisītāji, pakaišu materiāla sijāšanas sieti, kā arī transportieri un gliemežtransportieri. Komposta maisīšanai jau pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados sāka izmantot lauksaimniecības tehniku, bet septiņdesmitajos gados parādījās speciālas plašā mērogā izmantojamas komposta maisīšanas iekārtas, kuru ražošana kopš deviņdesmito gadu sākuma attīstās aizvien straujāk. Tipiskā nepieciešamā platība galvenokārt atkarīga no notekūdeņu dūņu apjoma. Salīdzinājumā ar citām higienizācijas metodēm kompostēšanai stirpās nepieciešama liela platība, tā varētu būt m reiz m, ieskaito kompostēšanas materiālu glabāšanu uz vietas. 59

62 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA Kompostēšana stirpās ir piemērota mazām un vidējām iekārtām, taču to iespējams izmantot arī lielās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, ja to rīcībā ir nepie ciešamā platība. Izmaksas Investīciju izmaksas atkarībā no maisīšanas tehnikas jaudas un kompostēšanas teritorijas platības un materi āliem ir no līdz 3 miljoniem eiro. Inves tī ciju izmaksas var nedaudz samazināt, noslēdzot ārpakalpojumu līgumu un nododot ārējam darbuzņēmējam komposta stirpu maisīšanu, vai ievērojami samazināt, noslēdzot ārpakalpojumu līgumu un nododot visu apstrādes procesu un apstrādāto dūņu izmantošanu ārējam darbuzņēmējam. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Atkārtoti izmantojamie kompostēšanas palīgmateriāli, piemēram, kokskaidu materiāls (piemēram, būvdarbu vai demontāžas darbu atkritumi), ir nepieciešami, lai uzturētu kompostā aerobus apstākļus. Kokskaidu materiālu parasti atgūst, izsijājot gatavo kompostu; laika gaitā tiek pievienots Noderīga informācija: parasti šīs tehnoloģijas izmantošana nerada īpašas vides problēmas, vienīgi gadījumos, kad materiāls netiek pienācīgi apmaisīts vai samitrināts, vālos var iestāties anaerobi apstākļi un rasties nepatīkami smakojošu sērūdeņradi saturošu gāzu emisija gaisā. neliels daudzums jauna kokskaidu materiāla, lai kompensētu tā apjoma samazināšanos. Palīgmateriālu izmaksas ir mazākas par 10 eiro uz tonnu sausnas. Šim procesam nav nepieciešama elektroenerģija vai ķimi kālijas, jo tiek izmantota mobilā tehnika, kas strādā ar dīzeļ degvielu. Neraugoties uz nepieciešamību maisīt stirpas, izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās attēls. Notekūdeņu dūņu kompostēšana Helsinkos, Somija, un Kohtlajervē, Igaunija. Fotoattēli: HSY Water un OÜ Järve Biopuhastus. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Šī kompostēšanas tehnoloģija Baltijas jūras reģionā tiek plaši izmantota. To izmanto pilsētu sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ar noslodzi līdz cilvēku ekvivalentu, piemēram, Helsinku metropoles reģionā, vidēja lieluma pilsētās, piemēram, Kohtlajervē un Vīlandē Igaunijā, Jūrmalā Latvijā un Oulu Somijā, kā arī Dānijas, Vācijas (piemēram, Siebenhitz"), Lietuvas, Polijas un Zviedrijas attīrīšanas iekārtās (piemēram, Uppsala, Vännersborg, Borås un Sofiedal). Kompostēšana stirpās arvien biežāk tiek izmantota arī Krievijā. 60

63 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA KOMPOSTĒŠANA TUNEĻOS Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Kompostējot tuneļos, kompostējamā masa pa partijām tiek iekrauta tuneļos ar frontālajiem iekrāvējiem vai sarežģītākām automātiskām sistēmām, piemēram, konveijeriem. Pašreizējā attīstības tendence ir izmantot mazāk sarežģītas iekraušanas sistēmas un investēt galveno kārt tuneļu atrašanās telpās, betona tuneļos un to aerēšanas sistēmās. Parasti tuneļi ir 4 6 m plati, 6 m augsti un m gari ar kopīgām starpsienām starp diviem blakusesošiem tuneļiem; ēka parasti ir m plata, 6 m augsta un m gara. Pēc intensīva kompostēšanas posma tuneļos dūņas parasti tiek nogatavinātas un stabilizētas stirpās, kurām nepieciešamā platība ir apmēram m reiz m. Kompostēšana tuneļos ir sena un pārbaudīta metode, un tā piemērota vidējām un lielām bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Lielos kompostēšanas objektos ( cilvēku ekvivalentu) ar augstu nepieciešamo caur laidspēju ir iespējams samazināt notekūdeņu dūņu atrašanos kompostēšanā līdz dienām. Galvenie darbības principi: Paātrināt aprites ātrumu, apstrādājot un kontrolējot katra tuneļa rādītājus. Piespiedu aerēšana ar pazeminātu spiedienu, lai novērstu nekontrolētas gāzu emisijas. To var īstenot, ierīkojot grīdās vienkāršus ventilācijas kanālus. Ventilatori savāc gaisu no šiem kanāliem, izspiež āra gaisu cauri dūņām un tādējādi paātrina kompostēšanās procesu. Izplūdes gāzu apstrāde. Savāktais gaiss ir gan ļoti nepatīkami smakojošs, gan arī piesārņots ar amonjaku. Nepieciešams apstrādāt gaisu vismaz ar skābes skruberi un, vēlams, papildu biofiltru. Noderīga informācija: tāpat kā kompostējot stirpās, gadījumos, kad materiāls netiek pienācīgi maisīts vai ir pārāk samitrināts, kompostēšanas tuneļos var iestāties anaerobi apstākļi un rasties nepatīkama smakojošu sērūdeņradi saturošu gāzu emisija. Izmaksas Investīciju izmaksas atkarībā no kompostēšanas ēku ietilpības, izmēriem un būvmateriāliem parasti ir no 1,5 līdz 5 miljoniem eiro. Tāpat kā kompostējot stirpās, arī šajā gadījumā, ja materiālu maisīšanai un tuneļu piekraušanai un izkraušanai tiek izmantoti mobili frontālie iekrāvēji, tiek izmantoti ārpakalpojumi, lai sa mazinātu kapitālieguldījumu apjomu un pastāvīgā darbaspēka izmaksas. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Uzstādītā jauda ņemot vērā kompostēšanas kanālu aerāciju ir no 75 līdz 120 kw; šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir liels: apmēram kwh/t sausnas. Tas ir atkarīgs arī no reālā iekārtas darbināšanas laika. Parasti kompostēšanai tuneļos nav nepieciešamas nekādas ķimikālijas. Nerau goties uz nepieciešamību piekraut un izkraut tuneļus, izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Daudzi uzņēmumi, kas nodarbojas ar kompostēšanu tuneļos, apstrādā notekūdeņu dūņu, sašķirotu sadzīves bioatkritumu un dārzu zaļo atkritumu maisījumu. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Šī kompostēšanas tehnoloģija Baltijas jūras reģionā dažās valstīs tiek izmantota plaši, turpretim tā gandrīz vai nemaz netiek izmantota Polijā, Vācijā, Igaunijā, Latvijā un Lietuvā. Krievijā un Baltkrievijā kompostēšana tuneļos vispār netiek izmantota. Somijā kompostēšanu tuneļos izmanto Jyväskylä, Varkaus, Lahti, Rovaniemi, Espoo (kompostēšanas tuneļi atrodas Nurmijärvi), Joutseno, Kitee, Himanka un Mäntsälä. Dānijā un Zviedrijā bieži apdzīvotās vietās ir vairākas iekārtas kompostēšanai tuneļos. 61

64 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.5 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI KOHTLAJERVE, NOTEKŪDEŅU ATTĪRĪŠANAS IEKĀRTA OÜ JÄRVE BIOPUHASTUS, JERVE Notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Kohtlajervē, Igaunija, kopējā noslodze ir cilvēku ekvivalentu. Ik gadus rodas apmēram tonnas notekūdeņu dūņu (sausnas izteiksmē). Iekārtā tiek izmantota slāpekļa atdalīšana un ķīmiskā un bioloģiskā fosfora atdalīšana. Kohtlajerves notekūdeņu attīrīšanas iekārtā nav primārā nosēdbaseina, tāpēc visas dūņas tiek apstrādātas kā liekās dūņas. Liekās dūņas tiek mehāniski sablīvētas līdz apmēram 6 % sausnas. Polimēru patēriņš ir apmēram 4 g/kg sausnas. Pēc mehāniskās sablīvēšanas dūņas tiek apstrādātas reaktoros, lai iznīcinātu kaitīgās baktērijas. Dūņas no 20 līdz 24 stundām tiek apstrādātas 55 C temperatūrā. Pēc tam dūņas ar centrifūgu tiek atūdeņotas līdz sausnas saturam 22 %. Polimēru patēriņš sastāda apmēram 8 g/kg sausnas. Pēc atūdeņošanas dūņas tiek sajauktas ar sasmalcinātiem kokmateriāliem un sakrautas kaudzēs kompostēšanas iekārtā. Kompostētās dūņas tiek izmantotas teritoriju apzaļu mošanā. Netiek pārsniegta neviena noteiktā smago metālu koncentrācijas robežvērtība, taču sakarā ar augsto rūpniecības notekūdeņu īpatsvaru šo kompostu nevar pārdot tirgū, tas tiek piegādāts bez maksas attēls. Kohtlajerves notekūdeņu attīrīšanas iekārta. Fotoattēls: OÜ Järve Biopuhastus. Pašlaik iekārtā netiek izmantota anaerobā fermentācija un tāpēc netiek ražota enerģija pašu vajadzībām un enerģijas bilance ir negatīva. Paredzams, ka tuvākajā nākotnē tiks uzbūvēts bioreaktors, lai ražotu enerģiju un samazinātu dūņu apjomu attēls. Notekūdeņu dūņu kompostēšana Kohtlajervē, Igaunija. Fotoattēls: OÜ Järve Biopuhastus. 62

65 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.6 PIEMĒRS: PURE ASOCIĒTĀ PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI HELSINKI, ATTĪRĪŠANAS IEKĀRTAS HSY WATER, VIIKINMÄKI UN SUOMENOJA Helsinku reģions rada vairāk nekā 100 miljonus m³ notekūdeņu gadā (kopā 1,1 miljonu CE), kurus reģionālais vides dienests HSY Water apstrādā divās lielākajās Somijas notekūdeņu attīrīšanas iekārtās: Viikinmäki (Helsinki) un Suomenoja (Espo). HSY Water ir PURE asociētais partneris. Ik gadu Viikinmäki saražo tonnas žāvētu dūņu, bet Suomenoja saražo tonnu. Izturēšanas laiks primārajā nosēdbaseinā ir 2,8 h. Viikinmäki un 2,1 st Suomenoja, un primārās dūņas satur attiecīgi 3,6 un 1,3 %sausnas. Suomenoja primārās dūņas pirms fermentācijas tiek sablīvētas. Lieko dūņu koncentrācija Viikinmäki ir 7,5 g/l. Bioreaktorā padoto dūņu vidējais kopējais sausnas saturs gadā bija 4,1 %. Viikinmäki ir četri bioreaktori, kas darbojas virknē, divi primārā posma bioreaktori un divi sekundārā posma bioreaktori. Pirms otrā posma dūņas netiek sildītas. Suomenoja divi bioreaktori darbojas paralēli. Izturēšanas laiks un padeves temperatūra bioreaktoros ir 17 dienas 37 C temperatūrā Viikinmäki un 13 dienas 35,5 C temperatūrā Suomenoja, sausnas kopējais saturs pēc fermentācijas ir 2,3 % TS Viikinmäki un 2,7 % Suomenoja. Atūdeņošanai tiek izmantotas centrifūgas (četras Viikinmäki un trīs Suomenoja ). Kopējais sausnas saturs pēc atūdeņošanas abās iekārtās ir 29 %. Polimēru patēriņš ir 4,5 g/kg TS Viikinmäki un 6,1 g/kgts Suomenoja. Fermentētās dūņas no Viikinmäki tiek aizvestas uz HSY Water kompostēšanas vietu Sipo, kas atrodas uz austrumiem no Helsinkiem. Dūņām tiek pievienota kūdra, un tās tiek kompostētas atklātos bioreaktoros 6 9 mēnešus. Tiek pievienotas smiltis, minerālvielas un barības elementi, un pēc izsijāšanas komposts tiek pārdots izmantošanai lauksaimniecībā un ainavu apzaļumošanā. Pašlaik tirgus pieprasījums ir lielāks par HSY Water iespējām saražot kompostu. Suomenoja fermentētās dūņas teik apstrādātas Nurmijertvē, kas atrodas uz ziemeļiem no Espo, kur ārējais uzņēmums dūņām pievieno kūdru un atkārtoti izmantojamu saistmateriālu un kompostē tuneļos. Komposts tiek izmantots kā HSY Water atkritumu apsaimniekošanas centra Ämmässuo atkritumu poligona pārklāšanas materiāls. Kompostēšanas drenāžas ūdeņi tiek ievadīti atpakaļ attīrī šanas iekārtās Viikinmäki un Suomenoja. Fermentācijas biogāze attīrīšanas iekārtu koģenerācijas iekārtās tiek izmantota elektroenergijas un siltumenerģijas ražošanai gadā Viikinmäki saražoja 12,3 miljonus m³ biogāzes, bet Suomenoja 3,5 miljonus m³. Viikinmäki no biogāzes ieguva kopā MWh siltumenerģijas, un no siltumenerģijas reģenerācijas tika iegūti MWh, kas sastāda vairāk kā par 99 % no patēriņa. Suomenoja saražoja MWh siltumenerģijas, no tiem 97 % no biogāzes. Apmēram MWh elektroenerģijas tika saražoti Viikinmäki (60 % no patēriņa) un vairāk par MWh Suomenoja (35 % no patēriņa) gadā Viikinmäki uzsākts apjomīgs pētniecības projekts, lai noskaidrotu iespējas atdalīt slāpekli no centrifūgā atdalītā ūdens. Sākot ar gada novembri Suomenoja pārdos biogāzi ārējam uzņēmumam, kurš to ievadīs dabasgāzes tīklā, kā arī izmantos par transporta degvielu attēls. Helsinku attīrīšanas iekārta Viikinmäki ir iebūvēta pamatiezī. Fotoattēls: HSY Water. 63

66 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.7 HIGIENIZĀCIJAS METOŽU KOPSAVILKUMS Pieejamajām higienizācijas metodēm ir dažādi higienizācijas rezultāti un dažādas blakusparādības, tādējādi izvēlēties vispiemērotāko metodi ir diezgan sarežģīti. Enerģijas un ķimikāliju cenas dažādās valstīs ir dažādas, un arī konkrēto notekūdeņu attīrīšanas iekārtu rīcībā esošās kompostēšanai izmantojamās platības un cenas var ievērojami atšķirties. Atšķirīgās metodes un to piemērotība dažādu veidu iekārtām ir apkopota 6.1. tabulā. PURE partneru iekārtu salīdzinājums sniegts 6.2. tabulā tabula. Dažādu higienizācijas metožu apskats. Atkarībā no noteikumiem un izmaksām (energoresursi, darbaspēks, kapitālieguldījumi, ķimikālijas) klasifikācija var mainīties (UBA dati, 2009). DS = sausna, NAI = notekūdeņu attīrīšanas iekārtas. Maza NAI Vidēja NAI Liela NAI Termiskā apstrāde - Pasterizācija Pasterizācija - Aerobā termofilā stabilizācija Aerobā termofilā priekšapstrāde - - Termiskā kondicionēšana Anaerobā termofilā stabilizācija Žāvēšana (saulē, skat. 7. nodaļu) Žāvēšana (saulē) Žāvēšana (termiskā) Dūņu ar zemu sausnu apstrāde ar kaļķu pienu - Dedzināto kaļķu izmantošana pēc atūdeņošanas (mobila) Kompostēšana stirpās ar atūdeņošanas metodi - Ķīmiskā apstrāde Dūņu ar zemu sausnu apstrāde ar kaļķu pienu Kondicionēšana ar kaļķu pienu kameru filtrpresē Dedzināto kaļķu izmantošana pēc atūdeņošanas (mobila vai stacionāra) Bioloģiskā apstrāde Kompostēšana stirpās ar atūdeņošanas metodi Kompostēšana tuneļos ar atūdeņošanas metodi Kondicionēšana ar kaļķu pienu kameru filtrpresē Dedzināto kaļķu izmantošana pēc atūdeņošanas Kompostēšana stirpās ar atūdeņošanas metodi Kompostēšana tuneļos ar atūdeņošanas metodi Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Baltijas jūras reģiona valstīs tiek izmantotas dažādas higienizācijas metodes. Visbiežāk izmantotās metodes ir kompostēšana, apstrāde ar kaļķi un pasterizācija. Somijā un Igaunijā kompostēšana ir vispārpieņemts paņēmiens, bet Vācijā parasti tiek izmantota apstrāde ar kaļķiem. Dažas higienizācijas metodes Baltijas jūras reģiona valstīs netiek izmantotas, piemēram, žāvēšana saulē un žāvēšana lauksaimnieciskai izmantošanai, aerobā termo filā stabilizācija un priekšapstrāde, un anaerobā termofilā stabilizācija. Termiskā kondicionēšana higienizā cijai tiek izmantota, bet reti, jo energopatēriņš ir daudz lielāks, ja tiek apstrādātas arī primārās dūņas. Starp PURE partneriem higienizācija tiek lietota Kohtlajervē, Igaunija, un Lībekā, Vācija. 64

67 DŪŅU HIGIENIZĀCIJA 6.2. tabula. Baltijas jūras reģionā visbiežāk izmantojamo higienizācijas metožu salīdzinājums. Kompostēšana Apstrāde ar kaļķiem Pasterizācija Investīciju izmaksas Augstas Zemas līdz vidējas Vidējas Enerģijas patēriņš Zems Zems Augsts Ķimikāliju patēriņš Nē Jā Nē Palīgmateriāli vajadzīgi Jā Nē Nē Dūņas jāatūdeņo Jā Nē Nē Nepieciešamā platība Liela Maza Maza Higienizācijas rezultāts Vidējs līdz labs Vidējs līdz labs Ļoti labs 65

68 7. DŪŅU ŽĀVĒŠANA Gliemenes un glīvenes uz grants. Fotoattēls: Metsähallitus.

69 DŪŅU ŽĀVĒŠANA 7.1 IEVADS Termiskā žāvēšana ir tehnoloģija, kuras mērķis ir būtiski samazināt ūdens saturu dūņās. Žāvēšanu galvenokārt izmanto lielās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, lai paaugstinātu sadedzināmo notekūdeņu dūņu siltumspēju. Arī žāvēšana izmantošanai lauksaimniecībā ir iespējama, taču ņemot vērā augstās izmaksas, teik izmantota reti. Ūdens atdalīšana iztvaicējot no apstrādātām un atūdeņotām dūņām palielina sausnas saturu dūņās un samazina dūņu apjomu. Sausnas saturs atūdeņotajās dūņās parasti ir no 20 līdz 30 %. Pēc žāvēšanas sausnas saturs ir no 50 līdz 90 %. Termiskās žāvēšanas procesā parasti ir iekļauta materiālu apstrāde un pagaidu glabātava, pirms žāvēšanas jāveic dūņu atūdeņošana un fermentācija. Termiskajai žāvēšanai nepieciešams siltumenerģijas ražošanas un sadales aprīkojums, termiskā žāvētava, bioloģiskais izdalīto gāzu filtrs, pēcapstrādes iekārta, piemēram, granulators, un galaprodukta uzglabāšana. Termiskās žāvēšanas principi redzami 7.1. attēlā. PRIEKŠAPSTRĀDE TERMISKĀ ŽĀVĒŠANA Smakojošā gāze ir jāapstrādā vai jāfiltrē ar biofiltru GALA PRODUKTS Mehāniska dūņu atūdeņošana Termiskā žāvēšana Iespēja: granulēšana Dūņu galīgā apstrāde, piem., sadedzināšana Dūņu šķidrums uz notekūdeņu attīrīšanas iekārtu 7.1. attēls. Termiskās žāvēšanas principi. Inovatīvas metodes: žāvēšana saulē rada iespēju izžāvēt dūņas ar ļoti zemām ekspluatācijas izmaksām. Baltijas jūras reģionā šī metode pagaidām netiek izmantota. Dažos Ziemeļvācijas uzņēmumos Vācijā (Bredstedt) tiek izmantota notekūdeņu dūņu žāvēšana saulē. Bieži vien žāvēšanas atbalstam, īpaši ziemā, tiek izmantots papildu siltums no notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, biogāzes iekārtām vai citiem avotiem (rūpniecība, ģeotermiskā enerģija). Līdz šim žāvēšanu saulē izmanto mazās un vidējās attīrīšanas iekārtas. Sakarā ar augstajām ārējo energoresursu (piemēram, nafta un gāze) izmaksām šī iespēja kļūst aizvien pievilcīgāka arī lielām iekārtām. Baltijas jūras reģiona ziemeļdaļā (Somija, Zviedrija ziemeļdaļa, Igaunija) klimatiskie apstākļi pazemina šī žāvēšanas paņēmiena rentabilitāti, tomēr citās valstīs, piemēram, Polijā, Danijā, Vācijā, Lietuvā, Latvijā un Zviedrijas dienvidos žāvēšana saulē var būt iespējama alternatīva. Tādās valstīs kā Krievija, kur gāzes cena ir diezgan zema, žāvēšana saulē nav rentabla. Jāņem vērā tādi faktori kā, piemēram, mitruma saturs gaisā, sniega slodzes utt., prasības ir līdzīgas prasībām siltumnīcām, kas atrodas tajā pašā reģionā, kur notekūdeņu attīrīšanas iekārta. Kopumā ekspluatācijas izmaksas ir zemas, bet investīciju izmaksas ir augstas. 67

70 DŪŅU ŽĀVĒŠANA 7.2 DARBĪBAS PRINCIPI UN DŪŅU ŽĀVĒŠANAS METODES Termiskā žāvēšana ir siltumenerģijas izmantošana, lai iztvaicētu ūdeni no dūņām pēc atūdeņošanas. Atūdeņošanai nepieciešamais energoresursu patērņš ir daudz zemāks nekā žāvēšanai, tāpēc nepieciešams augsts sausnas saturs pēc atūdeņošanas. Termiskās žāvēšanas procesus iedala divās galvenajās kategorijās tiešā (konvekcijas žāvēšana) un netiešā (kontaktžāvēšana) žāvēšana. Šī klasifikācija balstās uz veidu, kādā siltumenerģija tiek izmantota dūņu temperatūras paaugstināšanai. Dūņu žāvēšanai tiek pakļautas atūdeņotas (20 30 % sausnas) primārās un/vai liekās dūņas, kā arī fermentētās dūņas pēc atūdeņošanas. Sakarā ar augstajām investīciju izmaksām šo metodi parasti izmanto tikai lielās iekārtās. Tiešās žāvēšanas gadījumā siltuma konvekcija tiek panākta ar tiešu saskari ar karstu gaisu vai karstām gāzēm. Dūņu temperatūra paaugstinās, un ūdens iz vaiko. Tipiskas tiešās žāvēšanas ierīces ir rotējošs žāvēšanas cilindrs vai lentes žāvētava. Žāvēšanas procesā dūņas tiek pakļautas apmēram C (cilindrs) vai C (lentes žāvētava) temperatūras iedarbībai apmēram 5 10 minūtes (cilindrs) vai minūtes (lentes žāvētava). Cilindriskā žāvētava sastāv no tērauda cilindra, kas griežas uz gultņiem, parasti cilindra ass atrodas slīpā leņķī pret horizontu. Neapstrādātās dūņas tiek sa jauktas ar izžāvētām un recirkulētām dūņām maisītājā, kas atrodas pirms žāvētavas. Padotais maisījums un karstās gāzes tiek transportētas uz žāvētavas izvades atveri. Transportēšanas laikā rotējošās iekšējās sienas cēlējspēks paceļ dūņas un izvada to plūsmu cauri žāvētavai. Izžāvētās dūņas tiek izsijātas, pārāk lielie gabali tiek sasmalcināti, un sausais materiāls tiek pārvietots uz bunkuru vai transportēšanas tvertni (Burton un citi, 2003). Netiešās žāvēšanas gadījumā cieta siena atdala dūņas no siltumnesēja, parasti karsta ūdens, eļļas vai tvaikiem. Parastās netiešās žāvēšanas iekārtas ir vertikālā šķīvjveida žāvētava un horizontālās žāvētavas ar diskveida, lāpstiņveida vai spirālveida sild elementiem, kā arī verdošā slāņa žāvētavas. Piemēram, žāvētavās ar diskveida sildelementiem kā siltumnesējs tiek izmantots līdz apmēram C sakarsēts tvaiks vai līdz C sakarsēta eļļa ar augstu termisko stabilitāti, un dūņas žāvētājā tiek izturētas minūtes. Žāvēšanas laikā dūņu temperatūra ir C un izplūdes gāzu temperatūra ir C. Horizontālās žāvētavas ir visbiežāk izmantotās netiešās žāvētavas; tās ir aprīkotas ar lāpstiņveida, dobiem spirālveida vai diskveida sildelementiem, kas uzmontēti uz vienas vai vairākām vārpstām, kas transportē dūņas cauri žāvētavai. Sakarsētais siltumnesējs tvaiks, eļļa vai karstais ūdens cirkulē pa žāvētavas korpusa apvalku un dobajiem rotējošajiem sildelementiem. Ievadāmās dūņas teik padotas perpendikulāri pret žāvētavas spirālveida vārpstu un tiek izvadītas cauri žāvētavai. Žāvētava darbojas gan kā siltumnesējs, gan arī kā dūņu transportētājs. Žāvēšana notiek, dūņām maisīšanas rezul tātā sadaloties un nonākot saskarē ar karstajām žāvē tavas metāla virsmām (Burton un citi, 2003). Daļa iz žāvēto dūņu tiek recirkulēta žāvētavā, lai novērstu ieva dīto dūņu piedegšanu pie karstajām žāvētavas metāla virsmām, kas var notikt, ja sausnas saturs ir no 45 līdz 60 % attēls. Žāvētava ar diskiem Gdaņskā, Polija. Fotoattēls: GIWK. Rezultāti un galaprodukts Termiskās žāvēšanas rezultātā dūņas tiek izžāvētas vai nu pilnīgi līdz sausnas saturs pārsniedz 85 %, vai arī daļēji līdz sausnas saturs ir mazāks par 85 %. Pilnīgi izžāvētās dūņas tiek izmantotas vai nu kā pulveris, vai arī kā granulas. Pulveris parasti teik padots uz sadedzināšanas iekārtu (skat. 8. nodaļu), bet granulētās dūņas ir daudz vienkāršāk apstrādājamas. Granulētās dūņas var izmantot lauksaimniecībā kā lauku mēslošanas līdzekli. Tā kā sausnas saturs granulās ir %, tās var uzglabāt vai nu tvertnēs, vai arī lielos maisos. Sadedzināšanai paredzētajās sausajās dūņās sausnas saturs ir atkarīgs no energobilances un tiek noteikts katrā gadījumā atsevišķi. Monosadedzināšanai bez papildu kurināmā minimālais nepieciešamais sausnas saturs ir %. Transportēšanas un tālākās apstrādāšanas laikā pulverveida dūņas neput. Termiski izžāvēts materiāls parasti atbilst standarta sanitārajām prasībām. Turklāt termiskās žāvēšanas rezultātā samazinās notekūdeņu dūņu apjoms un svars. Ja dūņu sausnas satus pirms žāvēšanas ir 25 %, bet pēc 68

71 DŪŅU ŽĀVĒŠANA žāvēšanas 95 %, svars ir samazinājies līdz apmēram 25 % sākotnējā svara. Termiskā žāvēšana uzlabo dūņu siltumspēju, un tās iespējams lietderīgāk izmantot enerģijas ražošanai. Sadegšana, kad sausnas saturs ir augstāks par 50 %, ir paš uzturoša. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Šīs iekārtas ir jādarbina nepāraukti visu diennakti, it īpaši tad, ja dūņu žāvēšanai seko dūņu sadedzināšana. Iekārtu darbināšana un tehniskā apkope ir mazliet sarežģītāka nekā citām dūņu apstrādes iekārtām, taču dūņu sadedzināšana tehniski ir vēl sarežģītāka. Pat tad, ja apstrādes galaprodukts ir granulas, dažkārt gaisā var rasties putekļi, tāpēc, rīkojoties ar izžāvētām dūņām, jāizmanto individuālie aizsardzības līdzekļi. Turklāt var pastāvēt arī ugunsgrēka un putekļu eksplozijas risks, tāpēc atsevišķās iekārtas telpās jāveic sprādzien aizsardzības pasākumi. Sakarā ar termiski izžāvētu dūņu sīkajām daļiņām un augsto sausuma pakāpi ugunsgrēka un putekļu eksplozijas risks var pastāvēt arī dūņu transportēšanas un uzglabāšanas laikā. Organiskie putekļi gaisā strauji uzliesmo, nonākot saskarē ar aizdegšanās avotu. Galvenie profilakses pasākumi, lai izvairītos no dūņu putekļu riskiem: nepieļaut putekļu uzkrāšanos; aprīkot ventilācijas sistēmu ar eksplozijas novēršanas vārstiem vai ventiļiem; uzstādīt sprādziendrošas elektriskās ierīces; nodrošināt inerta slāpekļa atmosfēru dūņu trans portēšanas un uzglabāšanas sistēmās (slāpekļa pil dījums); sazemēt visus elektrību vadošos cauruļvadus un tvertnes. Galvenās vides problēmas ir putekļu vai smakas emisija. Putekļu daudzumu iespējams efektīvi samazināt, uzstādot izplūdes gāzu filtrus, bet smakojošās gāzes var attīrīt ar gāzes skruberiem. Izmaksas Termiskā žāvēšanas procesa kapitālizmaksas un it īpaši ekspluatācijas ir relatīvi augstas galvenokārt ņemot vērā lielo nepieciešamās siltumenerģijas daudzumu, tāpēc vēlams izvietot termiskās žāvēšanas iekārtas vietās, kur ir pieejama lēta primāra energoavota ģenerēta sekundārā siltum enerģija vai biogāze, vai poligonu gāze. Ieteicams iz mantot lieko anaerobās fermentācijas, atkritumu sadedzi nāšanas iekārtu, centralizētās siltumapgādes tīkla vai tuvumā esošu siltumnīcu siltumenerģiju. Sakarā ar ilgtspējīguma apsvērumiem žāvēšanai nevajadzētu izmantot fosilo kurināmo. Žāvēšanas iekārtu un tām nepieciešamo telpu investīciju izmaksas atkarībā no iekārtas veida, jaudas un materiāliem ir parasti ir no līdz eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Uzstādītā jauda elektriskajiem dzinējiem un venti latoriem utt. ir no 150 līdz 200 kw, un šo iekārtu elektroenerģijas patēriņš atkarībā no iekārtas tipa ir apmēram kwh/t DS. Salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu šis patēriņš ir samērā augsts. Tas ir atkarīgs arī no reālā iekārtas darbināšanas laika. Dūņu žāvēšanai ķimikālijas parasti nav vajdzīgas. Šīm iekārtām nav vajadzīgs papildu darbaspēks, taču nepieciešamas papildu prasmes un īpašas zināšanas par termisko procesu norisi un tehniskās apkopes veikšanu sprādzienbīstamās zonās, kas ir plašākas par prasmēm un zināšanām, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās attēls. Dūņu žāvēšana un sadedzināšana Šcecinā, Polija. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. 69

72 DŪŅU ŽĀVĒŠANA 7.3 PIEMĒRS: PURE PARTNERA DŪŅU APSTRĀDES RISINĀJUMI ŠCECINA, ZAKLAD WODOCIAGOW I KANALIZACJI SP Z.O.O. W SZCZECINIE ZWIK Notekūdeņu attīrīšanas iekārta Pomorzany Polijas pilsētā Šcecinā ir divas modernas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas. Pomorzany kopējā nominālā noslodze ir cilvēku ekvivalentu, un tā gadā saražo (pašlaik ) tonnas dūņu (sausnas izteiksmē) gandrīz divreiz vairāk nekā otrā Šcecinas notekūdeņu attīrīšanas iekārta Zdroje. Iekārtā notiek slāpekļa atdalīšana un bioloģiskā un ķīmiskā fosfora atdalīšana. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtai Pomorzany ir primārais nosēdbaseins ar izturēšanas laiku 2 stundas. Iegūto primāro dūņu sausnas saturs ir 2,5 %. Tās gravitācijas blīvēšanas rezultātā ir sablīvētās līdz 6 %. Liekās dūņas tiek mehāniski sablīvētas ar lentes blīvētāju līdz 6 %. Lentes filtra apstrādei polimēru patēriņš ir apmēram 3 5 g/kg DS. Liekās dūņas un primārās dūņas tiek padotas mezofilajā bioreaktorā, kur sausnas saturs ir 3,5 %. Fermentācijas temperatūra ir 37 C, un izturēšanas laiks ir 20 dienas. Biogāze tiek izmantota trijās 350 kw koģenerācijas iekārtās, kuru elektriskais lietderības koeficients ir 37 %. Pašpieteikamības pakāpe ir 70 %, un gāzi iespējams uzglabāt apmēram 25 stundas attēls. Bioreaktors un gāzes tvertnes notekūdeņu attīrīšanas iekārtā Pomorzany, Šcecina, Polija. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. Fermentētās dūņas ar lentes filtrpresi tiek atūdeņotas līdz sausnas saturam apmēram 20 %. Polimēru patēriņš ir 8 12 g/kg DS. Atūdeņotās dūņas tiek izžāvētas lentes žāvētavā līdz 96 % un sadedzinātas sadedzināšanas iekārtā. Pēc sadedzināšanas pelni tiek ap glabāti atkritumu poligonā. Nākotnē tiek plānota dūņu fermentācijas un atūdeņošanas optimizācija ar iespējamu sadalīšanu attēls. Notekūdeņu attīrīšanas iekārta Pomorzany, Šcecina. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. 70

73 DŪŅU ŽĀVĒŠANA Notekūdeņu attīrīšanas iekārta Zdroje Notekūdeņu attīrīšanas iekārta Zdroje ir mazākā no divām Šcecinas notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Iekārtas paredzētā noslodze ir cilvēku ekvivalentu, taču pašlaik saražo tikai tonnas dūņu (sausnas izteiksmē) gadā. Zdroje veic bioloģisko slāpekļa atdalīšanu un bioloģisko un ķīmisko fosfora atdalīšanu. Primārās dūņas tiek savāktas primārajā nosēdbaseinā, izturēšanas laiks 1,5 h. Dūņas ar gravitācijas blīvēšanu teik sablīvētas līdz sausnas saturam 5 %. Liekās dūņas cilindriskos blīvētājos tiek mehāniski sablīvētas līdz vairāk nekā 5 %. Nepieciešamais ķimikāliju patēriņš ir 6,5 g polimēru uz 1 kg sausnas. Sablīvētās dūņas tiek padotas fermentatorā, kura temperatūra ir no 30 C līdz 35 C. Sausnas saturs ir 3,5 %, izturēšanas laiks 24 dienas. Fermentētās dūņas ar centrifūgu tiek atūdeņotas līdz sausnas saturam 19 %. Polimēru patēriņš ir apmēram 5,3 g/kg DS. Atūdeņotās dūņas lentes žāvē tavā teik izžāvētas līdz sausnas saturam 95 %. Viens no žāvēšanai nepieciešamajiem siltumenerģijas avotiem ir koģenerācijas iekārta. Koģenerācijas iekārtas (viena 238 kw iekārta) elektriskais lietderības koeficients ir 35 %. Iekārta var saražot apmēram 40 % nepieciešamās siltumenerģijas. Atūdeņotās un izžāvētās dūņas tiek sadedzinātas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Pomorzany sade dzi nāšanas iekārtā. Turklāt iespējams apglabāt dūņas poligonos vai izmantot lauksaimniecībā (pēc higi eni zācijas ar kaļķiem). Turpmākajos gados tiks veikti dažādi izmēģinājumi, lai noskaidrotu iespējas paaugstināt atūdeņošanas rezultātu, piemēram, izmantojot atūdeņošanai vai noārdīšanai dzelzs sāļus attēls. Notekūdeņu attīrīšanas iekārta Zdroje, Šcecina. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. 71

74 DŪŅU ŽĀVĒŠANA 7.4 GALVENO TERMISKĀS ŽĀVĒŠANAS METOŽU KOPSAVILKUMS 7.1. tabula. Tiešās sildīšanas un netiešās sildīšanas metožu kopsavilkums. DS = sausnas. Tehnoloģija Īpašības Piezīmes Tiešā sildīšana (45 90 % DS) Netiešā sildīšana (45 90 % DS) Dūņas tieši saskaras ar siltumnesēju. Parastais aprīkojums ir rotējošie žāvēšanas cilindri vai lentes žāvētāji. Dūņas tieši nesaskaras ar siltumnesēju; parasti tiek izmantotas, piemēram, žāvētavas ar šķīvjveida vai lāpstiņveida sildelementiem vai žāvētavas ar verdošo slāni. Investīciju izmaksas: no 0,5 līdz 2 miljoniem eiro. Uzstādītā jauda: kw. Elektroenerģijas patēriņš: kwh/t DS. Iespējams izmantot sekundāro siltumenerģiju, lai samazinātu energoresursu izmaksas. Nepieciešama sprādzienbīstamo zonu tehniskā apkope. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Termiskā žāvēšana ir plaši izplatīta un pārbaudīta tehnoloģija centrālajā Eiropā, kur to izmanto lielās un vidējās attīrīšanas iekārtās. Baltijas jūras reģionā ir termiskās žāvēšanas darba pieredze, piemēram, Kopenhāgenā, Dānija, Hetlingenē un Hamburgā, Vācija, nesen šī tehnoloģija sākta izmantot Somijā ( Ekokem, Rīhimeki) un Polijā (piemēram, Krakovā, Gdaņskā, Lodzā, Šcecinā). Žāvēšana saulē tiek izmantota Bredštetas attīrīšanas iekārtā (Vācija). 72

75 8. DŪŅU SADEDZINĀŠANA Fotoattēls: Lotta Ruokanen, HELCOM.

76 DŪŅU SADEDZINĀŠANA 8.1 IEVADS Ņemot vērā augstu slāpekļa un fosfora koncentrāciju, notekūdeņu dūņas ir labs mēslošanas līdzeklis, tomēr tās var kļūt arī par piesārņojuma avotu. Papildus dažādām organiskajām vielām dūņās var uzkrāties arī smagie metāli, kas piesārņo vidi. Sakarā ar to pēdējos gados aizvien plašāk izplatās dūņu utilizēšana sadedzinot. Turklāt sadedzināšana var nodrošināt pozitīvu energobilanci un dūņu siltumspējas izmantošanu. Tomēr galvenais dūņu sadedzināšanas stimuls ir fakts, ka sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu dūņu apjoms salīdzinājumā ar to apglabāšanai vai apstrādāšanai (piemēram, kompostēšanai) pieejamo zemes platību ir ļoti liels. ES jaunā Pamatdirektīva par atkritumiem (Direktīva 2008/98/EK) ir vai tiek transponēta dalībvalstu tiesību aktos. Jaunā direktīva būtiski atbalsta dūņu reciklēšanu un ierobežo organisko vielu apglabāšanu atkritumu poli gonos. Šī prasība var sekmēt dūņu izmantošanu lauk saimnie cībā ar nosacījumu, ka to akceptēs lauksaimnieki un kompetentās reglamentējošās vides un lauksaimniecības iestādes. Pēdējā prasība veicina vai uzliek par pienākumu ražotājiem sadedzināt dūņas, ja tās nav iespējams citādi utilizēt. Piemēram, Hamburgā un Berlīnes Ruhleben ik gadu tiek sadedzināts vairāk par t dūņu. Arī daudzās Polijas pilsētās, ieskaitot PURE partnerpilsētas Gdaņsku un Ščecinu, kā arī Sanktpēterburgā, Krievija, notekūdeņu attīrīšanas iekārtas savas dūņas sadedzina attēls. Monosadedzināšanas iekārta VERA Hamburgā. Fotoattēls: VERA Klärschlammverbrennung GmbH. 8.2 VISPĀRĪGĀS PRASĪBAS DŪŅU SADEDZINĀŠANAI UN DAŽĀDI RISINĀJUMI Dūņas iespējams vai nu līdzsadedzināt ar citiem enerģijas avotiem, piemēram, cietajiem sadzīves atkritumiem vai degizrakteņiem, vai arī monosadedzināt, izmantojot citu kurināmo tikai degšanas procesa atbalstam. Kritēriji dūņu sadedzināšanai dažāda veida iekārtās ir atkarīgi no kurināmā maisījuma un dažādu kurināmo siltumspējas. Iespējams sadedzināt fermentētas, atūdeņotas un izžāvētas dūņas. Dūņas var sadedzināt arī bez žāvēšanas un fermentācijas, taču tad parasti ir nepieciešams papildu kurināmais. Monosadedzināšanas gadījumā dūņu un atbalst kurināmā, piemēram, akmeņogļu, naftas vai dabasgāzes, proporcija ir atkarīga no sausnas un pelnu satura dūņās. Atkarībā no sadedzināmo dūņu sausnas satura ja tas ir 90 % un vairāk dūņām monosadedzināšanas procesā vajag ļoti maz palīgkurināmā vai tas vispār nav vajadzīgs. Tomēr šādā gadījumā palīgkurināmais un tā sadedzināšanas sistēma tiek turēta gatavībā, lai iekārtas palaides un reizēm arī parastās nepārtrauktās darbības laikā labāk pārvaldītu ienākošo dūņu sausnas satura svārstības. Līdzsadedzināšanas gadījumā parasti ir pieejams pietiekams daudzums ogļu, cieto sadzīves atkritumu vai citu cieto kurināmo, tādējādi papildu palīgkurināmais nav vajadzīgs. Dūņu, tāpat kā citu kurināmo, sausnas saturam un siltum spējai vajadzētu būt pēc iespējas augstākai. Tipiskā dūņu sausnas siltumspēja ir 3 5 MJ/kg DS, un tā galvenokārt ir atkarīga no pelnu satura. Protams, dūņu siltumspēja ir atkarīga arī no ūdens satura un no tā, vai dūņas ir vai nav fermentētas. Optimālais sausnas saturs ir atkarīgs no citu izmantojamo kurināmo siltumspējas: ja citu kurināmo vidējā siltumspēja ir ļoti augsta, iespējams sadedzināt atūdeņotas dūņas, kuru sausnas saturs ir no 20 līdz 30 %, t.i., bez dūņu termiskās žāvēšanas. Bottrop netālu no Esenes, Vācija, ir piemērs sadzīves dūņu līdzsadedzināšanai ar oglēm (Schmelz, 2011), un daudzās vietās celulozes un papīra rūpniecības notekūdeņu dūņas tiek līdzsadedzinātas ar koksnes atliekām. 74

77 DŪŅU SADEDZINĀŠANA 8.2. attēls. Sadedzināšanas iekārta Sanktpēterburgā. Fotoattēls: Lotta Ruokanen, HELCOM. Sadedzinot dūņas, ir ļoti svarīgi panākt kurtuvē pēc iespējas labāku turbulenci. Šim mērķim kurtuvē tiek padots papildu degšanai nepieciešamais gaiss, taču sakarā ar to, ka papildu gaiss patērē siltumu, nepieciešams optimizēt tā apjomu un pirms padošanas kurtuvē sasildīt to ar dūmgāzi. Šo sistēmu sauc par sadedzināšanas iekārtas siltumenerģijas reģenerācijas sistēmu. Jāatzīmē, ka, neraugoties uz to, ka cietos sadzīves atkritumus iespējams sadedzināt rotējošajās krāsnīs, šī prakse tiek plaši izmantota Vācijas un vairāku citu valstu cementa rūpniecībā dūņas nav piemērotas šim nolūkam, jo tās atšķirībā no citiem cietajiem kurināmajiem veido bumbiņas, kuras ripo pa krāsni un nav pilnīgi sadedzināmas. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Sadedzināšanas iekārtas jādarbina nepārtraukti visu diennakti, jo ikdienas vai iknedēļas izslēgšana rada pārmērīgas izmaksas. Darbs ar šo iekārtu un tās tehniskā apkope ir ievērojami sarežģītāka nekā darbs ar citām dūņu apstrādes iekārtām. Sakarā ar augsto darba temperatūru un augstspiediena tvertņu esamību pastāv speciāli šo iekārtu ekspluatācijas tehniskie noteikumi un darbam ar šīm iekārtām nepieciešama atbildīgā un licencētā apsaimniekotāja atļauja. Ar dūņu sadedzināšanu saistītās vides problēmas ir dūmgāzu emisijas un pelnu utilizēšana (skat nodaļu). Dūmgāzu emisijas gaisā var kontrolēt ar dūmgāzu attīrīšanas iekārtām, kuras novērš cieto daļiņu un gāzu, piemēram, sēra un slāpekļa oksīdu, emisijas LĪDZSADEDZINĀŠANA Dažādu cietā, šķidrā un gāzveida kurināmā maisījumu sadedzināšana tiek izmantota desmitiem gadu un ir uzskatāma par pārbaudītu tehnoloģiju. Sadzīves vai rūpniecības notekūdeņu dūņu sadedzināšana Vācijā un Somijā ir vairāk izplatīta, nekā citās Baltijas jūras reģiona valstīs. Vācijā dūņas galvenokārt tiek līdzsadedzinātas ar akmeņoglēm vai cietajiem sadzīves atkritumiem; šajos gadījumos pelni satur tik maz fosfora un tik daudz piemaisījumu, ka fosfora reciklēšana nav iespējama. Zviedrijā un Somijā liela daļa rūpniecības notekūdeņu dūņu tiek sadedzināta kopā ar koku mizām vai citiem koksnes materiāliem. Ja šajās iekārtās tiktu līdzsadedzinātas sadzīves notekūdeņu dūņas (pagaidām tas netiek darīts), pelni saturētu ievērojamu daudzumu fosfora un būtu piemēroti fosfora reģenerācijai. Līdzsadedzināšana ar citiem kurināmajiem vai atkritumiem bieži nodrošina apjomradītu ietaupījumu, jo sadedzināšanas iekārtas nominālajai jaudai vaja dzētu būt vismaz tds/gadā un optimālais līdz sadedzināšanas apjoms ar visiem izmantotajiem kuri nāmajiem būtu tds/gadā. Sakarā ar augsto dažādu kurināmo maisījumu vidējo siltumspēju, kā arī ar to, ka iespējams ražot gan siltumenerģiju (ko var izmantot procesa norisei vai centrālapkures sistēmām), gan arī elektroenerģiju, kopējā šo līdzsadedzinā šanas iekārtu energoatdeve ir %. Dūņu daļa līdzsadedzināmajā kurināmajā parasti ir 5 15 %, ārdu kurtuvēs dūņām jāsastāda mazāk par 20 % no kurināmā maisījuma masas. Investīciju izmaksas līdzsadedzināšanas iekārtām atkarībā no jaudas parasti ir no 60 miljoniem līdz 100 miljoniem eiro. Papildu investīciju izmaksas sakarā ar dūņu sadedzināšanu ir apmēram no 3 miljoniem līdz 5 miljoniem eiro. Līdzsadedzināšanas iekārtas parasti pieder ārējam ar akmeņoglēm apkurināmu tvaika katlu vai atkritumu sadedzināšanas iekārtu apsaimniekotājam, un tās apsaimnieko šis ārējais uzņēmējs, nevis notekūdeņu attīrīšanas iekārta. 75

78 DŪŅU SADEDZINĀŠANA MONOSADEDZINĀŠANA Monosadedzināšana parasti paredzēta vienkāršai dūņu utilizēšanai bez enerģijas reģenerācijas, jo dūņu tīrā siltumspēja nerada enerģijas pārpalikumu. Ja dūņas tiek fermentētas, to siltumspēja ir vēl zemāka. Tipiskā dūņu sausnas siltumspēja ir apmēram 3 MJ/kg DS. Tādējādi monosadedzināšanas iekārta parasti sastāv no kurināmā saņemšanas, samaisīšanas un padeves sistēmām, kurtuves ar degļiem un palaidei nepieciešamā kurināmā, piemēram, naftas produktiem, dabasgāzes vai akmeņoglēm, vai biogāzēm no bioreaktora. Vienkāršas monosadedzināšanas iekārtas investīciju izmaksas ir zemākas par līdzsadedzināšanas iekārtu izmak sām, taču ekspluatācijas izmaksas sakarā ar palīgkurināmā nepieciešamību un negūtajiem ienāku miem no siltumenerģijas un elektroenerģijas pārdošanas ir daudz augstākas. Baltijas jūras reģionā monosadedzināšanas iekārtu skaits un kopējā jauda ir daudz mazāka par līdzsadedzināšanas iekārtu skaitu un kopējo jaudu. Monosadedzināšana ir vairāk piemērota fosfora reģenerācijai, jo pelni satur vairāk fosfora un mazāk piemaisījumu nekā līdz sadedzināšanas iekārtu pelni. Pelnos palikušo smago metālu un citu inerto piemaisījumu apjoms ir atkarīgs no to apjoma dūņās. Monosadedzināšanas iekārtu investīciju izmaksas atkarībā no jaudas parasti ir no 20 miljoniem līdz 40 miljoniem eiro. Monosadedzināšanas iekārtas īpašnieks un apsaimniekotājs var būt vai nu ārējais atkritumu sadedzināšanas iekārtu apsaimniekotājs, vai arī liela notek ūdeņu attīrīšanas iekārta (vai vairāku vidēju notekūdeņu attīrīšanas iekārtu apvienība). 8.3 DŪŅU SADEDZINĀŠANAS TEHNOLOĢIJAS Līdzsadedzināšanas iekārtās var izmantot gan ārdu, gan verdošā slāņa tehnoloģiju. Praksē verdošā slāņa tehnoloģija ir vienīgā piemērotā monosadedzināšanas tehnoloģija SADEDZINĀŠANA ĀRDU KURTUVĒ Darbības principi Notekūdeņu dūņas parasti tiek uzskatītas par atkritumiem. Vairums iekārtu, kas iegūst enerģiju no atkritumu sadedzināšanas, izmanto sadedzināšanu ārdu kurtuvēs. Tirgū atkarībā no ražotāja tiek piedāvātas dažādu veidu ārdu kurtuves, kas atšķiras ar veidu, kādā kurināmais tiek padots kurtuvē. Kurināmais tiek padots vai nu ar mehāniskām, vai arī ar hidrauliskām ierīcēm. Dažādu ražotāju iekārtām primārā un sekundārā gaisa padeve iekārtai un dažādām degšanas zonām var būt nedaudz atšķirīga. Degšanas temperatūra kurtuvē pakāpeniski palielinās līdz maksimālajai vērtībai C. Atkarībā no uzbūves ārdi tiek dzesēti ar primāro gaisu vai ūdeni. Sīkāku informāciju var iegūt no ražotājiem. Īpatnējais patēriņš un darbaspēks Uzstādītā jauda, kas nepieciešama gan primārā, gan sekundārā gaisa padeves ventilatoram, kā arī dūmgāzu sistēmai, ir kw. Šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir ievērojams (apmēram kwh/t DS), turklāt iekārta ir jādarbina nepārtraukti. Dūņu sadedzināšanai nav nepieciešamas ķimikālijas. Šīs iekārtas apkalpošanai 8.3. attēls. Sadedzināšanas iekārta Ščecinā, Polija. Fotoattēls: ZWiK Szczecin. 76

79 DŪŅU SADEDZINĀŠANA nepieciešami 4 5 papildu darbinieki, kā arī papildu prasmes un īpaša kvalifikācija darbam ar termiskajiem procesiem, augstspiediena tvertnēm un tehniskajai apkopei sprādzienbīstamās zonās, kas pārsniedz parastās prasmes, kuras nepieciešamas darbam ar citām notekūdeņu dūņu apstrādes iekārtām. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Dūņu un cieto sadzīves atkritumu līdzsadedzināšana ārdu kurtuvē, centrālajā Eiropā ir plaši izplatīta un pārbaudīta tehnoloģija. Baltijas jūras reģionā šī tehnoloģija netiek plaši izmantota, izņemot Vāciju, kur līdzsadedzināšana ar akmeņoglēm tiek izmantota, piemēram, Bīlefeldā, Brēmenē Fargē, Duisburgā un Veltheimā SADEDZINĀŠANA VERDOŠĀ SLĀŅA KURTUVĒ Darbības principi Verdošā slāņa kurtuvi var izmantot tikai dūņu sadedzināšanai (monosadedzināšanai) vai arī gadījumos, kad % kurināmā sastāda dūņas, bet pārējais kurināmais ir cits, parasti cietais kurināmais (līdzsadedzināšana). Verdošā slāņa sadedzināšana notiek kurtuvē, kas sastāv no sprauslu režģa grīdas, ar ugunsdrošiem ķieģeļiem apšūtas kurtuves un verdošā smilšu slāņa. Kurināmais vai nu ar mehāniskām, vai arī ar hidrauliskām ierīcēm tiek padots kurtuvē virs verdošā slāņa. Smilšu plūsma tiek nodrošināta ar primāro gaisu, kas tiek iepūsts pa sprauslu režģi. Smiltis veido vienu metru biezu verdošu slāni kurtuves dibenā. Kurināmā žāvēšana, iztvaicēšana, aizdedzināšana un degšana notiek verdošajā slānī. Temperatūra brīvajā telpā virs verdošā slāņa (brīvtelpā) parasti ir no 850 līdz 950 C. Virs verdošā slāņa atrodas brīvtelpa, kas nodrošina gāzu paturēšanu degšanas zonā. Pašā verdošajā slānī temperatūra ir zemāka apmēram 650 C vai augstāka. Degšanas sadali pa posmiem nodrošina sekundārais gaiss, kura padevi realizē divos līmeņos. Atlikušās ogles un lielākas kurināmā daļiņas sadeg smilšu slānī. Mašīntelpa Katlumāja Dūmgāzes izvadīšana Pelnu savākšana 8.4. attēls. Shēma: verdošā slāņa kurtuve Hamburgā, Vācija. Attēls: VERA Klärschlammverbrennung GmbH. 77

80 DŪŅU SADEDZINĀŠANA Iekārtai nepieciešama pastāvīga jaunu smilšu padeve, jo verdošā slāņa kurtuvē galvenā sadegšana notiek verdošajā smilšu slānī un degšanas laikā daļa smilšu tiek aiz vadīta apakšējā pelnu savākšanas tvertnē, bet daļu aiznes sev līdzi dūmgāzes. Parasti tiek ierīkots smilšu bunkurs ar padeves sistēmu. Ja nepieciešams, daļu smilšu iespējams reciklēt, pelnu savākšanas tvertnes dibenā uzstādot reciklēšanas sistēmu. Sīkāku informāciju var iegūt no ražotājiem. Izmaksas Atkarībā no iekārtas jaudas un enerģijas reģenerācijas veida un no citiem faktoriem investīciju izmaksas ir robežās no 20 miljoniem līdz 40 miljoniem eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Primārā un sekundārā gaisa ventilatoriem, verdošā slāņa plūstamības sistēmai un dūmgāzu sistēmai nepiecie šamā uzstādītā jauda ir kw. Šīs iekārtas elektro enerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir ievērojams (apmēram kwh/t DS), turklāt iekārta ir jādarbina nepārtraukti. Dūņu sadedzināšanai nav nepieciešamas ķimikālijas. Šīs iekārtas apkalpošanai nepieciešami 4 5 papildu darbinieki, kā arī papildu prasmes un īpaša kvalifikācija darbam ar termiskajiem procesiem, augstspiediena tvertnēm un tehniskajai apkopei sprādzienbīstamās zonās, kas pārsniedz parastās prasmes, kuras nepieciešamas darbam ar citām notekūdeņu dūņu apstrādes iekārtām. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Baltijas jūras reģionā dūņu un cieto atkritumu sadedzināšana verdošā slāņa kurtuvē ir plaši pazīstama un pārbaudīta tehnoloģija, ko izmanto notekūdeņu dūņu apstrādes iekārtās. To dūņu monosadedzināšanai izmanto dažas lielas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas, piemēram, Kopenhāgenā, Dānija, Sanktpēterburgā, Krievija, un Polijā (piemēram, Krakovā, Gdaņskā, Lodzā, Pomorzany un Ščecinā). Ārpus Baltijas jūras reģiona šo tehnoloģiju izmanto AK, Nīderlandē, Šveicē, Austrijā, Francijā un Itālijā. 8.4 GALVENO SADEDZINĀŠANAS METOŽU KOPSAVILKUMS 8.1. tabula. Sadedzināšana ārdu kurtuvēs un sadedzināšana verdošā slāņa kurtuvēs. Tehnoloģija Īpašības Piemērotība Piezīmes Sadedzināšana ārdu kurtuvēs Sadedzināšana verdošā slāņa kurtuvēs Degšana notiek C temperatūrā kurtuvē, kas sastāv no ārdu grīdas un ar ugunsizturīgiem ķieģeļiem apšūtas kurtuves Degšana notiek C temperatūrā kurtuvē, kas sastāv no fluidizācijas sprauslu grīdas, ar ugunsizturīgiem ķieģeļiem apšūtas kurtuves un smilšu slāņa Nav piemērota dūņu monosadedzināšanai. Piemērota dūņu līdzsadedzināšanai, kur dūņas sastāda < 20 % kurināmā. Piemērota gan dūņu monosadedzināšanai, gan arī līdzsadedzināšanai. Investīciju izmaksas no 60 miljoniem līdz 100 miljoniem eiro. Uzstādītā jauda: kw. Nepieciešami 4 vai 5 papildu darbinieki ar speciālu kvalifikāciju, šo iekārtu parasti neapkalpo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas personāls. Investīciju izmaksas no 20 miljoniem līdz 40 miljoniem eiro. Uzstādītā jauda: kw. Nepieciešami 4 vai 5 papildu darbinieki ar speciālu kvalifikāciju, monosadedzināšanas iekārtu var apkalpot notekūdeņu attīrīšanas iekārtas personāls. 78

81 9. NOTEKŪDEŅU DŪŅU UN SADEDZINĀŠANAS REZULTĀTĀ IEGŪTO PELNU UTILIZĒŠANA Fotoattēls: Shutterstock/Hywit Dimyadi.

82 DŪŅU UTILIZĒŠANA 9.1 IEVADS Pagātnē notekūdeņu dūņas tika apglabātas poligonos, glabājās milzīgos dūņu dīķos, tās žāvēja saulē (sausa klimata teritorijās) vai izmeta jūrās un okeānos. Nesenā pagātnē ir izstrādātas atūdeņoto dūņu un to pelnu izmantošanas iespējas. Mūsdienīgas dūņu vai pelnu utilizēšanas metodes parasti paredz izmantot kompostētas vai fermentētas dūņas lauksaimniecībā kā mēslošanas līdzekli vai teritoriju labiekārtošanā, vai atkal izmantot fosforu un/vai slāpekli lauksaimniecībā kā papildu mēslošanas līdzekli. Eiropas un Baltijas jūras reģiona valstīs tiek piemērotas dažādas dūņu utilizēšanas stratēģijas. Nīderlandē, Beļģijā un Šveicē notekūdeņu dūņu izmantošana lauksaimniecībā ir aizliegta vai tai noteikti ierobežojumi, tāpēc dūņas tiek sadedzinātas. Somijā, Igaunijā un Norvēģijā kompostētas dūņas izmanto, piemēram, zaļajās zonās, Islandē, Maltā un Grieķijā visas dūņas tiek apglabātas poligonos. Krievijā un Baltkrievijā parasti dūņas tiek glabātas bedrēs vai dīķos. Notekūdeņu dūņās ir augsta barības elementu, piemēram, fosfora, slāpekļa un oglekļa, kā arī piesārņotāju, piemēram, smago metālu (piemēram, kadmija, dzīv sudraba) un organisko piesārņotāju (piemēram, polihlorēto bifenilu (PCB)), koncentrācija. Elementu koncen trācija notekūdeņu dūņas vienmēr ir atkarīga no māj saimniecībām un rūpniecības uzņēmumiem terito rijā, no kuras notekūdeņu attīrīšanas iekārta savāc notek ūdeņus. Lielu vara un cinka koncentrāciju bieži rada mājsaimniecības, bet kadmija, hroma, dzīvsudraba un svina koncentrāciju rada galvenokārt rūpniecības uzņēmumi. Zema kaitīgo vielu koncentrācija nozīmē, ka dūņas teorētiski var izmantot lauksaimniecībā. To, kādas metodes tiek lietotas praksē, parasti nosaka konkrētas valsts normatīvie akti un politikas mērķi. Ņemot vērā lielu organisko vielu saturu dūņās (ar vai bez fermentācijas) ir iespējams sadedzināt žāvētas dūņas kādā sadedzināšanas iekārtā un tādējādi samazināt to apjomu. Tāpat ir iespējams ražot enerģijas pārpalikumu un izmantot dūņas elektronerģijas vai siltuma enerģijas ieguvei (skat. 7. un 8. nodaļu). Pēc sadedzināšanas jāatrisina pelnu utilizācijas jautājums. Daudzās valstīs dūņu apglabāšana poligonos samazinās, un dažās valstīs tā ir aizliegta (skat. 12. nodaļu). Apglabāšana poligonā nozīmē zaudēt dūņas kā poten ciālu barības elementu vai enerģijas avotu attēls. Komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtu notekūdeņu dūņu utilizēšana pa apstrādes veidiem, 2009* (% no kopējās masas). Avots: Eurostat Kipra Spānija Īrija Lielbritānija Bulgārija Luksemburga Francija Latvija Lietuva Čehija Vācija Itālija Ungārija Polija Austrija Beļģija Somija Zviedrija Igaunija Rumānija Slovākija Slovēnija Nīderlande Malta Grieķija Norvēģija Šveice Islande Dati nav pieejami Citi Sadedzināšana Apglabāšana poligonā Komposts un citi lietojumi Lauksaimniecība * Beļģija, Vācija, Luksemburga, Nīderlande un Austrija, 2008; Čehijas Republika, Īrija, Latvija un Slovākija, 2007; Grieķija un Šveice, 2006; Itālija, Kipra un Apvienotā Karaliste, 2005; Francija un Ungārija, 2004; Islande, 2003; Zviedrija, 2002; Somija, 2000; Dānija un Portugāle, dati nav pieejami. 80

83 DŪŅU UTILIZĒŠANA 9.2 NOTEKŪDEŅU DŪŅU IZMANTOŠANA LAUKSAIMNIECĪBĀ Baltijas jūras reģionā sadzīves notekūdeņu dūņas tiek izmantotas lauksaimniecībā jau vismaz 40 gadus. Dažādās Eiropas un Baltijas jūras reģiona valstīs pastāv dažāda attieksme pret dūņu izmantošanu lauksaimniecībā. Arī vienas valsts, piemēram, Vācijas, robežās atšķirības var būt ievērojamas: Vācijas ziemeļdaļā lauksaimniecībā tiek izmantoti vairāk nekā 60%, bet dienvidu daļā mazāk par 20% dūņu. Skeptisku lauksaimnieku, politiķu un sabiedrības attieksmi pret dūņu izmantošanu lauksaimniecībā nosaka iespējamais piesārņojums un sanitāri higiēniskie apsvērumi. Tuvākajā nākotnē tiek sagaidītas jaunas fosfora reģenerācijas tehnoloģijas, kas ļaus reciklēt barības elementus no dūņām un izmantot tos lauksaimniecībā. Pagājušā gadsimta piecdesmitajos un sešdesmitajos gados nepastāvēja tik stingri noteikumi par dūņu izmantošanu lauksaimniecībā. Gadu gaitā zināšanas par iespējamo negatīvo notekūdeņu dūņu ietekmi uz lauk saimniecību ir paplašinājušās dūņās atrodas smagie metāli un organiskie piesārņotāji. Laboratoriju analīžu metodes ir pilnveidotas, ir atklātas jaunas vielas, un ir sagaidāmi jauni vai stingrāki ierobežojumi. Pēdējo 20 gadu laikā daudzās valstīs smago metālu kon centrācija notekūdeņu dūņās ir samazinājusies, piemēram, AK samazinājums ir no 59 % līdz 85 % (Palfrey, 2011), bet Vācijā no 20% līdz vairāk nekā 90 % (Bergs, 2010). Ir samazinājušies kritiskie parametri (dzīv sudraba, kadmija, svina un hroma koncentrācija). Šo kon centrāciju klāsts ES ir liels, un dati neaptver visu Baltijas jūras reģionu (9.1. tabula). Visās Baltijas jūras reģiona valstīs ir noteiktas obligātās smago metālu koncentrāciju robežvērtības (12. nodaļa). Smago metālu un barības elementu koncentrācija ir atkarīga no notekūdeņu attīrīšanas procesa. Laba apstrāde palielina piesārņojumu, kā arī barības elementu saturu dūņās. Arī rūpnieciski izgatavotie mēslošanas līdzekļi atkarībā no to izcelsmes satur piesārņojumu. Dažiem minerālmēslojumiem ir raksturīgs augsts kadmija un urāna saturs. Dažu valstu tiesību akti pieļauj augstāku kadmija slodzi, ja fosfora koncentrācija ir pietiekami augsta (Vācija, Bergs, 2008). Notekūdeņu dūņām nav raksturīga augsta kadmija un urāna koncentrācija. Lai izmantotu dūņas lauksaimniecībā, nekaitējot videi, dūņām nepieciešama pietiekama priekšapstrāde. Pastāv iespēja izmantot šķidras dūņas lauksaimniecībā bez to atūdeņošanas Vācijā tas tiek praktizēts, taču jākontrolē dūņu apjoms, lai aizsargātu gruntsūdeņus attēls. Dūņu izmantošana mežu kultivācijā Latvijā. Fotoattēls: SIA Rīgas ūdens. Ieteicams izmantot atūdeņotas vai izžāvētas dūņas. Žāvēšana saulē vai niedru laukos ir piemērota mazām un vidējām iekārtām kā priekšapstrāde pirms izmantošanas lauksaimniecībā. Ziemeļu reģionos klimats ir pārāk auksts, lai izmantotu dūņu žāvēšanu saulē (skat. 7. nodaļu). Parasti mēslošana ar notekūdeņu dūņām ir atļauta tikai konkrētā gadalaikā un dūņas ir obligāti jāiestrādā augsnē. Apstrādes metodes, piemēram, kompostēšana vai ķīmiskā stabilizācija ar kaļķiem, lai iznīcinātu patogēnās bak tērijas, parasti tiek ieteikta, taču netiek pieprasīta. Dūņu izmantošanas noteikumi sīkāk apraks tīti 12. nodaļā tabula. Koncentrācija notekūdeņu dūņās (mg/kg sausnas (DS)) (Palfrey, 2011). Cd Cu Ni Zn Pb Hg Cr ES dūņās vidēji (2006) Amplitūda ES dūņās

84 DŪŅU UTILIZĒŠANA Papildus smagajiem metāliem un patogēniem, dūņu izmantošanu lauksaimniecībā var ierobežot arī organisko savienojumu, piemēram, poliaromātisko ogļūdeņražu (PAO), adsorbējamo organisko halo genīdu (AOX) un polihlorēto bifenilu (PCB) klātbūtne. Pēdējos gados radušās jaunas problēmas saistībā ar organisko mikropiesārņojumu, piemēram, hormonu, citu zāļu atliekām, mūsdienu apģērbu ugunsdrošības pārklājuma lī dzekļu savienojumiem u.c. Vācijā tiek apsvērta nepieciešamība noteikt maksimālo pieļaujamo polimēru atlieku koncentrāciju. Organisko mikropiesārņojumu jautājums Baltijas jūras reģionā pašlaik ir atklāts, un notek ūdeņu attīrīšanas iekārtu apsaimniekotājiem un reg lamentējošajām iestādēm jāturpina diskusija. Rūpnieciski izgatavoto mēslošanas līdzekļu cenas lauksaimniekiem salīdzinājumā ar notekūdeņu dūņu cenām ir atkarīgas no konkurences situācijas konkrētā valstī, kā arī no iespējamajām subsīdijām rūpnieciski izgatavotajiem mēslošanas līdzekļiem, kas pastāv, piemēram, Krievijā. Kopumā pēdējo 3 5 gadu laikā vidējais mēslošanas līdzekļu cenu līmenis ir pieaudzis.. Interese par mēslošanas līdzekļu ražošanu no dūņām pieaug, vismaz ārpus Baltijas jūras reģiona, piemēram, Norvēģijā un Nīderlandē tie tiek ražoti, vai nu žāvējot un granulējot dūņas, vai arī tās sadedzinot un izmantojot pelnus kā mēslošanas līdzekļu ražošanas izejvielu (skat un 12. nodaļu). Dūņu izmantošana lauksaimniecībā varētu samazināties, kad būs pieejamas jaunās fosfora reģenerācijas tehnoloģijas (skat. 11. nodaļu). Pašlaik fosfora reģenerācija no dūņām vēl nav ekonomiski izdevīga. 9.3 NOTEKŪDEŅU DŪŅU APGLABĀŠANA ATKRITUMU POLIGONOS Eiropas Savienībā līdz šim tika plaši piemērota lauksaimniecībā vai teritoriju apzaļumošanā neizmantojamu dūņu apglabāšana atkritumu poligonos. Arī atkritumu poligoniem ir vajadzīga teritorijas labiekārtošana, kad konkrēta poligona augstums sasniedz noteikto robežu, un dūņas ir šim nolūkam piemērots materiāls. Vienīgā kvalitātes prasība dūņu izmantošanai poligonu teritorijas labiekārtošanā ir noteikums, ka dūņas nedrīkst būt šķidras, kas atbilst vispārējiem ierobežojumiem attiecībā uz šķidro atkritumu apglabāšanu poligonos. Nesenie ierobežojumi vai aizliegumi apglabāt poligonos biosabrūkošus materiālus ilgtermiņā ierobežos iespēju apglabāt dūņas poligonos un izmantot dūņas kā teritoriju labiekārtošanas materiālu. Šis ierobežojums ne pastāv ārpus ES valstīm. Šie ierobežojumi palielinās nepie ciešamību un spiedienu atrast lietderīgu dūņu izmantojumu lauksaimniecībā, parku, ceļu un dzelzceļu ainavu ierīkošanā utt., kā arī iespējas sadedzināt dūņas un apstrādāt pelnus attēls. Dūņu pelnu sadedzināšana Sanktpēterburgā, Krievija, un sadedzināšanas produkts. Fotoattēls: Lotta Ruokanen, HELCOM. 82

85 DŪŅU UTILIZĒŠANA 9.4 NOTEKŪDEŅU DŪŅU MONOSADEDZINĀŠANAS REZULTĀTĀ IEGŪTO PELNU UTILIZĒŠANA Notekūdeņu dūņu pelni tiek iegūti dūņu sadedzināšanas rezultātā (skat. 8. nodaļu). Tālākai apstrādei un pārstrādei var izmantot tikai dūņu monosadedzināšanas rezultātā iegūtos pelnus un to maisījumus ar citiem pelniem ar augstu fosfora un citu barības elementu koncentrāciju. Līdzsadedzināšanas rezultātā iegū tajiem pelniem ir ļoti zema fosfora koncentrācija un iespējams pārāk augsts piesārņojuma līmenis, ja dūņas, piemēram, ir sadedzinātas kopā ar sadzīves atkritumiem, tāpēc šādi pelni parasti tiek apglabāti atkritumu poligonos. Cementa rūpnīcā sadedzinātu dūņu pelni nav jāutilizē, jo tie tiek sasaistīti ar cementu. Atkarībā no organisko vielu satura dūņās pēc sade dzināšanas barības elementu koncentrācija ir apmēram divas reizes augstāka nekā pirms sadedzināšanas. Aplēstais monosadedzinātu dūņu fosfora saturs ir robežās no 8 % līdz 20 %. Organiskie mikropiesārņotāji sadegot tiek iznīcināti, bet dzīvsudrabs tiek atdalīts dūm gāzes attīrīšanas iekārtā. Diemžēl visu pārējo smago metālu koncentrācija sadedzināšanas rezultātā palielinās, kas neļauj izmantot pelnus kā tiešo mēslošanas līdzekli. Pēc sadedzināšanas fosfors ir ķīmiski saistīts ar pelniem un tā biopieejamība ir zema. Notekūdeņu dūņu pelnu apstrādes iespējas un iespējas izmantot tos lauksaimniecībā ir aprakstītas 11. nodaļā. Pirms ies pējamās turpmākās apstrādes, kuras rezultātā pieaugs fosfora biopieejamība, notekūdeņu dūņu pelnus varētu apglabāt un uzglabāt vēlākai apstrādei monopoligonos". Pelnu izmantošana ir aktuāla pētniecības joma un viena no galvenajām lietderīgas dūņu izmantošanas problēmām, kas jāatrisina nākamajos gados gadā Baltijas jūras reģionā ir ieviesti daudzi noteikumi, kas ierobežo dūņu pelnu izmantošanu lauksaimniecībā (skat. 12. nodaļu). Dūņas tiek klasificētas kā atkritumi, un atkritumu pelni galvenokārt tiek klasificēti kā bīstamie atkritumi, dūņu pelnu atkārtotai izmantošanai vai materiālu reciklēšanai no dūņu pelniem nepieciešama īpaša atļauja. Vairumā Baltijas jūras reģiona valstu tā ir dominējošā interpretācija galvenais šķērslis monosadedzināšanas rezultātā radušos pelnu izmantošanai lauksaimniecībā. Tomēr Vācijā (Nīderlandē, ārpus Baltijas jūras reģiona) pēdējā laikā ir bijuši sākotnēji mēģinājumi risināt šo problēmu un veicināt būtisku fosfora reciklēšanu no pelniem, kas radušies monosadedzināšanas rezultātā. Iespējams, ka tiks ierobežota un/vai tiks noteiktas īpašas prasības monosadedzināšanas rezultātā radušos pelnu ap glabāšanai poligonos (vai speciālas īpašās glabāšanas zonās turpmākai atkārtotai lietošanai), dūņu pelni tiek uzskatīti par salīdzināmiem ar atkritumu pelniem. 9.5 UTILIZĒŠANAS METOŽU KOPSAVILKUMS Pastāv vairākas dūņu utilizēšanas metodes, dažādās Baltijas jūras reģiona valstīs tiek īstenotas dažādas dūņu utilizēšanas stratēģijas. Dūņu izmantošana lauksaimniecībā vai sadedzināšana un pelnu utilizēšana sniedz iespēju izmantot dūņas kā materiālu vai enerģijas resursu, šīs metodes reģionā ir diezgan izplatītas. Dažās reģiona valstīs kompostētas vai kādā citā veidā dezinficētas dūņas tiek izmantotas zaļajās zonās, piemēram, parkos. Dūņu barības elementu pieejamība atkarīga no izmantotās notekūdeņu attīrīšanas metodes. Dūņās esošais piesārņojums ierobežo to izmantošanu lauksaimniecības vajadzībām: lai gan smago metālu koncentrācija daudzās valstīs ir samazināta, ir radušās dažas jaunas problēmas. Monosadedzinātu dūņu pelnos ir daudz fosfora un neliels piesārņojums, tāpēc tās iespējams izmantot lauksaimniecībā. Pelnu barības elementu biopieejamība ir zema, nepieciešamas papildu apstrādes metodes, kas vēl tikai tiek izstrādātas. Dažās reģiona daļās vēl joprojām izmanto dūņu bedres un dīķus. Tas nav ilgtspējīgs dūņu apsaimniekošanas veids, jo tiek zaudēta iespēja izmantot tās kā materiālu, kā arī potenciālu barības elementu un enerģijas avotu, turklāt dūņu noplūde no šīm uzglabāšanas vietām ir poten ciāls ūdens vides apdraudējums. Dūņu apglabāšana ES poligonos turpmākajos gados samazināsies sakarā ar jaunajiem noteikumiem un pieaugošu interesi par barības elementu reciklēšanu no dūņām. 83

86 10. ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE Fotoattēls: Lotta Ruokanen, HELCOM.

87 ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE 10.1 IEVADS Iekšējais atdalītais ūdens, ko rada anaerobā fermentācija, anaerobā bioreaktora pārplūdes, dūņu atūdeņošana vai termiskās žāvēšanas kondensāts, satur ievērojamu slāpekļa, fosfora un suspendēto vielu koncentrāciju, tāpēc daudzās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās tiek pētītas un ieviestas vairākas atdalītā ūdens apstrādes metodes. Arī filtrētais šķidrums no fermentēto dūņu pēcapstrādes (kompostēšana) un uzglabāšanas vietām tiek klasificēts kā atdalītais ūdens. Ārējais atdalītais ūdens tiek saņemts, piemēram, no reģionālajām atkritumu vai dūņu apstrādes iekārtām. Atdalītais ūdens pēc fermentācijas parasti ir ļoti koncentrēts: mikrobioloģiskā procesa rezultātā rodas augsta amonjaka koncentrācija. Turklāt ūdenī izšķīst fosfors, jo īpaši tad, ja tiek veikta bioloģiskā fosfora atdalīšana. Raksturīgās atdalītā ūdens kvalitātes īpašības ir augsta amonija slāpekļa un suspendēto vielu koncentrācija un augsta sārmainība. Ķīmiskā skābekļa patēriņa (COD) koncentrācija ir augsta, taču atdalītais ūdens nesatur daudz viegli noārdāmu organisko vielu (BOD). Fosfors ir adsorbēts suspendēto cietvielu frakcijā. Turklāt suspendēto cietvielu nostādināšanas īpašības ir sliktas. Lielākās atdalītā ūdens attīrīšanas metožu daļas mērķis ir samazināt tā slāpekļa saturu, jo notekūdeņu attīrīšanas process ir jutīgs pret lielām slāpekļa slodzēm, it īpaši, ja tas netiek padots nepārtraukti. Nepārtraukta padeve ir atkarīga no atūdeņošanas metodes un darba maiņās. Ja atdalītais ūdens tiek izvadīts nepārtraukti un pastāv ekspluatācijas problēmas vai slāpekļa atdalīšana ir Noderīga informācija: ja tiek izmantota flokulācija ar kaļķi, atsevišķa at dalītā ūdens apstrāde nav ieteicama sakarā ar kalcija karbonāta uzkrāšanos. nepietiekama, ieteicama atsevišķa atdalītā ūdens apstrāde. Ja tiek izmantota kameru filtrprese vai iekārta nestrādā visu diennakti, parasti visas problēmas var atrisināt ar bufertvertni. Atdalītā ūdens daudzumu var samazināt vai nu ar ķīmiskajām un mehāniskajām, vai arī ar bioloģiskajām apstrādes metodēm. Atdalītā ūdens daudzumu var noteikt, ja tiek mērīta padodamo dūņu kvalitāte un apjoms un fermentācijas process ir stabils. Atdalītā ūdens kvalitāti būtiski ietekmē dūņu atūdeņošanas kvalitāte un izmantoto dūņu tips ATDALĪTĀ ŪDENS FIZIKĀLĀS/ĶĪMISKĀS APSTRĀDES PROCESS Pastāv vairākas atdalītā ūdens fizikālās vai ķīmiskās apstrādes metodes. Vairums apstrādes procesu paredzēti slāpekļa atdalī šanai, piemēram, ceolīta izmantošana vai amon jaka izdalīšana. Darbības principi un rezultāti Visbiežāk izmantotais slāpekļa atdalīšanas ķīmiskās apstrādes process ir amonjaka izdalīšana. Amonjaku var atdalīt no ūdens ar amonija slāpekļa (NH 4+ -N) un amonjaka (NH 3 ) līdzsvara reakciju. Amonjaka izdalīšanai tiek izmantota šāda līdzsvara reakcija: NH 4 + (aq) + OH-(aq) > H 2 O + NH 3 (gāze), kur (aq) ir šķīdums ūdenī. Izdalīšana notiek, paaugstinoties ph vērtībai. Jo augstāks ph, jo vairāk NH 4 -N pāriet amonjaka formā. Augsta ph (> 10) gadījumā gandrīz viss amonija slāpeklis ir NH 3 formā (10.1 attēls). %NH % + 4 Percent NH NH + 4 NH 3 pk = ph attēls. Amonjaka (NH 3 ) amonija slāpekļa (NH 4+ ) līdzsvara diagramma atkarībā no ph vērtības Percent % NH 3 NH 3 % 85

88 ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE Cirkulējošais gaiss Siltumapmaiņa NaOH Skalošanas ķimikālija (HCl) Cirkulējošais ūdens Siltumapmaiņa Atdalītais ūdens pirms aerācijas NH 3 - gaiss Amonija sāls produkts attēls. Amonjaka izdalīšanas procesa shēma. Lai izdalītu amonjaku, tiek paaugstināts atdalītā ūdens ph un uz noteiktu laiku tiek paaugstināta temperatūra, jo arī tas veicina pāreju uz amonjaka līdzsvara pusi. Pēc tam atdalītais ūdens tiek izvadīts caur aerācijas kolonnu, kur gāzveida amonjaks pāriet gaistošajā gāzveida fāzē. Gāze plūst cauri skruberim, kur amonjaks pāriet šķidrajā fāzē; ja tiek izmantota kāda skābe, veidojas amonija sāls (10.2. attēls). Amonija sāli vai koncentrēto šķīdumu var pār dot kā mēslošanas līdzekli. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Šī iekārta jādarbina nepārtrauktā režīmā. Ja atūdeņošanas iekārta darbojas periodiski, plūsmas svārstību līdzsvarošanai ir nepieciešams buferreaktors. Darbam ar atdalītā ūdens apstrādāšanas iekārtām ir nepieciešamas dziļākas zināšanas par ķīmisko procesu norisi nekā darbam ar dūņu apstrādes iekārtām. Amonjaka izplūde var izraisīt vides un arodveselības un darba drošības problēmas. Kolonnu piesērēšana rada drošības problēmas, jo tās ir jātīra manuāli. Izmaksas Izdalīšanas procesa iekārtas investīciju izmaksas atkarībā no jaudas ir no 2 miljoniem līdz 4 miljoniem eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Ķimikāliju izmaksas ir ļoti augstas, un tās ir atkarīgas no ūdens buferspējas, vielu koncentrācijas atdalītajā ūdenī un paredzētā galaprodukta attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Hansenn. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Ir dažas norādes uz slāpekļa izdalīšanas procesa izmantošanu Somijas Biovakka Oy dūņu un bioatkritumu biogāzes ražotnēs Topinojā, Turku un Vehmā. Topinojas iekārta apstrādā tikai sadzīves dūņas, ko piegādā Turku notekūdeņu attīrīšanas iekārta, bet Vehmā tiek apstrādātas lielu lauksaimniecības uzņēmumu sadzīves dūņas ar kūtsmēsliem. Amonjaka izdalīšanas process galvenokārt tiek izmantots rūpniecībā procesiem ar ļoti augstu slāpekļa slodzi. Notekūdeņu attīrīšanai to izmanto reti. 86

89 ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE 10.3 ATDALĪTĀ ŪDENS BIOLOĢISKĀS APSTRĀDES PROCESI Kopumā bioloģiskās atdalītā ūdens apstrādes metodes līdzinās slāpekļa atdalīšanas metodēm. Visbiežāk tiek izmantots tradicionālais denitrifikācijas un nitrifikācijas process (DN process), kuru stimulē ar ārēju oglekļa avotu, lai panāktu pilnīgāku denitrifikāciju. Oglekļa avots ir nepieciešams, lai nodrošinātu vēlamo slāpekļa un oglekļa attiecību. Praksē ar šo metodi nav iegūstami apmierinoši rezultāti, tāpēc ir izstrādātas alternatīvas metodes, kas vēl nav praksē apstiprinātas DENITRĀCIJAS UN NITRĀCIJAS PROCESS No denitrifikācijas un nitrifikācija procesa ir izstrādāts nitrācijas un denitrācijas process. Amonjaks oksidējas par nitrītu un tad reducējas par molekulāro slāpekli. Salīdzinājumā ar tradicionālo slāpekļa atdalīšanas procesu kopējais enerģijas patēriņš ir zemāks (ietaupījums līdz 40 %), un salīdzinājumā ar tradicionālajiem slāpekļa atdalīšanas procesiem ir nepieciešami tikai 60 % no oglekļa avota. Tas ir iespējams tāpēc, ka nitrīta veidošanās ir atdalīta no nitrifikācijas. Svarīga nozīme ir tādiem faktoriem, kā, piemēram, amonjaka koncentrācija, temperatūra, skābeklis un ph vērtība (Beier un citi, 2008). Ir pieejamas dažādas komerciālas lietojumprogrammas, piemēram, SHARON, SAT un PANDA DEAMONIFIKĀCIJA Deamonifikācijas process izstrādāts pagājušā gadsimta deviņdesmitajos gados. To izmanto daudzi Nīderlandes uzņēmumi. Procesa pamatā ir baktēriju Planctomycetes darbība, kuras spēj izmantot nitrītu un amonjaku bezskābekļa apstākļos. Reakcijas produkts ir molekulārais slāpeklis (N 2 ), un oglekļa avots nav vajadzīgs. Šo procesu var izpildīt divos veidos: Divpakāpju deamonifikācija, izmantojot divas dažādas tvertnes. Šis process tika izstrādāts no denitrācijas procesa. Nitrīts veidojas pirmajā tvertnē, otrajā tvertnē baktērijas izmanto nitrītu un amonjaku, ražojot molekulāro slāpekli. Pirmajā tvertnē tiek veikta aerācija, bet otrajā tikai maisīšana (bezskābekļa apstākļos). Problēmas rada augsta nitrīta koncentrācija pirmajā tvertnē, ko nevar regulēt, tādējādi process nav pārāk stabils. Vienpakāpes deamonifikācija. Nitrīta veidošanās un deamonifikācija notiek vienā tvertnē. Sistēmu kontrolē ar dažādām skābekļa koncentrācijām vai ph vērtībām. Komerclietojumu piemēri ir DEMON un CANON procesi. Nitrācijas un deamonifikācijas process ir aktivizētu dūņu apstrādes process, tā optimālā norises temperatūra ir C un minimālā pieļaujamā temperatūra ir 25 C. Suspendēto vielu atdalīšana un COD samazināšana ir nepieciešama kā priekšapstrāde ievadāmās plūsmas līdzsvarošanai. Tiek izmantotas divu veidu dūņas: granulveida dūņas, kas procesā rodas no dienas vecām dūņām, un bioloģiskās dūņas, kuru vecums ir no 2 līdz 10 dienām. Granulveida dūņas tiek Metanols NO 3 O 2 N 2 NO2 Slāpekļa cikls O 2 50% attēls. Slāpekļa cikls nitrācijas un deamonifikācijas procesā. NH 4 izmantotas kā procesa aktivizēšanas dūņas, un process sāk darboties, ja tā apstākļi ir labvēlīgi šāda tipa dūņām. Procesa kontroles sistēmas pamats ir ph vērtības mērījumi. Nitrācijas un deamonifikācijas procesa priekšrocības ir 60 % enerģijas ietaupījums un zemas ekspluatācijas izmaksas, salīdzinot ar DN procesu; nav nepieciešams ārējais oglekļa avots, nav nepieciešamas ķimikālijas, lai kontrolētu sārmainību, rodas ļoti maz dūņu. 87

90 ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE PRIEKŠAPSTRĀDE ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE OTRREIZĒJĀ ATTĪRĪŠANA Stabilizācijas tvertne Primārais nosēdbaseins Atdalītā ūdens apstrādes tvertne Sekundārais nosēdbaseins Dūņu recirkulācija Liekās dūņas attēls. Atdalītā ūdens apstrāde ar nitrācijas un deamonifikācijas metodi. Vislielākās problēmas visos šajos procesos rada procesa kontrole, jo procesam jābūt stabilam, piemēram: nepieciešamās temperatūras nodrošināšana, kad darba temperatūra ir mazāka par 30 C; nepieciešamā suspendēto vielu satura nodroši nāšana augsta sausnas satura gadījumā. Vēl viena bioloģiskās atdalītā ūdens apstrādes metode ir pastiprināts nitrifikācijas un denitrācijas process secīgas darbības reaktorā (SBR), tā komerciālā lietojumprogramma ir BABE process. Ekspluatācija, tehniskā apkope, vides un drošības aspekti Bioloģiskās atdalītā ūdens apstrādes iekārtai jādarbojas nepārtraukti, tāpat kā anaerobās fermentācijas procesam, no kura galvenokārt tiek saņemts atdalītais ūdens. Ja atūdeņošanas iekārta darbojas periodiski, plūsmas svārstību līdzsvarošanai ir nepieciešams buferreaktors. Darbam ar atdalītā ūdens apstrādes iekārtu nepieciešamas plašākas biotehniskās iemaņas, nekā darbam ar dūņu apstrādes iekārtām. Vides problēmu un drošības problēmu nav. Izmaksas Investīciju izmaksas bioloģiskās atdalītā ūdens apstrādes iekārtā atkarībā no jaudas ir no 1 miljona līdz 2 miljoniem eiro. Iekārtas tehniskās ekspluatācijas laiks parasti ir gadi. Uzstādītā jauda ir apmēram kw, un šīs iekārtas elektroenerģijas patēriņš salīdzinājumā ar kopējo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas elektroenerģijas patēriņu ir niecīgs. Izmantojot šo iekārtu, nav nepieciešamas papildu darbaspēks vai īpašas prasmes, izņemot tās, kas nepieciešamas parastajam darbam notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Tehnoloģiju izmantošana Baltijas jūras reģionā Baltijas jūras reģionā ir ieviestas stingrākas prasības par slāpekļa atdalīšanu notekūdeņu attīrīšanas ie kār tās. Iekšējā atdalītā ūdens slodze var sastādīt pat 20 % no visas amonija slāpekļa slodzes. Aktivēto dūņu ap strā des procesa jauda bieži nav pietiekama tik augstai slodzei, un sakarā ar to ieteicams apstrādāt atdalīto ūdeni at se višķi. Kopš gada visā pasaulē bioloģiskās atdalīšanas process tiek izmantots sērijveidā. Viens no tā izmantotājiem ir Lakeuden Etappi, kas atrodas Solmijas pilsētā Seinejoki un apstrādā notekūdeņu dūņas un mājsaimniecību sadzīves bioatkritumus. Pašlaik uzsāk darbu jauna iekārta Kokkolā, Somija, kas apstrādā tikai notekūdeņu dūņas. Zviedrijas sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārta Himmerfjärdsverket ir ieviesusi uz tehnoloģiju pārneses procesu balstītu nitrācijas un deamonifikācijas procesu, un notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Linkepingā (kopš g.) un Helsinkos testējušas SHARON. Helsinku notekūdeņu attīrīšanas iekārta gada pavasarī izmantoja nitrācijas un deamonifikācijas procesu, attīrot daļu sava atdalītā ūdens. Nīderlandē SHARON process tiek izmantots Roterdamā, Utrehtā un Cvolē. 88

91 ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDE 10.4 GALVENO ATDALĪTĀ ŪDENS APSTRĀDES METOŽU KOPSAVILKUMS tabula. Dažādu metožu salīdzinājums. DN process = denitrifikācijas un nitrifikācijas process. Tehnoloģija Īpašības Piemērojamība Piezīmes DN process Nitrācijas un denitrācijas process Nitrācijas un deamonifikācijas process Amonjaka izdalīšana Tradicionālais DN process. Lai nodrošinātu pilnvērtīgu slāpekļa atdalīšanu, vajadzīgs ārējs oglekļa avots. Process bez nitrifikācijas. Zemāks enerģijas patēriņš, un nepieciešams mazāk ārējā oglekļa. Aktivētu dūņu apstrādes process, no nitrīta un amonjaka rodas molekulārais slāpeklis. Optimālā temperatūra: C, minimālā pieļaujamā temperatūra: 25 C. Ķīmisks process, rodas ar slāpekli bagāts mēslošanas līdzeklis (amonija sāls). Agrāk tika izmantots primāro un lieko dūņu fermentācijas rezultātā atdalītā ūdens apstrādei. Vairs netiek izmantots, jo jaunie procesi ir efektīvāki un drošāki. Dažos gadījumos tiek izmantots atdalītā ūdens apstrādei kā deamonifikācijas procesa priekšapstrāde. Tiek izmantots primāro un lieko dūņu fermentācijas rezultātā atdalītā ūdens apstrādei un piemērots vidējām un lielām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Tiek izmantots primāro un lieko dūņu fermentācijas rezultātā atdalītā ūdens apstrādei un piemērots vidējām un lielām notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Investīciju izmaksas no 1,5 iljoniem līdz 3 miljoniem eiro. Augstas ekspluatācijas izmaksas sakarā ar ārēja oglekļa avota (piemēram, metanola) nepieciešamību. Investīciju izmaksas no 1,5 miljoniem līdz 3 miljoniem eiro. Ekspluatācijas izmaksas salīdzinājumā ar DN procesu ir daudz zemākas. Investīciju izmaksas no 1 miljona līdz 2 miljoniem eiro. Pievilcīgs sakarā ar zemajām ekspluatācijas izmaksām. Uzstādītā jauda: kw. Investīciju izmaksas no 2 miljoniem līdz 4 miljoniem eiro. Ekspluatācijas izmaksas ļoti augstas un varētu būt iemesls neizvēlēties šo alternatīvu. Izmantojot deamonifikācijas procesu, iespējams samazināt enerģijas patēriņu, oglekļa avota izmantošanu un dūņu apjomu, kā arī samazināt oglekļa dioksīda emisijas. 89

92 11. FOSFORA REĢENERĀCIJA, APSTRĀDĀJOT DŪŅAS Parastās medūzas Baltijas jūrā. Fotoattēls: Metsähallitus.

93 FOSFORA REĢENERĀCIJA 11.1 IEVADS Fosfors ir būtisks augu barības elements, kas tiek izmantots lauka kultūru mēslošanai un arī patēriņa precēs, piemēram, mazgāšanas līdzekļos. Fosfors bieži ir noteicošais augu augšanas faktors, un fosfora ieplūde upēs, ezeros un jūrās izraisa pārmērīgu augu un aļģu savairošanos, t.i., procesu, ko sauc par eitrofikāciju, kas atstāj daudzveidīgu negatīvu ietekmi uz ūdens ekosistēmām. No otras puses, fosfors ir ierobežots resurss, kuru iegūst tikai dažās pasaules daļās, piemēram, Rietumsahārā (Maroka), Ķīnā un ASV. Paredzams, ka fosfora (kā P2O5 mēslošanas līdzekļos) patēriņš pasaulē tuvāko 5 gadu laikā palielināsies par 2,5 % gadā, un visstraujākais paaugstinājums sagaidāms Āzijā un Dienvidāfrikā (USGS, 2012). Vairākos pētījumos tiek aplūkots tā saucamais fosfora maksimums", kas nozīmē, ka maksimālais iespējamais ražošanas apjoms jau ir sasniegts vai drīz tiks sasniegts. Daži pētījumi liecina, ka jauni fosfora avoti joprojām ir pieejami, taču fosfora ieguve no tiem pašlaik vēl nav ekonomiski izdevīga. Paredzams, ka fosfora rūdas (apatīta) cena pieaugs (skat attēlu), kas palielinās arī pārtikas cenas. Izvairīšanās no fosfora izmantošanas ir labākā tā taupīšanas iespēja, piemēram, izvairīšanās no fosfora izmantošanas mazgāšanas līdzekļos, kas ir ieviesta dažās valstīs (PHöchstMengV Vācijā g., vai ES Direktīvas EK 648/2004 par mazgāšanas līdzekļiem grozījumi). Ar fosfora reģenerācijas palīdzību ir iespējams daļēji aizstāt tā ražošanu no apatītiem un fosfora importu. Atgūstamā fosfora avoti ir šādi: notekūdeņi, notekūdeņu dūņas un dūņu mono sadedzināšanas pelni; dzīvnieku mēsli; pārtikas atkritumi. Pēdējos gados uzsāktas dažādas pētniecības iniciatīvas, piemēram, Skandināvijas valstīs un Vācijā (Vācijas Izglītības un pētniecības ministrija BMBF un Vācijas Vides ministrija BMU gadā) par iespēju atgūt fosforu no notekūdeņu dūņām. Atsevišķas valstis ir noteikušas fosfora reciklēšanu par to ilgtermiņa stratēģisko plānu vai jaunu tehnoloģiju programmu mērķi.zviedrija ir paziņojusi par ilgtermiņa mērķi līdz gadam reciklēt 60 % fosfora no notekūdeņiem (SEPA, 2002). Vācija gadā paziņoja par mērķi izstrādāt jaunas reģenerācijas tehnoloģijas (CEEP, 2003). Somijas valdība gadā uzņēmās saistības kļūt par barības elementu reciklēšanas līderi (MMM, 2011). Fosfora reģenerācijas mērķi notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ir šādi: sasmalcināti dzīvnieku kauli un līdzīga rakstura izejvielas; 430 Fosfora rūdas cenas diagramma ($/mt) attēls. Fosfāta rūdas cenas attīstība pēdējos gados. Avots: 91

94 FOSFORA REĢENERĀCIJA Aerācijas tvertnes Primārās dūņas no primārā nosēdbaseina Sekundārais nosēdbaseins Notekūdeņi, <0,5 g/l P P atgūšanas potenciāls: 45 % Atdalītais ūdens, mg/l P P atgūšanas potenciāls: 45 % Fermentācija un atūdeņošana Žāvēšana un monosadedzināšana Atūdeņotas dūņas 10 g/kg P P atgūšanas potenciāls: % Monosadedzināšanas pelni 64 g/kg P P atgūšanas potenciāls: 80 90% attēls. Dažādas fosfora (P) reģenerācijas iespējas, tipiskās fosfora koncentrācijas un reģenerācijas potenciāls. Dati: Jardin, 2010, un Adam, maksimālā iespējamā augstas biopieejamības fosfora apjoma reģenerācija; zema smago metālu koncentrācija; zema kaitīgo organisko vielu koncentrācija; reģenerācijas procesa rentabilitāte. Slāpekļa, oglekļa un barības mikroelementu apjomam ir mazāka nozīme. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ir tikai dažas fosfora reģenerācijas iespējas (skat attēlu). Barības elementu reciklēšanas metodes joprojām ir jaunattīstības tehnoloģijas, kas galvenokārt tiek izstrā- dātas Eiropā un Ziemeļamerikā, taču eks perimentālo un demonstrācijas projektu skaits strauji pieaug. Tomēr šīs tehnoloģijas vēl nevar uzskatīt par pilnībā pārbaudītām, jo vairāki demonstrācijas projekti ir saskārušies ar nopietnām darbības uzsākšnas problēmām un daži ir pat pārtraukti. Turpmāk aprakstītās tehnoloģijas nav ieteicamas plašākai izmantošanai. Kopumā tās visas ir dārgas un pagaidām nav ekonomiski izdevīgas. Dažas tehnoloģijas ir izstrādātas sakarā ar konkrētām darbības problēmām un tāpēc ir efektīvas tikai ļoti īpašos apstākļos. Katras notekūdeņu attīrīšanas iekārtas galvenie nosacījumi ir atšķirīgi un ir atkarīgi no notekūdeņu attīrīšanas procesa un dūņu apstrādes. Pastāv divas dažādas fosfora reciklēšanas tehno lo ģijas: fosfora reģenerācija no mono sa dedzinātu dūņu pelniem vai reģenerācija ar ķimikālijām no notekūdeņiem vai dūņām. Pašlaik saskaņā ar esošajām reģenerācijas kon cepcijām maksimālais iespējamais teorētis kais fosfora reģe nerācijas apjoms ir aptuveni 45 % (Jardin, 2010), no tā attiecīgi % (Adam, 2009) no notekūdeņiem un dūņām, un iespējamais iegūstamais reģenerācijas apjoms no pelniem var būt līdz 80 % (Jardin, 2010) vai 90 % (Adam, 2009) attēls. Mēslošanas līdzekļi. Fotoattēls: Shutterstock/Kymmcleod. 92

95 FOSFORA REĢENERĀCIJA Inovatīvas metodes: notekūdeņu attīrīšanas iekārtās izmantojamais fosfora atdalīšanas process atstāj ietekmi uz fosfora biopieejamību mēslošanas līdzeklī. Bioloģiskās fosfora atdalīšanas gadījumā reģenerācijas apjoms ir augsts arī tad, ja dūņas tiek tiešā veidā izmantotas lauksaimniecībā. Bioloģiskā fosfora atdalīšana tomēr var radīt notekūdeņu un dūņu apstrādes procesa problēmas: sliktāki atūdeņošanas rezultāti, dūņu uzbriešana un struvīta veidošanās, kas nobloķē caurules. Ķīmiska nogulsnēšana ar dzelzs vai alumīnija sāļiem pazemina fosfora biopieejamību, tomēr daudzas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas, kas izmanto ķīmisko nogulsnēšanu, piemēram, Vācijā, izmanto dūņas lauksaimniecībā. Jaunās fosfora reģenerācijas metodes no pelniem (skat nodaļu) nākotnē varētu uzlabot ķīmiski nogulsnēta fosfora biopieejamību FOSFORA REĢENERĀCIJA NO NOTEKŪDEŅIEM VAI NOTEKŪDEŅU DŪŅĀM Fosfora reģenerācijas potenciāls no notekūdeņiem un notekūdeņu dūņām ir daudz zemāks, nekā reģenerējot to no monosadedzinātu dūņu pelniem. Fosforu iespējams atgūt no liekajām dūņām, atdalītā ūdens, atūdeņotajām dūņām un arī no notekūdeņiem (skat attēlu). Notekūdeņu attīrīšanas iekārtu notekūdeņus nav ieteicams izmantot sakarā ar pārāk lielo apjomu un pārāk zemo fosfora koncentrāciju. Adam (2009) nesen apkopojis tradicionālo notekūdeņu apstrādes papildu procesus, kuru pamatā var būt: nogulsnēšana, piemēram, process PRISA vai process AirPrex; kristalizācija, piemēram, Ostara PEARL, Unitika PHOSNIX, CSH process Darmstadt vai DHV Crystalactor. Daži uzņēmumi īsteno eksperimenta vai demonstrācijas projektus ar procesiem Ostara PEARL, Unitika PHOSNIX, AirPrex un DHV Crystalactor ar jaudu no 20 līdz 250 m³/h. Kaut arī rezultāti ir vairāk vai mazāk iepriecinoši, šie procesi ir jāatīsta tālāk, lai palielinātu izmaksu efektivitāti un atgūtā fosfora gala izmantošanu. Daudzām iepriekš minētajām metodēm galvenā problēma, kas jāatrisina, pirms metodi var uzskatīt par praksē pierādītu, ir nogulsnējušos ķimikāliju katlakmens veidošanās caurulēs, sūkņos un uz tvertņu virsmām (Adam, 2009). Vairākas demonstrācijas mēroga iekārtas ir uzbūvētas Japānā, Kanādā, ASV, Vācijā un Nīderlandē, parasti tās tiek izmantotas kā blakusprocess. Nīderlandē pagājušā gadsimta deviņdesmitajos gados tika ekspluatācijā pārbaudīta iekārta Geestmerambacht DHV Crystalactor (izmantoja Ca(OH) 2 un NaOH), taču tā ir slēgta sakarā ar augstajām ekspluatācijas izmaksām. Berlīnē, Vācija, kopš gada bioloģiskā fosfora atdalīšana izraisīja MAP (magnija-amonija fosfāta jeb struvīta) nogulsnēšanos caurulēs. Dažādi pretpasākumi bija neefektīvi, un tehniskās apkopes un tīrīšanas izmaksas bija ļoti augstas. Pēc pirmajiem mēģinājumiem, kas tika veikti no līdz gadam, gadā tika ieviests sērijveida process AirPrex. Daudzas problēmas tika atrisinātas, pārdodot struvītu izmantošanai par mēslošanas līdzekļu ražošanas izejvielu (Lengemann, 2011). Darbības principi un rezultāti Lai veicinātu struvīta (MAP) veidošanos, process norisinās gaisa un magnija (MgCl 2 ) klātbūtnē. Reaktora jauda ir 100 m³/h, un dienā tiek iegūtas 2 3 tonnas MAP (Lengemann, 2011) gada maijā Edmontonā, Kanāda, tika atklāts pirmais demonstrācijas reaktors Ostara PEARL (izmanto Mg(OH) 2 un NaOH) ar jaudu 20 m³/h; citi reaktori atrodas ASV Portlendā (Oregona) un Safolkā (Virdžīnija), tie sāka darboties attiecīgi un gadā, un ceturtais reaktors gadā sāka darboties Jorkā (Pensilvānija) (Ostara 2010) Nominālais struvīta ražošanas apjoms ir 500 kg dienā, un galaprodukta tirdzniecības nosaukums ir Crystal Green. To izmanto kā lēnas iedarbības mēslošanas līdzekli golfa laukumiem un pašvaldību zālieniem. Iekārtas piegādātāja uzrādītās šīs iekārtas investīciju izmaksas ir no 2 miljoniem līdz 3 miljoniem eiro. Japānā ir uzbūvēti trīs reaktori Unitika PHOSNIX (izmanto Mg(OH) 2 un NaOH) ar jaudu 6 20 m³/h. Reaktorā norisinās blakusprocess, un tajā iespējams apstrādāt vairākos citos procesos atdalīto ūdeni, tostarp bioreaktorā un bioloģiskās barības elementu atdalīšanas sistēmās atdalīto ūdeni. Dūņas tiek iesūknētas reaktora 93

96 FOSFORA REĢENERĀCIJA apakšdaļā, lai izraisītu nogulsnēšanos un nodrošinātu ph vērtību 8,5 8,8, pievieno nātrija hidroksīdu un Mg(OH) 2. Kristāli aug un nosēžas reaktora apakšdaļā, no kurienes tos regulāri izņem. No struvīta atdalītas sīkdaļiņas tiek ievadītas atpakaļ reaktorā kā procesa ierosinātājs materiāls. Desmit dienas ilgā izturēšanas laikā veidojas struvīta granulas, kuru garums ir 0,5 1,0 mm. Granulas tiek 24 stundas atūdeņotas filtrēšanas sistēmā vai žāvējot dabiskā veidā apkārtējās vides temperatūrā. Tiek ziņots, ka procesa rezultāti ir apmierinoši, un struvītu pārdod kā mēslošanas līdzekļu ražošanas izejvielu (Nawa, 2009). Dūņām ar dažādu sausnas saturu tiek piemēroti vairāki slapjie ķīmiskie procesi, izmantojot skābes, spiedienu, sildīšanu un oksidantus. Visplašāk tiek izmantoti šādi procesi (Adam, 2009): KREPRO, LOPROX, Aqua Reci un Seaborne (jeb Gifhorn). Rezultāti ir daudzsološi, taču nepieciešams tālāk izstrādāt procesa tehniskos jautājumus. Atgūtā fosfora ķīmiskais sastāvs ir labi zināms, bet jāizstrādā fosforu saturošo produktu iegūšanas tehnika. Iekārta, kas izmanto procesu Seaborne/Gifhorn (izmantojot MgO, NaOH, Na 2 S, H 2 SO 4 un flokulantus), tika izbūvēta pilnā mērogā un palaista gada martā, taču tās ekspluatācija ir pārtraukta sakarā ar tehniska rakstura problēmām. Šīs iekārtas investīciju izmaksas bija apmēram 7,5 miljoni eiro (Bayerle, 2009). Process Mephrec ir termiska fosfora reģenerācijas metode (Adam, 2009, Scheidig, 2009 un Petzet un Cornel, 2011), ar kuru var reģenerēt fosforu no atūdeņotām dūņām un monosadedzinātu dūņu pelniem. Tiek izmantota kausēšanas un gazifikācijas tehnoloģija, pakļaujot metalurģisko koksu apmēram C temperatūras iedarbībai un iegūstot izdedžus, kas satur galvenokārt fosforu. Šī procesa kopsavilkuma apraksts ir šāds: atūdeņotās dūņas tiek sajauktas ar cementu un apdedzinātas šahtas krāsnī. Izdedžu iegūšanai izmanto metalurģisko koksu, kaļķakmeni vai dolomītu attēls. Fosfora reģenerācijai ir liela loma augsnes uzlabošanas izstrādājumu ražošanā un barības elementu reciklēšanā. Fotoattēls: Shutterstock/Singkham. 94

97 FOSFORA REĢENERĀCIJA 11.3 FOSFORA REĢENERĀCIJA NO PELNIEM Monosadedzinātu dūņu pelnos (skat. 8. un 9. nodaļu) ir augsta fosfora koncentrācija, taču šis fosfors ir ķīmiski piesaistīts pelniem. Organiskās vielas ir sadegušas, un visas kaitīgās organiskās vielas ir iznīcinātas. Dzīvsudrabs tiek atdalīts, apstrādājot dūmgāzes pēc sadedzināšanas, taču visu pārējo smago metālu koncentrācija pelnos ir augstāka nekā atūdeņotās vai izžāvētās dūņās. Pelnu apglabāšana poligonā ir resursu zaudēšana un nav ieteicama. Līdzsadedzināto dūņu pelnos parasti ir pārāk zema fosfora koncentrācija, ko nosaka sajaukšana ar akmeņoglēm vai atkritumiem, un fosfora reģenerācijai šie pelni nav piemēroti. Darbības principi Pastāv vairākas iespējas atkal izmantot monosadedzināto dūņu pelnu fosforu: izmantot pelnus pēc apstrādes, kas paaugstina fos fora biopieejamību (piemēram, RecoPhos); atdalīt smagos metālus un apstrādāt, lai paaugsti nātu fosfora biopieejamību (ar skābēm un sārmiem saskaņā ar PASH un BioCon; termiskā apstrāde ar ķimikālijām saskaņā ar AshDec un Mephrec (Petzet un Cornel, 2010)). Saskaņā ar dažādu tehnoloģiju piegādātāju sniegto informāciju iespējams secināt, ka tad, ja pelnos esošais fosfors nav pārvērsts šķīstošākā formā, nekā tā, kādā tas atrodas pēc monosadedzināšanas, augiem šis fosfors ir pieejams tikai pēc 3 5 gadiem (Hermann, 2012). Tomēr Nīderlandes dienvidu daļā strādā kāda monosadedzināšanas iekārta, kas piegādā pelnus fos fora ražošanai uzņēmumam Thermphos International B.V.. Izmantojot procesu Ash-Dec, ir iespējams pārvērst pelnos esošo fosforu šķīstošā formā un padarīt to augiem pieejamu ātrāk, nekā bez termiskās apstrādes (Hermann 2012). Šis process ir dūņu monosadedzināšana apmēram C temperatūrā, pievienojot magnija un kālija hlorīdus, un pelnu ķīmiskā apstrāde. Tiek plānota šī Inovatīvas metodes: kamēr tehnoloģijas ir vēl izstrādes stadijā, monosadedzināto dūņu pelnus varētu uzglabāt monopoligonā to atkalizmantošanai pēc jaunu tehnoloģiju ieviešanas. Projektējot monosadedzināšanas iekārtas, vajadzētu paredzēt pelnu glabātavu līdz jaunu reģenerācijas tehnoloģiju ieviešanai. procesa ieviešana rūpnieciskajā ražošanā, un tehnoloģiju piegādātājs (Outotec) šobrīd izstrādā divus rūpnieciskās ražošanas konceptuālos projektus. Vairāki procesi pašlaik atrodas attīstības un testēšanas stadijā, piemēram, SEPHOS, PASCH ANO BioCon, kuru pamatā ir slapjā ķīmiskā destrukcija, un Thermophos, kura pamatā ir termiskā destrukcija (sīkāku informāciju skat.: Adam, 2009). Termisko apstrādi iespējams veikt vai nu notekūdeņu attīrīšanas iekārtā, vai arī kādā energoiekārtā (Scheidig un citi, 2009). Pēdējā gadījumā dūmgāzu apstrādi iespējams apvienot ar koģenerācijas iekārtas dūmgāzu apstrādi, kas parasti ir ekonomiski izdevīgāk, nekā apstrādāt tās atsevišķi GALVENO FOSFORA REĢENERĀCIJAS METOŽU KOPSAVILKUMS gadā daļēji tiek izmantotas daudzas atšķirīgas metodes un tehnoloģijas, dažas no tām ir ieviestas pat sērijveida ražošanā. Gandrīz visām metodēm ir dažas problēmas, tajā skaitā augstas izmaksas un zema efektivitāte, kas neatbilst plānotajai. Vairākās valstīs tiek veikti daudzi pētījumi, un tādējādi iespējamie ekonomiski izdevīgie tehniskie risinājumi varētu būt sagaidāmi tuvā nākotnē. Šīs metodes un tehnoloģijas varētu parādīties tirgū pēc dažiem gadiem, taču tas ir atkarīgs arī no fosfora rūdas globālās cenas attēls. Ūdentecēs ieplūdušais fosfors izraisa eitrofikāciju, piemēram, aizaugšanu ar šķiedrveida aļģēm. Fotoattēls: Samuli Korpinen, HELCOM. 95

98 12. SPĒKĀ ESOŠIE ES TIESĪBU UN NORMATĪVIE AKTI UN BALTIJAS JŪRAS REĢIONA VALSTU NACIONĀLIE TIESĪBU AKTI Aukstās ziemas atstāj ietekmi uz dūņu apstrādes noteikumiem Baltijas jūras reģionā. Fotoattēls: Samuli Korpinen, HELCOM.

99 DŪŅU LIKUMDOŠANA Šajā nodaļā ir norādīti un īsumā raksturoti attiecīgie Eiropas Savienības tiesību akti par dūņu apstrādi, vislielāko uzmanību pievēršot ES Direktīvai par notekūdeņu dūņām. Turklāt nodaļā aprakstīti Baltijas jūras reģiona valstu gan Es dalībvalstu, gan arī citu valstu tiesību akti un identificēti daudzi juridiski ierobežojumi attiecībā uz dažādām dūņu apstrādes iespējām ES LĪMEŅA TIESĪBU AKTI UN NORMATĪVIE AKTI PAR NOTEKŪDEŅU DŪŅU APSTRĀDI ES noteikumi attiecas uz visām Baltijas jūras reģiona valstīm, izņemot Krieviju un Baltkrieviju. Eiropas Savienības tiesiskais regulējums, kas reglamentē dūņu ap strādes un utilizēšanas veidus, pārsvarā sastāv no direktīvām, kas ir jāiestrādā dalībvalstu tiesību aktu sis tēmās. Katras direktīvas nobeiguma noteikumos dalīb valstu likumdevējiem norādīts paredzētā rezultāta sasniegšanas grafiks (ja direktīva nosaka precīzus mērķus, pie mēram, ES Direktīva par atkritumu poligoniem), kā arī ziņošanas un komunikācijas noteikumi. Šīs direktīvas ir pieņemtas pēdējo divdesmit gadu laikā, tāpēc prasību stingrības līmenis ir atšķirīgs. Vairākām dalībvalstīm nācies aizstāt divus un pat vairākus likumus, ar kuriem tiek ieviesta viena direktīva. Rezultātā dažās ES valstīs šobrīd ir spēkā stingrāki noteikumi par dūņu apstrādi nekā citās, tādējādi ir steidzami nepieciešams pārskatīt direktīvas, jo īpaši tās, kas neatbilst pašreizējam lietu stāvoklim gada 1. septembrī spēkā esošie ES tiesību akti, kas reglamentē notekūdeņu dūņu apstrādi un utilizēšanu, ir šādi (hronoloģiskā secībā atkarībā no pieņemšanas datuma): attēls. Dūņu apglabāšana atkritumu poligonos tiek regulēta. Fotoattēls: Shutterstock/Pedro Miguel Sousa. 1. PADOMES GADA 12. JŪNIJA DIREKTĪVA par vides, jo īpaši augsnes, aizsardzību, lauksaimniecībā izmantojot notekūdeņu dūņas (86/278/EEK) Direktīva par notekūdeņu dūņām 2. PADOMES GADA 21. MAIJA DIREKTĪVA par komunālo notekūdeņu attīrīšanu (91/271/EEK) Direktīva par komunālo notekūdeņu attīrīšanu 3. PADOMES GADA 12. DECEMBRA DIREKTĪVA attiecībā uz ūdeņu aizsardzību pret piesārņojumu, ko rada lauksaimnieciskas izcelsmes nitrāti (91/676/EEK) Direktīva par nitrātiem 4. PADOMES GADA 26. APRĪĻA DIREKTĪVA par atkritumu poligoniem (1999/31/EK) Direktīva par atkritumu poligoniem 5. EIROPAS PARLAMENTA UN PADOMES GADA 4. DECEMBRA DIREKTĪVA par atkritumu sadedzināšanu (2000/76/EK) Direktīva par atkritumu sadedzināšanu 6. KOMISIJAS GADA 3. MAIJA LĒMUMS, ar ko aizstāj Lēmumu 94/3/EK, ar kuru izveidots atkritumu saraksts saskaņā ar 1. panta a) punktu Padomes Direktīvā 75/442/EEK par atkritumiem, un Padomes Lēmumu 94/904/EK, ar kuru izveidots bīstamo atkritumu saraksts saskaņā ar 1. panta 4. punktu Padomes Direktīvā 91/689/EEK par bīstamajiem atkritumiem 97

100 DŪŅU LIKUMDOŠANA 7. EIROPAS PARLAMENTA UN PADOMES GADA 27. SEPTEMBRA DIREKTĪVA par tādas elektroenerģijas pielietojuma veicināšanu iekšējā elektroenerģijas tirgū, kas ražota, izmantojot neizsīkstošos enerģijas avotus (2001/77/EK) Direktīva par atjaunojamajiem energoresursiem 8. EIROPAS PARLAMENTA UN PADOMES GADA 13. OKTOBRA REGULA par mēslošanas līdzekļiem (Nr. 2003/2003) Regula par mēslošanas līdzekļiem 9. EIROPAS PARLAMENTA UN PADOMES GADA 19. NOVEMBRA DIREKTĪVA par atkritumiem un par dažu direktīvu atcelšanu (2008/98/EK) Pamatdirektīva par atkritumiem 10.EIROPAS PARLAMENTA UN PADOMES GADA 16. DECEMBRA DIREKTĪVA par vides kvalitātes standartiem ūdens resursu politikas jomā, ar ko groza un sekojoši atceļ Padomes Direktīvas 82/176/EEK, 83/513/EEK, 84/156/EEK, 84/491/EEK, 86/280/EEK, un ar ko groza Eiropas Parlamenta un Padomes Direktīvu 2000/60/EK (2008/105/EK) Direktīva par prioritārajām vielām Tālāk iztirzātas dažādas direktīvas, sākot ar vispārīga rakstura direktīvām un beidzot ar specifiska rakstura direktīvām. Vissvarīgākā specifiska rakstura direktīva ir ES Direktīva par notekūdeņu dūņām (86/278/EEK). Pamatdirektīva par atkritumiem (2008/98/EK) No reglamentācijas viedokļa Pamatdirektīva par atkritumiem ir galvenais vispārējo tiesību akts, kas nosaka rīcību ar visu veidu atkritumiem, tajā skaitā ar notekūdeņu dūņām, aicinot dalībvalstis ieviest pasākumus, kas veicina atkritumu rašanās un to iespējamās kaitīgās ietekmes novēršanu un apjoma samazināšanu. Šīs direktīvas 4. pants apstiprina atkritumu apsaimniekošanas hierarhiju, saskaņā ar kuru priekšroka ir jādod atkritumu rašanās novēršanai, kam seko atkritumu apjoma samazināšana, atkalizmantošana, reciklēšana un enerģijas reģenerācija. Turklāt šī direktīva nosaka atkritumu izmantošanas un utilizēšanas principus, atkritumu apsaimniekošanas plānus, apstiprināšanas procedūras un uzraudzību. Turklāt Pamatdirektīva par atkritumiem definē jēdzienus atkritumi", bioatkritumi" un bīstamie atkritumi", kā arī apstiprina atkritumu veidu sarakstu ar Komisijas lēmumu 2000/532/EK 1. Šīs direktīvas izpratnē bioatkritumi ir biosabrūkoši dārzu un parku atkritumi, mājsaimniecību, restorānu, ēdināšanas uzņēmumu un mazumtirdzniecības uzņēmumu pārtikas un virtuves atkritumi, kā arī tiem pielīdzināmi pārtikas rūpniecības uzņēmumu atkritumi, no kā izriet, ka notekūdeņu dūņas nav bioatkritumi. Turklāt, ņemot vērā faktu, ka dūņas nav iekļautas nepārprotami norādītajos izņēmu mos, var pieņemt, ka visi šīs direktīvas, kā arī citu direktīvu par atkritumiem" noteikumi ir piemērojami notekūdeņu dūņām, ja nav noteikts citādi. Turklāt ir norādīts, ka direktīvas, kas attiecas uz konkrētiem atkritumiem (piemēram, dūņām), tiek piemērotas papildus Pamatdirektīvai par atkritumiem. Nobeiguma noteikumos direktīva pieprasa dalībvalstīm līdz gada 12. decembrim izstrādāt nepieciešamos konkrētās valsts noteikumus, lai īstenotu šo direktīvu. Direktīva par komunālo notekūdeņu attīrīšanu (91/271/EEK) Kā liecina direktīvas nosaukums, tā reglamentē visus notekūdeņu attīrīšanas procesa posmus, zināmā mērā arī notekūdeņu dūņu apstrādi. Direktīvas 14. pants apstiprina Pamatdirektīvas par atkritumiem principus, norādot, ka dūņas var atkalizmantot, ja tas tiek uzskatīts par piemērotu, bet nenosaka nekādas precīzākas prasības, izņemot, ka rīcības veidam līdz minimumam jāsamazina nelabvēlīga ietekme uz vidi". Šis pants aizliedz pēc gada 1. janvāra apglabāt dūņas virszemes ūdeņos vai izgāzt no kuģiem, vai izvadīt pa cauruļvadiem. Turklāt direktīva nosaka dalībvalstīm pienākumu līdz gada 31. maijam ieviest sekundārās komunālo notekūdeņu attīrīšanas procesu, veicot bioloģisko apstrādi ar sekundāru nostādināšanu attēls. ES Direktīva par notekūdeņu dūņām paredz dūņu un augsnes laboratorijas mērījumus. Fotoattēls: Jan-Eric Luft, Entsorgungsbetriebe Lübeck. 98

101 DŪŅU LIKUMDOŠANA Direktīvas par komunālo notekūdeņu attīrīšanu 16. pants nosaka pienākumu ziņot par dūņu utilizēšanu ik pēc diviem gadiem: attiecīgās teritoriālās kompetentās iestādes valsts līmenī nosūta informāciju Komisijai. Dalībvalstīm vajadzēja ieviest šo direktīvu ne vēlāk kā līdz gada 30. jūnijam. 2 Direktīva par notekūdeņu dūņām (86/278/EEK) Šī direktīva, kas reglamentē tikai dūņu izmantošanu lauksaimniecībā 3, ir vienīgais un arī viens no svarīgākajiem Kopienas līmeņa tiesību aktiem, kas attiecas tieši uz notekūdeņu dūņām. Sadzīves un komunālo notek ūdeņu attīrīšanas iekārtu dūņas, septisko tvertņu un līdzīga rakstura dūņas atļauts izmantot lauk saimniecībā tikai saskaņā ar šo direktīvu. 2. (b) pantā ir norādītas arī pieļaujamās lauksaimniecībā iz man tojamo dūņu apstrādes metodes: bioloģiski, ķīmiski vai termiski apstrādātas, ilgstoši glabātas vai citādi atbilstīgi apstrādātas, lai būtiski samazinātu dūņu fermentācijas spēju un veselības apdraudējumu, ko rada dūņu izmantošana. Neapstrādātas dūņas ir atļauts izmantot tikai tad, ja tās ievada vai iestrādā augsnē, un šāda izmantošana jāatļauj ar īpašiem nosacījumiem, ko paredz dalībvalstis. ES Direktīva par notekūdeņu dūņām nosaka smago metālu koncentrācijas augsnē un dūņās robežvērtības, kā arī vidējo gada slodzi uz augsni. Aizliegts pārsniegt jebkuru no šīm robežvērtībām. 4 Turklāt direktīva aizliedz izmantot dūņas ganību un augsnes mēslošanai platībās, kurās tiek audzēti augļi un dārzeņi (izņemot augļu kokus). Direktīvas IIA un IIB pielikums apraksta analīzes noteikumus (kaut gan direktīva skaidri nenosaka, kam būtu jāveic analīze): dūņas jāanalizē ik pēc sešiem mēnešiem vai 12 mēnešiem, ja rezultāti būtiski nemainās gada laikā; analīzē jāiekļauj arī šādi parametri: sausna un organiskās vielas, ph līmenis, slāpekļa, fosfora un smago metālu koncentrācija. Veicot augsnes analīzi, ir jānosaka tikai ph vērtība un smago metālu koncentrācija, augsnes analīzes veikšanas biežumu nosaka pašas dalībvalstis. Tomēr jāatzīmē, ka ne visi analizējamie parametri tieši ierobežo dūņu izmantošanu, dažu parametru analīzes dati nepieciešami informācijas vai papildu novērtēšanas mērķiem. 10. pants nosaka dalībvalstīm pienākumu kārtot dokumentāciju par saražoto un lauksaimnieciskai izmantošanai piegādāto dūņu apjomu, to sastāvu un īpašībām, apstrādes veidu, uzrādot saņēmēju nosaukumus un adreses un dūņu izmantošanas vietas, kā arī nodrošināt šādas informācijas pieejamību kom petentām iestādēm. Direktīva paredz katras valsts likumdevējiem iespēju noteikt stingrākus pasākumus, ja tas ir nepieciešams. Dalībvalstīm trīs gadu laikā (ne vēlāk kā līdz gada 12. jūnijam) bija jāizstrādā šīs direktīvas ieviešanai nepieciešamie tiesību akti un tika noteikts pienākums ziņot Komisijai ik pēc trim gadiem. ES Direktīva par atkritumu poligoniem (1999/31/EK) Kopumā Direktīva par atkritumu poligoniem nosaka stingrākas darbības un tehniskās prasības attiecībā uz atkritumu apglabāšanu poligonos, kas apgrūtina iespēju apglabāt notekūdeņu dūņas poligonos. Šis tiesību akts paredz pasākumus un procedūras, lai novērstu un samazinātu negatīvo ietekmi uz vidi, kā arī jebkuru poligonu radīto cilvēku veselības apdraudējumu, un definē dažādas atkritumu kategorijas (sadzīves/ bīstamie/nebīstamie/inertie), katrai kategorijai noteik tos poligonus, standarta atkritumu pieņemšanas pro cedūru un poligonu apsaimniekošanas atļauju izsnieg šanas sistēmu. Direktīva nosaka, ka no tās piemērošanas jomas tiek izslēgta dūņu (tajā skaitā notekūdeņu dūņu) izkliedēšana uz augsnes tās mēslošanas vai uzlabošanas nolūkā. Direktīva aizliedz pieņemt poligonos šķidros atkritumus, taču neiekļauj notekūdeņu dūņas šķidro atkritumu kategorijā. Turklāt Direktīva par atkritumu poligoniem nosaka pienākumu apstrādāt apglabāšanai poligonā paredzētos atkritumus. Apstrādāšana saskaņā ar 2. panta h apakšpunktu nozīmē visas fizikālos, termiskos vai bioloģiskos procesus, tajā skaitā šķirošanu, kas maina atkritumu īpašības, lai samazinātu atkritumu apjomu vai bīstamību, paātrinātu darbu ar tiem vai veicinātu to reģenerāciju. Turklāt direktīva paredz, ka katrai dalībvalstij ne vēlāk kā līdz gadam jāizstrādā nacionālā stratēģija ar mērķi samazināt biosabrūkošu atkritumu (definēti kā jebkuri atkritumi, kas var sadalīties anaerobos vai aerobos 1 Grozīta gadā ar vairākiem citiem lēmumiem; konsolidētā versija ir spēkā kopš gada 1 janvāra. 2 Valstīm, kas ES pievienojās vēlāk, tika noteikti atšķirīgi ieviešanas termiņi, reizēm ar ilgāks pārejas periods, taču pašlaik šī, kā arī visas pārējās šajā nodaļā minētās direktīvas ir veiksmīgi iestrādātas visu Baltijas jūras reģiona ES dalībvalstu tiesiskajā regulējumā. 3 Konkrētākas prasības attiecībā uz mēslošanas līdzekļu ražošanu no notekūdeņu dūņām, to veidiem un marķējumu atrodamas EK Regulā 2003/2003 par mēslošanas līdzekļiem. 4 Tomēr šī direktīva ļauj dalībvalstīm izvēlēties, vai noteikt prasības attiecībā uz maksimālo viena gada laikā pieļaujamo augsnes apstrādāšanā izmantojamo dūņu apjomu, ievērojot smago metālu koncentrāciju dūņās un vidējo šīs koncentrācijas slodzi gadā, vai arī tikai vienu no šīm prasībām. 99

102 DŪŅU LIKUMDOŠANA attēls. Nitrātu un bīstamo vielu koncentrācija virszemes ūdeņos tiek regulēta. Fotoattēls: Shutterstock/ Chepko Danil Vitalevich. apstākļos", kas attiecas arī uz notekūdeņu dūņām) nonākšanu poligonos, izmantojot atkritumu šķirošanu, kompostēšanu, biogāzes ražošanu vai materiālu/ enerģijas reģenerāciju un pārstrādi. Stratēģijā jānosaka šādi mērķi: ne vēlāk kā līdz gadam samazināt kopējo biosabrūkošo sadzīves atkritumu apjomu līdz 75 % no gadā radītā apjoma; ne vēlāk kā līdz gadam samazināt minēto apjomu līdz 50 %; ne vēlāk kā līdz gadam samazināt minēto apjomu līdz 35 %. Direktīva nosaka pienākumu iesniegt ziņojumus ik pēc trim gadiem, turklāt dalībvalstīm tika piešķirti divi gadi, lai izstrādātu šīs direktīvas ieviešanai nepieciešamos tiesību aktus, ne vēlāk kā gada 16. jūlijam. Direktīva par ūdeņu aizsardzību pret piesārņojumu ar nitrātiem (91/676/EEK) un Direktīva par vides kvalitātes standartiem ūdens resursu politikas jomā (Direktīva par prioritārajām vielām) (2008/105/EK) Šīs divas direktīvas galvenokārt attiecas uz atkritumu apglabāšanu poligonos. Pirmā no tām nosaka dalībvalstīm pienākumu identificēt nitrātu jutīgas zonas (NJZ). Šīs zonas tiek definētas kā apgabali, kur ūdens kvalitātes rādītāji pārsniedz vai pārsniegs ES standartos par pieļaujamo nitrātu koncentrāciju dzeramajā ūdenī noteiktos rādītājus. Šie standarti ir definēti Direktīvā 75/440/EEK par dzeramā ūdens ieguvei paredzētā virszemes ūdens kvalitāti dalībvalstīs. Jāizstrādā un minētajās NJZ jāīsteno rīcības programmas, lai samazinātu ūdens piesārņojumu ar slāpekļa savieno jumiem, kā arī jāierobežo augsnes mēslošanas līdzekļu izmantošana (ņemot vērā zonu raksturīgās īpašības). Direktīva par prioritārajām vielām nosaka 33 galveno Eiropas ūdeņos sastopamo bīstamo vielu koncentrācijas robežvērtības virszemes ūdeņiem. Bīstamās vielas ir poliaromātiskie ogļūdeņraži (PAO), kas galvenokārt ir sadedzināšanas blakusprodukti, un polibrominētie bifenilēteri (PBDE), kas tiek izmantoti kā liesmu slāpētāji, kā arī smagie metāli, kuru robežvērtības noteiktas Direktīvā par notekūdeņu dūņām 86/278/EK (kadmijs, dzīvsudrabs, niķelis un svins, pirmie divi no tiem ir identificēti kā prioritārās bīstamās vielas), un astoņas citas piesārņojošas vielas, piemēram, DDT un daži citi pesticīdi. Direktīva paredz noteikt tā saucamās jauktās zonas blakus izplūdes vietām ūdenstecēs, kur prioritāro vielu koncentrācija drīkst pārsniegt ES dzeramā ūdens standartā noteiktos rādītājus. Tie ir noteikti Direktīvā 75/440/EEK par dzeramā ūdens ieguvei paredzētā virszemes ūdens kvalitāti dalībvalstīs. Direktīva par atkritumu sadedzināšanu (2000/76/EK) un Direktīva par atjaunojamo energoresursu izmantošanas veicināšanu (2001/77/EK) Direktīva reglamentē atkritumu sadedzināšanas iekārtas, kā arī iekārtas, kas speciāli paredzētas dūņu sade dzināšanai. Turklāt šī direktīva nosaka prasības attiecībā uz visu veidu emisijām no šīm iekārtām, ieskaitot emisijas gaisā, cietvielu atlikumu (dūņu pelni) un dūmgāzu attīrīšanu, dūmgāzu attīrīšanas iekārtu notekūdeņus (skruberu ūdens) un pelnu depozītu izskalojumus. Saskaņā ar šo direktīvu dūņu sadedzināšanas iekārtām jāsaņem kompetento iestāžu apstiprinājums par atbilstību vides prasībām. Dalībvalstīm bija jānosaka sankcijas, ko piemēro par šādu noteikumu pārkāpšanu, un direktīva tiek piemērota esošajām iekārtām no gada 28. decembra. Valsts tiesību akti, noteikumi un administratīvie akti, kas vajadzīgi, lai izpildītu šīs direktīvas prasības, bija jāievieš ne vēlāk kā līdz gada 28. decembrim. Direktīva par atkritumu sadedzināšanu reglamentē sadzīves atkritumu, bīstamo atkritumu un daļēji arī bioatkritumu sadedzināšanu, izslēdzot no tās piemērošanas jomas sadedzināšanas iekārtas, kas apstrādā 100

103 DŪŅU LIKUMDOŠANA tikai mežsaimniecības, lauksaimniecības un pārtikas pārstrādes rūpniecības augu atkritumus, kā arī koksnes un korķa atkritumus. Tā neparedz veicināt enerģijas reģenerāciju, kas nozīmē, ka Direktīva par atkritumu sadedzināšanu neatbilst atkritumu apsaimniekošanas hierarhijai, kas noteikta Pamatdirektīvā par atkritumiem, taču vēlāk pieņemtā Direktīva par atjaunojamo energoresursu izmantošanas veicināšanu (2001/77/EK) izveido kopējo struktūru, kas veicina atjaunojamo enerģijas avotu ieguldījuma elektroenerģijas ražošanā pa lie li nāšanu. Citi noteikumi un standarti Saskaņā ar REACH (ķīmisko vielu reģistrācija, novērtēšana, atļauju sistēma un ierobežojumi) regulas noteiku miem atkritumi netiek uzskatīti par vielām un tādēļ vairums šajā regulā noteikto saistību neattiecas uz atkritumiem, tajā skaitā uz dūņām. Tomēr ķīmisko vielu piegādātājiem ir jāpierāda, ka riskus var pienācīgi pārvaldīt arī ķīmisko vielu dzīvescikla atkritumu posmā. Eiropas ķīmisko vielu aģentūra ECHA gada maijā izskatīja un pieņēma atkritumu un rekuperēto vielu vadošo normatīvo dokumentu. Kad rekuperētās vielas pārstāj būt atkritumi, tām jāpiemēro REACH prasības. 5 Brīdis, kad atkritumi pārstāj būt atkritumi", jeb atkritumu statusa beigu noteikšana ir plašas diskusijas priekšmets. Saskaņā ar Pamatdirektīvas par atkritumiem 6. panta (1) un (2) apakšpunktu konkrēti atkritumi vairs nav atkritumi, ja ir veikta to reģenerācija un tie atbilst noteiktiem kritērijiem, kas jāizstrādā saskaņā ar noteiktiem juridiskiem nosacījumiem, proti: a) viela vai priekšmets tiek plaši izmantots konkrētiem mērķiem; b) pastāv šādas vielas vai priekšmeta tirgus vai pie - prasījums pēc tā; attēls. ES Direktīva par notekūdeņu dūņām reglamentē dūņu izmantošanu lauksaimniecībā. Fotoattēls: Shutterstock/Gerard Koudenburg. c) viela vai priekšmets atbilst noteiktā izmantošanas mērķa tehniskajām prasībām un atbilst šādiem produktiem piemērojamu spēkā esošu normatīvo aktu prasībām un standartiem; d) vielas vai priekšmeta izmantošana neradīs kopumā nelabvēlīgu ietekmi uz vidi un cilvēku veselību. Lai izstrādātu virkni standartizētu testa metožu saistībā ar pienācīgu dūņu izmantošanu un utilizēšanu un pienācīgi izpildītu ES juridiskās prasības, Eiropas stan dartizācijas komiteja (CEN) gadā nodibināja Tehnisko komiteju 308 (TC308). CEN TC 308 nodarbojas ar dūņu jautājumiem un atbild par dūņu analītisko raksturojumu standartu izstrādi un labas prakses kodeksu izstrādi attiecībā uz dažādiem dūņu izman tošanas un utilizēšanas veidiem. Eiropas standarti bez izmaiņām tiek ieviesti katras konkrētas valsts standartu kolekcijā. Citas saistītās komitejas ir ISO/ TC190 Augsnes kvalitāte", CEN/TC223 Augsnes uzlabotāji un augšanas substrāti" un CEN/TC292 Atkritumu raksturojums". Jaunākās aktivitātes tiesību jomā Svarīgākā aktivitāte no dūņu apstrādes viedokļa ir ES Direktīvas par notekūdeņu dūņām grozījumu apspriešanas process gadā ierosinātais 3. grozījumu projekts ierosina gandrīz pilnīgu direktīvas pārskatīšanu: svarīgākie jaunie aspekti paredz ieviest precīzas prasības attiecībā uz jēdzienu (1) paplašināta apstrāde un (2) tradicionālā apstrāde definīcijām galvenokārt saistībā ar dūņu higienizāciju un smaku samazināšanu. Pēc paplašinātas apstrādes dūņas varētu iz mantot kā mēslojumu lopbarības kultūru ganī bām, aramzemei, platībām, kurās tiek audzētas augļu un dārzeņu kultūras, kas ir saskarē ar zemi un tiek lietotas neapstrādātā veidā, un augļu koki; vīna dārziem; koku stādījumiem un mežu atjaunošanā, parkos, zaļajās zonās, pilsētas apstādījumos, visās plašai sabiedrībai pieejamās pilsētu teritorijās, kā arī zemes rekultivācijai. Tradicionāli apstrādātas dūņas var izmantot šādiem nolūkiem tikai tad, ja tās tiek iestrādātas dziļi augsnē, un ar noteikumu, ka tiek ievēroti laika ierobežojumi attiecībā uz ganīšanas periodu, ražas novākšanu un sabiedrības piekļuvi. Pēc parastās apstrādes izmantot dūņas parkos, zaļajās zonās, pilsētas apstādījumos, kā arī mežos ir aizliegts. Turklāt 3. projekts paredz noteikt striktākas smago metālu koncentrācijas robežvērtības un noteikt jaunas fosfora satura vērtības. 5 Visās ES valstīs dūņas tiek uzskatītas par atkritumiem, pastāv atšķirības attiecībā uz to, kā tiek interpretēts no komposta un no dūņām iegūto mēslošanas līdzekļu tiesiskais statuss. Vācijā un Somijā tie tiek marķēti kā atkritumu izstrādājums, ja tie atbilst normatīvajiem aktiem par mēslošanas līdzekļiem; Latvijā un Lietuvā tos marķē kā produkts" licencēts organiskais mēslojums vai komposts. Tādējādi šajās četrās valstīs šiem izstrādājumiem varētu piemērot REACH regulas noteikumus. 101

104 DŪŅU LIKUMDOŠANA Atšķirībā no pašreizējās direktīvas noteikumiem tiek ierosināts noteikt arī organiskā mikropiesārņojuma un dioksīnu robežvērtības gadā Eiropas Komisija noraidīja ideju par atseviš ķiem tiesību aktiem par bioatkritumu apsaimnie košanu ES, tāpēc jauni risinājumi, kas atbalsta labāku bioatkritumu apstrādi, bija jāmeklē, pārskatot spēkā esošos tiesību aktus, konkrēti, ES Direktīvu par notekūdeņu dūņām. Tādējādi 3. projekts daļēji zaudēja savu nozīmi, un jaunākais Darba dokuments par dūņām un bioatkritumiem ierosina trīspakāpju likumdošanas sistēmu, kurā tiek nošķirti:: 1) Tā saucamais produkta kvalitātes komposts vai digestāts (šķirotu atkritumu), kuru varētu izmantot augsnei bez turpmākas kontroles un kuru reglamentē bioatkritumu beigu stadijas kritēriji. 2) Lauksaimniecībā izmantojamās dūņas un bioatkri - tumi, kurus reglamentē pārskatītā ES Direktīva par notekūdeņu dūņām, kas nosaka obligātos mini - mālās pieļaujamās kvalitātes standartus. 3) Zemākas kvalitātes bioatkritumi un dūņas, kurus atļauts izmantot tikai nelauksaimniecības platībās un kurus reglamentē tikai konkrētās valsts noteikumi. Attiecībā uz jaunajiem ierosinājumiem pārskatīt ES Direktīvu par notekūdeņu dūņām jāatzīmē, ka priekšlikums noteikt smago metālu koncentrācijas robežvērtības atkarībā no fosfora satura pagaidām ir noraidīts, jo ierobežojumiem jābūt vispārējiem, nevis atkarīgiem no viena konkrēta agronomiskā parametra. Turklāt ierosināti šādi ierobežojumi: pietiekama dūņu stabilizācija (nedrīkst radīt smakas, kuras ir iespējams novērst), higienizācija, aizliegums izmantot dūņas uz applūdušām, applūstošām, sasalušām vai ar sniegu klātām platībām, kā arī laika periodi starp dūņu izmantošanu. Iepriekš minētie atkritumu beigu stadijas kritēriji pašlaik tiek izstrādāti, pirmais darba dokuments ir publicēts gada februārī BALTIJAS JŪRAS REĢIONA VALSTU TIESĪBU UN NORMATĪVIE AKTI PAR NOTEKŪDEŅU DŪŅU APSTRĀDI Šajā nodaļā iekļauts detalizēts Baltijas jūras reģiona valstu tiesību un normatīvo aktu apskats un salīdzinājums ar ES noteikumiem. Ņemot vērā valstu tiesību un normatīvo aktu līdzību, tās ir sagrupētas šādi: 1) trīs Skandināvijas valstis Dānija, Somija un Zviedrija un Vācija, kas ir ieviesusi visstingrākās prasības attiecībā uz dūņu apstrādi; 2) Polija un trīs Baltijas valstis Igaunija, Latvija un Lietuva; 3) divas reģiona valstis, kas nav ES dalībvalstis, Krievija un Baltkrievija. Visu valstu ar dūņu jautājumiem saistīto tiesību un normatīvo aktu analīzes struktūra aptver šādus jautājumus: Vispārējie vides tiesību un normatīvie akti un kompetentās iestādes. Noteikumi par dūņu izmantošanu lauksaimniecībā: --lauksaimniecībā izmantojamo dūņu tipi; --obligātās vai ieteicamās apstrādes metodes; --smago metālu koncentrācijas, patogēnu un organisko savienojumu robežvērtības; --maksimālais atļautais dūņu vai konkrētu elementu (piemēram, kopējā fosfora) daudzums gadā; --platības. kurās dūņas ir aizliegts izmantot; --dūņu un augsnes analīzes un to biežums. Noteikumi par citiem dūņu izmantojumiem, piemēram, mežsaimniecībā, teritoriju labiekārtošanā, rekultivācijā, zaļajās zonās. Īpaši noteikumi par dūņu sadedzināšanu un apgla bāšanu poligonos. Lai uzskatamāk parādītu to juridisko pasākumu līdzību, atšķirības un stingrības pakāpi, ar kuriem katra valsts reglamentē notekūdeņu dūņu apstrādi, informācija par katras grupas valstīm ir apkopota divās salīdzinošās tabulās vienā uzrādītas smago metālu koncentrācijas robežvērtības, bet otrā galvenie tiesību un normatīvo aktu jautājumi. Sīkāku katras valsts tiesību un normatīvo aktu analīzi skat. šīs publikācijas pielikumā. 102

105 DŪŅU LIKUMDOŠANA Skandināvijas valstis un Vācija tabula. Salīdzināmās smago metālu koncentrācijas robežvērtības,izmantojot notekūdeņu dūņas lauksaimniecībā, kas noteiktas ar spēkā esošajiem Somijas, Zviedrijas, Dānijas un Vācijas tiesību un normatīvajiem aktiem. Ja konkrētā valstī tiek piemēroti vairāki tiesību vai normatīvie akti un tie paredz dažādas prasības attiecībā uz smago metālu koncentrāciju, tabulā uzrādīts tas tiesību vai normatīvais akts, ar kuru tiek ieviesta Direktīva par notekūdeņu dūņām. Valsts (analizējamā viela) Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn As mg/kg sausnas SOMIJA (dūņās) ZVIEDRIJA (dūņās) DĀNIJA (dūņās) VĀCIJA (dūņās) 10 (5)* EU direktīva 86/278 (dūņās) (2000)* dārzkopībā - - SOMIJA (augsnē, ph>5,8 (ar kaļķi stabilizētās: ph 5,5)) ZVIEDRIJA (augsnē) DĀNIJA (augsnē) VĀCIJA (augsnē) 1.5 (1)* EU direktīva 86/278 (augsnē, ph 6-7) SOMIJA (gada vidējā slodze uz augsni) ZVIEDRIJA (gada vidējā slodze uz augsni) DĀNIJA (gada vidējā slodze uz augsni) VĀCIJA (gada vidējā slodze uz augsni) 200 (150)* g/ha/gadā Dānijas tiesību un normatīvajos aktos robežvērtības nav noteiktas Vācijas tiesību un normatīvajos aktos robežvērtības nav noteiktas ES direktīva 86/278 (gada slodze) *Augsnēm, kas klasificētas kā vieglās augsnes, ar māla saturu <5% un ph

106 DŪŅU LIKUMDOŠANA T12.2. tabula. Spēkā esošo Somijas, Zviedrijas, Dānijas un Vācijas tiesību un normatīvo aktu par dūņu apstrādi un ES noteikumu kopsavilkuma analīze. MS = ES dalībvalsts (-is); --- = nav norādīts. Valsts Aspekts Apstrādes metodes (izmantošana lauksaimniecībā) Neapstrādātu dūņu izmantošana (izmantošana lauksaimniecībā) Patogēnu robežvērtības (izmantošana lauksaimniecībā) Organisko savienojumu robežvērtības (izmantošana lauksaimniecībā) SOMIJA Fermentācija, stabilizācija ar kaļķiem vai cita metode, kas ievērojami samazina patogēnu saturu Aizliegta ZVIEDRIJA Bioloģiskā, ķīmiskā, termiskā, ilgstoša uzglabāšana vai cits process, kas ievērojami samazina veselības apdraudējumu Atļauta, ja iestrādā augsnē 24 stundu laikā pēc izkliedēšanas DĀNIJA Stabilizācija, kompostēšana, pasterizācija Aizliegta Bez Salmonella klātbūtnes; fekālo streptokoku saturs mazāks par 100 uz vienu gramu DEHP, PAHs (9), NPE, LAS VĀCIJA --- Aizliegta --- AOX, PCB (6), PCDD/PCDF ES Bioloģiskā, ķīmiskā, termiskā, ilgstoša uzglabāšana vai cits process, kas ievērojami samazina veselības apdraudējumu Dalībvalstīm ir atļauts pašām noteikt ne apstrādātu dūņu izmantošanas nosacījumus (ja tās tiek ievadītas vai iestrādātas augsnē) Maks. augsnē iestrādājamais daudzums (izmantošana lauksaimniecībā) Nosaka, pamatojoties uz augsnes kvalitāti un kultūraugu vajadzību pēc barības elementiem Maks. kopējais P apjoms: atkarībā no augsnes P klases un kopējā NH 4 -N: 150 kg/ha/gadā 7 tonnas sausnas / ha/gadā 5 tonnas sausnas / ha/3 gados Dalībvalstīm jānosaka maksimālais atļautais augsnes apstrādāšanā izmantojamais dūņu apjoms Analīzes biežums (izmantošana lauksaimniecībā) Dūņas: 12 reizes gadā pirmajā gadā, pēc tam 4 reizes gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas Dūņas: 1, 4 vai 12 reizes gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas Dūņas: smagie metāli ik pēc 3 mēnešiem, org. savienojumi ik gadu. Augsne: pirms pirmās izmantošanas Dūņas: smagie metāli, org. savienojumi 2 reizes gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas, ik pēc 10 gadiem Dūņas: 1 vai 2 reizes gadā Augsne: pirms pirmās izmantošanas (dalībvalsts var noteikt biežāk) Lietošana mežsaimniecībā, mežkopībā, zemju rekultivācijā, zaļajās zonās Lauksaimniecības un mežsaimniecības ministrijas lēmums tādas pašas robežvērtības kā lauksaimniecībā + arsēns SEPA rekomendācijas Mežsaimniecībā ar pašvaldības atļauju; zaļajās zonās pasterizētas Aizliegts izmantot mežkopībā, mežsaimniecībā un zaļajās zonās Direktīva par notekūdeņu dūņām (86/278/EEK) nereglamentē Sadedzināšana/ Apglabāšana poligonos Poligonu gāzu vākšana, apstrāde un izmantošana Sadedzināšana: ieteicama enerģijas reģenerācija Apglabāšana poligonos aizliegta kopš g. Sadedzināšana: reģionālo kompetento iestāžu atļaujas --- Kopš g. poligonos pieņem tikai atkritumus, kuros organisko vielu saturs ir mazāks par 5 % Direktīva par atkritumu poligoniem (1999/31/ EK), Direktīva par atkritumu sadedzināšanu (2000/76/EK) 104

107 DŪŅU LIKUMDOŠANA BALTIJAS VALSTIS UN POLIJA tabula. Salīdzināmās smago metālu koncentrācijas robežvērtības,izmantojot notekūdeņu dūņas lauksaimniecībā, kas noteiktas ar spēkā esošajiem Igaunijas, Latvijas, Lietuvas un Polijas tiesību un normatīvajiem aktiem. Valsts (analizējamā viela) Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn As mg/kg sausnas IGAUNIJA (dūņās) LATVIJA (dūņās) LIETUVA (dūņās: I kategorija/ II kategorija) 1.5/20 140/400 75/1000 1/8 50/ / / POLIJA (dūņās) ES direktīva 86/278 (dūņās) IGAUNIJA (augsnē) LATVIJA (augsnē)* LIETUVA (augsnē: smilšu, smilšmāla/ mālsmilts, māla) POLIJA (augsnē: viegla/ vidēja/smaga) ES direktīva 86/278 (augsnē, ph 6 7) IGAUNIJA (gada vidējā slodze uz augsni) LATVIJA (gada vidējā slodze uz augsni: smilšu, smilšmāla/mālsmilts, māla) LIETUVA (gada vidējā slodze uz augsni: smilšu, smilšmāla/ mālsmilts, māla) 1/1.5 50/80 50/80 0.6/1.0 50/60 50/80 160/260-1/2/3 50/75/100 25/50/75 0.8/1.2/1.5 20/35/50 40/60/80 80/120/ g/ha/gadā /35 600/ /1200 8/10 250/ / / / / / / / / / POLIJA (gada vidējā slodze uz augsni) ES direktīva 86/278 (gada slodze) Polijas tiesību un normatīvajos aktos robežvērtības nav noteiktas * Latvijā augsnei noteiktas dažādas smago metālu koncentrācijas robežvērtības atkarībā no augsnes tipa (smilšu, smilšmāla/ mālsmilts, māla) un ph (5 6; 6,1 7 un >7), tādējādi noteiktas sešas katra smagā metāla koncentrācijas robežvērtības. Šajā tabulā tās uzrādītas kā vērtību amplitūda, sākot ar zemāko (smilšu, smilšmāla/mālsmilts, māla augsnēm ar ph 5 6)un beidzot ar augstāko (mālsmilts/māla augsnēm ar ph >7). 105

108 12.4. tabula. Spēkā esošo Igaunijas, Latvijas, Lietuvas un Polijas tiesību aktu par dūņu apstrādi un ES noteikumu kopsavilkuma analīze. MS = ES dalībvalsts (is); --- = nav norādīts. Aspekts Apstrādes metodes (izmantošana lauksaimniecībā) Valsts IGAUNIJA Aerobā/anaerobā fermentācija, ieskaitot kompostēšanu, ķīmisko vai termisko apstrādi LATVIJA Uzglabāšana, anaerobā fermentācija, aerobā fermentācija un stabilizēšana ar kaļķiem, kompostē šana, pasterizācija un žāvēšana 100 C temperatūrā LIETUVA Bioloģiskā, ķīmiskā, termiskā, ilgstoša uzglabāšana vai cits process, kas ievērojami samazina veselības apdraudējumu POLIJA Stabilizācija + bioloģiskā, ķīmiskā, termiskā apstrāde vai cits process, kas ievērojami samazina veselības apdraudējumu ES Bioloģiskā, ķīmiskā, termiskā, ilgstoša uzglabāšana vai cits process, kas ievērojami samazina veselības apdraudējumu Neapstrādātu dūņu izmantošana (izmantošana lauksaimniecībā) Atļauta tikai teritoriju labiekārtošanā un rekultivācijai, ja tiek iestrādātas augsnē 2 dienu laikā pēc izkliedēšanas Nosaka noteikumi, taču izmantojums nav norādīts Aizliegta, tāpat kā III kategorijas vai C klases dūņu izmantošana Aizliegta Dalībvalstīm ir atļauts pašām noteikt neapstrādātu dūņu izmantošanas nosacījumus (ja tās tiek ievadītas vai iestrādātas augsnē) Patogēnu robežvērtības (izmantošana lauksaimniecībā) Organisko savienojumu robežvērtības (izmantošana lauksaimniecībā) Maks. augsnē iestrādājamais daudzums (izmantošana lauksaimniecībā) Fekālās koliformas <1000 CFU, bez helmintu oliņu klātbūtnes 1 litrā Maks. kopējais P apjoms: 40 kg/ha/ gadā un kopējais NH 4 -N: 30 kg/ha/ gadā Escherichia coli, Clostridium perfringens, helmintu oliņas un kāpuri, kā arī patogēnās enterobaktērijas Maks. kopējais P apjoms: 40 kg/ha/ gadā un kopējais N apjoms: 170 kg/ha/gadā Bez Salmonella klātbūtnes 100 g, kā arī bez ascaris, trichuris un toxocara oliņu klātbūtnes t/ha/gadā Dalībvalstīm jānosaka maksimālais atļautais augsnes apstrādāšanā izmantojamais dūņu apjoms Analīzes biežums (izmantošana lauksaimniecībā) Dūņas: 2, 4, 6 vai 12 reizes pirmajā gadā, nākamajos gados 4, 3, 2, 1 reizi gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas + ik pēc 5 gadiem Dūņas: 1, 2, 3, 4 vai 12 reizes gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas Dūņas: 1, 4 vai 12 reizes gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas, turpmāk atkarībā no analīzes rezultātiem Dūņas: 2,3 vai 6 reizes gadā. Augsne: pirms pirmās izmantošanas Dūņas: 1 vai 2 reizes gadā Augsne: pirms pirmās izmantošanas (dalībvalsts var noteikt biežāk) Lietošana mežsaimniecībā, mežkopībā, zemju rekultivācijā, zaļajās zonās Izmantošanu teritoriju labiekārtošanā un rekultivācijā reglamentē tas pats normatīvais akts, kas piemērojams izmantošanai lauksaimniecībā Mežkopībā un rekultivācijā reglamentē viena normatīvā akta īpašie nosacījumi + maks. apjomi; zaļajās zonās papildu smago metālu robežvērtības Rekultivācijā un enerģētisko kultūraugu mēslošanai reglamentē viena normatīvā akta īpašie nosacījumi + maks. apjoms 100 t/ha/ gadā Lauksaimniecībā, zaļajās zonās, rekultivācijā, komposts aizliegts + maks. apjomi 15 t/ha/gadā Direktīva par notekūdeņu dūņām (86/278/EEK) nereglamentē Sadedzināšana/ Apglabāšana poligonos --- Apglabāšana poligonos: reglamentē tā paša normatīvā akta īpašie nosacījumi, kas reglamentē izman tošanu lauksaimniecībā Sadedzināšana: --- Apglabāšana poligonos: (Nacionālais stratēģiskais atkritumu apsaimniekošanas plāns) paredz bioatkritumu apglabā šanas poligonos samazināšanu Sadedzināšana: --- Apglabāšana poligonos: (Likums par atkritumiem) paredz bioatkritumu apglabāšanas poligonos samazināšanu Sadedzināšana: --- Direktīva par atkritumu poligoniem (1999/31/EK), Direktīva par atkritumu sadedzināšanu (2000/76/EK) 6 Šie parazitoloģiskie parametri ir jānosaka, taču tiem noteiktas atšķirīgas robežvērtības atkarībā no dūņu iedalījuma trīs klasēs. 106

109 DŪŅU LIKUMDOŠANA Krievija un Baltkrievija tabula. Smago metālu koncentrācijas robežvērtības, izmantojot notekūdeņu dūņas lauksaimniecībā, kas noteiktas ar spēkā esošajiem Krievijas un Baltkrievijas tiesību un normatīvajiem aktiem, salīdzinājumā ar ES noteikumiem. Krievija un Baltkrievija izmanto tos pašus standartus, tāpēc robežvērtības tiek salīdzinātas ar ES Direktīvā par notekūdeņu dūņām paredzētajām robežvērtībām. Valsts (analizējamā viela) Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn As mg/kg sausnas KRIEVIJA (dūņās: I grupa/ii grupa) 15/30 500/ / /15 200/ / / ES direktīva 86/278 (dūņās) RUSSIA (augsnē, ph>5,5) Maksimālā pieļaujamā koncentrācija - 6** 3* 2.1 4* 32/6* 23* 2 Pagaidu pieļaujamā koncentrācija (smilšmāls/māls) 0.5/2-33/132-20/80 32/130 55/220 55/10 ES direktīva 86/278 (augsnē, ph 6-7) g/ha/gadā KRIEVIJA (vidējā gada slodze uz augsni) ES direktīva 86/278 (gada slodze) Krievijas tiesību un normatīvajos aktos šīs robežvērtības nav noteiktas * vērtības noteiktas elementu mobilajām formām ** vērtība mobilajai Cr (III) formai 107

110 DŪŅU LIKUMDOŠANA tabula. Spēkā esošo Krievijas un Baltkrievijas tiesību aktu par dūņu apstrādi un ES noteikumu kopsavilkuma analīze. MS = ES dalībvalsts (-is); N = slāpeklis; --- = nav norādīts. Aspekts Valsts KRIEVIJA ES Apstrādes metodes (izmantošana lauksaimniecībā) Neapstrādātu dūņu izmantošana (izmantošana lauksaimniecībā) Patogēnu robežvērtības (izmantošana lauksaimniecībā) Organisko savienojumu robežvērtības (izmantošana lauksaimniecībā) Maks. apjoms augsnei (izmantošana lauksaimniecībā) Bioloģiskā, termiskā apstrāde, aerobā stabilizācija, ilgtermiņa uzglabāšana, pasterizācija, kompostēšana Nav specifisku noteikumu Escherichia coli >100/1000*, Salmonella, helmintu oliņas un kāpuri un zarnu patogēno vienšūņu cistas Organiskās vielas >20%, kopējais N >0,6% no DM, P2O5 >1,5% no DM Maks. kopējā N apjoms 300 kg / ha/gadā; maks. pieļaujamais sausnas apjoms: smagas augsnes: 10 t/ha/5 gados, vieglas smilšu augsnes: 7 t/ha/ 3 gados Bioloģiskā, ķīmiskā, termiskā, ilgstoša uzglabāšana vai cits process, kas ievērojami samazina veselības apdraudējumu Dalībvalstīm ir atļauts pašām noteikt neapstrādātu dūņu izmantošanas nosacījumus (ja tās tiek ievadītas vai iestrādātas augsnē) Dalībvalstīm jānosaka maksimālais atļautais augsnes apstrādāšanā izmantojamais dūņu apjoms Analīžu biežums (izmantošana lauksaimniecībā) Dūņas: nav noteikts. Augsne: pirms pirmās izmantoša-nas Dūņas: 1 vai 2 reizes gadā Augsne: pirms pirmās izmantošanas (dalībvalsts var noteikt biežāk) Izmantošana mežsaimniecībā, mežkopībā, rekultivācijā, zaļajās zonās Atļauta industriālajā dārzkopībā, zaļajās zonās, mežos, atkritumu poligonu rekultivācijai Direktīva par notekūdeņu dūņām (86/278/EEK) nereglamentē Sadedzināšana/ apglabāšana poligonos Apglabāšana poligonos: dūņas tiek pieņemtas cieto sadzīves atkritumu poligonos, apstrāde nav vajadzīga Sadedzināšana: --- Direktīva par atkritumu poligoniem (1999/31/EK) Direktīva par atkritumu sadedzināšanu (2000/76/EK) * I dūņu grupai/ II grupai 108

111 DŪŅU LIKUMDOŠANA 12.3 SECINĀJUMI Baltijas jūras reģiona valstīs ir spēkā trīs veidu tiesību un normatīvie akti, kas reglamentē dūņu apstrādi: ES līmeņa direktīvas un pārējie tiesību akti, ES dalībvalstu tiesību normas, kas izstrādātas, lai ieviestu iepriekšminētās direktīvas, un to valstu standarti un normatīvi, kas nav ES dalībvalstis. Visus tos var aplūkot divos aspektos: forma, kādā tiesību akti ir pieņemti, un to prasību saturs. Lai gan prasības satura nozīme ir acīm redzama, izvērtējot tiesiskos ierobežojumus, ir svarīgi arī ņemt vērā normatīvo dokumentu formu vai tipu. Nacionālie tiesību un normatīvie akti, ar kuriem tiek ieviestas ES direktīvas, valstu, kas nav ES valstis, valsts standarti Lielākā daļa ES dalībvalstu tiesību un normatīvo aktu attiecībā uz dūņām ir izstrādāta, lai ieviestu ES direktīvas, no kurām svarīgākā ir Direktīva par notekūdeņu dūņām. Šī iemesla dēļ to forma un struktūra ir līdzīga. Gan Somijas Lēmums, gan arī Vācijas Rīkojums par notekūdeņu dūņu izmantošanu lauksaimniecībā skaidri izslēdz dūņu izcelsmes mēslošanas līdzekļus no to piemērošanas jomas. Arī Zviedrijas un Dānijas Rīkojumi ir ļoti līdzīgi, taču Dānijā dūņu izmantošanu lauksaimniecības vajadzībām reglamentē un kontrolē divi likumi. Baltijas valstīs aina ir atšķirīga: tikai Igaunijas Noteikumu struktūra ir līdzīga Somijas Lēmuma struktū rai. Turklāt visas trīs valstis Igaunija, Latvija un Lietuva reglamentē vairākus dūņu izmantošanas veidus vienā juridiskā dokumentā, kas parasti papildus to izmantošanai lauksaimniecībā ietver arī zemes rekul tivāciju, teritoriju apzaļumošanu, lietojumu zaļajās zonās un mežsaimniecībā, kā arī nepārtikas kultūraugu mēslošanai. Latvijas tiesību un normatīvie akti reglamentē visus gan notekūdeņu dūņu, gan arī komposta izmantošanas noteikumus. Polijā daļa no prasībām attiecībā uz dūņām ir iekļauta vispārējā Likumā par atkritumiem, bet pārējā īpašā Dekrētā par notekūdeņu dūņām. Krievijā un Baltkrievijā noteikumi par dūņām ir noformēti pilnīgi atšķirīgā veidā. Atšķirībā no citām reģiona valstīm Krievijas normas, kas reglamentē dūņu izmantošanu lauksaimniecībā, nav tiesību vai normatīvo aktu, rīkojumu vai lēmumu līmenī, tās ir marķētas kā valsts standarts" un pēc rakstura pielīdzināmas Eiropas Standartizācijas komitejas (CEN) dokumentiem attēls. Fotoattēls: Johanna Karhu, HELCOM. Dūņu apstrādes un utilizēšanas ierobežojumi un prasības To ierobežojumu saturu, ko Baltijas jūras reģionu valstu tiesību un normatīvie akti nosaka dūņu apstrādei, var iedalīt prasībās, kuras ir kopīgas visiem minētajiem aktiem, un īpašās prasībās, kuras noteiktas tikai vienā valstī. Kopīgie ierobežojumi parasti attiecas uz šādiem faktoriem: priekšapstrādes metodes; smago metālu koncentrācijas robežvērtības dūņām un augsnei; ierobežojumi attiecībā uz kultūraugiem un platībām, kurās dūņas tiek izmantotas; tiesību un normatīvo aktu ievērošanas kontrole. Smago metālu robežvērtības dūņām un augsnei viszemākās ir Skandināvijas valstīs. Zviedrijā un Vācijā dūņu apglabāšana poligonos ir aizliegta, bet Dānijā un Somijā tā tiek izmantota ļoti reti, lai gan oficiāli nav aizliegta. Sakarā ar šiem faktoriem ir pieņemts uzskatīt, ka Skandināvijas valstu tiesību un normatīvie akti ir visstingrākie, taču Baltijas valstis un Polija savukārt ir noteikušas konkrētas un stingras sīki izstrādātas prasības, piemēram, attiecībā uz dūņu apstrādes procesiem un platībām, kurās dūņu izmantošana nav atļauta. Tas, 109

112 DŪŅU LIKUMDOŠANA vismaz no formālā viedokļa, padara dūņu izmantošanu sarežģītāku. Krievijas normas šajā aspektā ir ļoti līdzīgas Polijas un Baltijas valstu normām, paredzot vēl sarežģītākas to dūņu apjoma aprēķināšanas metodes, kuras atļauts izkliedēt uz lauksaimniecības augsnēm. Specifiskākas prasības attiecas uz tādiem jautājumiem kā ikgadējās slodzes, platības, kurās dūņas tiek izmantotas, kā arī nelauksaimnieciski izmanto šanas veidi. Tā, piemēram, sakarā ar to, ka ES Direktīva par notekūdeņu dūņām pieļauj izmantot abus ikgadējās slodzes noteikšanas paņēmienus, tikai Dānija, Zviedrija un Polija ir noteikušas maksimālo pieļaujamo sausnas daudzumu gadā, kuru atļauts izmantot augsnes apstrādāšanai (attiecīgi 7 tonnas/ha/ gadā, 5 tonnas/ha/3 gados un 3 tonnas/ha/gadā). Citas valstis ir izvēlējušās noteikt gada vidējo smago metālu koncentrācijas slodzi. Kaut arī Krievijai kā valstij, kas nav pievienojusies ES, nav jāpilda šīs prasības, tā ir noteikusi maksimālo pieļaujamo sausnas daudzumu gadā: 10 tonnas/ha/5 gados smagām augsnēm un 7 tonnas/ha/3 gados vieglām smilšainām augsnēm. Platības, kurās notekūdeņu dūņu izmantošana nav atļauta, parasti ir pļavas un platības, kur tiek audzētas augļu un dārzeņu kultūras. Turklāt lielākā daļa valstu tiesību un normatīvo aktu papildina aizliegto platību sarakstu, iekļaujot tajā, piemēram, nacionālos parkus un aizsargājamās teritorijās, zonas ūdenstilpju tuvumā (Latvijas noteikumos tas ir ļoti precīzi definēts), applūstošas platības un mitrājus, kā arī sasalušu un apsnigušu augsni. Ģeogrāfiski dūņu izmantošana ir ierobežota tikai Polijā, kur normatīvie akti nosaka, ka dūņas var izmantot lauksaimniecības vajadzībām tikai tās vojevodistes (provinces) teritorijā, kur tās tiek ražotas. Attiecībā uz dūņu izmantošanas periodu kopumā ir aizliegts izmantot dūņas kultūraugu veģetācijas periodā (dažās valstīs ir skaidri definēts laika posms starp dūņu izmantošanu un audzēšanas sākumu). Lietuvas noteikumi nosaka, ka dūņas aizliegts izmantot no 15. decembra līdz 1. martam. Vairumā reģiona valstu dūņu izmantošana ir atļauta nelauksaimniecības kultūru audzēšanā, mežsaimniecībā, zaļajās zonās, rekultivācijā vai meliorācijā, dažos gadījumos nosakot tādus pašus smago metālu koncentrācijas ierobežojumus, kādi noteikti izmantošanai lauk saimniecībā. Tikai Vācijas un Polijas tiesību akti aizliedz izmantot dūņas mežsaimniecībā Vācijas Rīkojums par notekūdeņu dūņām aizliedz izmantot dūņas arī mežkopībā un zaļajās zonās. Dānijā zaļajās zonās atļauts izmantot tikai pasterizētas notekūdeņu dūņas, par dūņu izmantošanu dabiskajos mežos pašvaldības piemēro soda sankcijas. 110

113 13. DAŽĀDU DŪŅU APSAIMNIEKOŠANAS VEIDU IZMANTOŠANAS STIMULI UN ŠĶĒRŠĻI Sarkanās aļģes, gliemenes un jūras pīlītes Baltijas jūrā. Fotoattēls: Samuli Korpinen, HELCOM.

114 STIMULI Dūņu apstrādes ikdienas izvēle un nākotnes problēmas nav saistītas tikai ar ūdens resursu apsaimniekošanas jautājumiem, bet ir atkarīgas arī no ierobežojumiem, stimuliem un politikas, piemēram, lauksaimniecības un enerģētikas jomās, tādējādi var teikt, ka problēmas ir saistītas ar plašākiem politikas vadlīniju un pārvaldes jautājumiem. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtām Baltijas jūras reģionā tomēr jau pašlaik ir iespējas attīstīt modernu bioattīrīšanas koncepciju, ražojot atjaunojamos energoresursus un reciklējot barības elementus DŪŅU APSTRĀDES TEHNOLOĢIJU IESPĒJU IZMANTOŠANAS IZMAKSAS UN EKONOMISKIE STIMULI Dūņu apsaimniekošanas izmaksas var sastādīt līdz 50% no kopējām notekūdeņu attīrīšanas iekārtas ekspluatācijas izmaksām, un dūņu apstrādes un utilizēšanas optimizācija var būtiski paaugstināt visas ūdens resursu apsaimniekošanas izmaksu efektivitāti (Starberg un citi, 2005). Dūņu transporta, utilizēšanas un iespējamās žāvēšanas izmaksas ir tieši atkarīgas no dūņu atūdeņošanas efektivitātes un sasniegtā sausnas satura (sīkāku infor māciju skat nodaļā). Šajā sakarā ieteicams sīki ap rēķināt atūdeņošanas rezultātus, enerģijas izmaksas un ķīmiskās apstrādes izmaksas, veicot eksperimentālos testus, lai pārbaudītu dažādas iespējas, un ņemt rezultātus vērā, pieņemot lēmumus un organizējot iepirkuma konkursus. Pieaugošās ārējo enerģijas avotu izmaksas, kā arī regulēti tarifi un pārējās atjaunojamo enerģijas avotu atbalsta shēmas ir anaerobās fermentācijas un biogāzes ražošanas ekonomiskie stimuli notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Tomēr galvenais fermentācijas mērķis ir stabi lizēt dūņas, turklāt, maksimāli palielinot enerģijas ražošanu, jāveic arī citu procesu turpmāka optimizācija un attīstīšana (Arnold, 2010). Lai gan biogāzes ra žo šanu iespējams uzlabot arī ar priekšapstrādes me todēm, piemēram, ar sadalīšanu ar ultraskaņu, šīm metodēm nepieciešamas papildu investīcijas un eks pluatācijas izmaksas. Tomēr veiksmīgi tehniskie risinā jumi var ietaupīt naudu, piemēram, saskaņā ar Ultrawaves GmbH aplēsēm sadalīšanas ar ultra skaņu ieviešana Bambergas notekūdeņu attīrīšanas iekārtā Vācijā gaistošo vielu noārdīšanai ļāva ietaupīt apmēram 1,5 miljonus eiro, jo nebija nepieciešams būvēt jaunu bioreaktoru (Nickel, 2011). Salīdzinot dažādus risinājumus un ņemot vērā plašākus vides apsvērumus, iegūti pretrunīgi rezultāti. Piemēram, aprites cikla novērtējums liecina, ka dūņu sadedzināšana var būt dārgāka nekā citi risinājumi, neraugoties uz elektroenerģijas un siltumenerģijas ietaupījumu, ja ņem vērā siltumnīcefekta gāzu emisijas un neto oglekļa nospiedumu (Barber, 2009). Ir pierādīts, ka plaši izmantojamajai anaerobajai fermentācijai, jo īpaši ar modernu priekšapstrādi, ir ļoti zemas oglekļa emisijas, toties var rasties problēmas ar siloksāna, sēra vai halogēnu piemaisījumiem, kuru iedarbībā var sarūsēt iekārtas vai iestāties negaidītas izmaiņas tehnoloģiskajos procesos un procesa nestabilitāte (Arnold, 2010). Bez tam dūņu apstrādes izmaksas attīrīšanas iekārtās ietekmē arī vietējās dūņu utilizēšanas iespējas. Baltijas jūras reģionā dūņām, kas paredzētas izmantošanai lauksaimniecībā, vairumā gadījumu ir nepieciešama higienizācija. Kompostēšanai kā dūņu apsaimniekošanas variantam nepieciešamās platības pieejamība un tādējādi arī kompostēšanas izmaksas dažādās valstīs un dažādās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās var ievērojami atšķirties. Attīrīšanas iekārtām pastāv iespēja izmantot ārēju uzņēmumu ārpakalpojumus, nododot tiem dūņas augsnes uzlabotāju vai mēslošanas līdzekļu ražošanai vai ārējiem biogāzes apsaimniekotājiem attēls. Fotoattēls: Shutterstock/Hraska. 112

115 STIMULI 13.2 BĪSTAMAS VIELAS UN DŪŅU KVALITĀTE Notekūdeņu dūņas ir jāstabilizē un, iespējams, arī jādezinficē, lai iznīcinātu patogēnus. Papildus patogēniem dūņas satur daudz ķimikāliju mazos daudzumos. ES un nacionālie tiesību un normatīvie akti jau sen reglamentē smago metālu koncentrāciju, un tas ir nodrošinājis ievērojamu to apjoma samazināšanos sadzīves notekūdeņu dūņās. Nesen norisinājās intensīva diskusija par organiskajām vielām, kas atrodas sadzīves notekūdeņos un dūņās un tiek klasificētas kā bīstamas vielas. Attiecībā uz smagajiem metāliem jāatzīmē, ka augstu vara un cinka koncentrāciju notekūdeņos parasti rada mājsaimniecības, bet kadmija, hroma, dzīvsudra ba un cinka klātbūtni parasti rada rūpniecības uzņē mumi. Pēdējo 20 gadu laikā daudzās valstīs ir samazinājusies smago metālu koncentrācija notekūdeņu dūņās. Sadedzinot dūņas, tiek iznīcināti organiskie mikropiesārņojumi, dzīvsudrabs tiek atdalīts dūmgāzu attīrīšanas iekārtās, taču visu citu smago metālu koncentrācija pieaug, kas nepieļauj pelnu izmantošanu tiešai mēslošanai. Dažiem minerālmēslojumiem raksturīga augsta kadmija un urāna koncentrācija, kas nav raksturīga notekūdeņu dūņām (skat. 9. un 11. nodaļu). Organiskās ķīmiskās vielas dūņās galvenokārt rada mājsaimniecības, bet zināmā mērā arī rūpnieciskie notekūdeņi, ja tādi tiek ievadīti attīrīšanas iekārtās. Šie mikropiesārņotāji var ietekmēt dūņu izmantošanu augsnes uzlabošanai vai barības elementu reciklēšanai. Tā, piemēram, zāļu un liesmu slāpētāju atlieku un to noārdīšanās vai transformācijas produktu ir daudz un to ierobežošana vai pat konkrētu vielu monitorings sarežģīts un dārgs. Baltijas jūras reģionā Dānija un Vācija savu valstu tiesību un normatīvajos aktos ir noteikušas ierobežojumus attiecībā uz dažu organisko savienojumu klātbūtni notekūdeņu dūņās, kas tiek izmantotas lauksaimniecībā. Arī Zviedrija ir ieviesusi dažu organisko savienojumu standarta ierobežojumus. Lai izvērtētu riskus, jānovērtē noteiktu bīstamo vielu iespējamā kaitējuma varbūtība, tostarp iespējamie ceļi no bīstamo vielu avota (piemēram, notekūdeņu dūņām) uz receptoriem vidē vai cilvēku populācijā. Tradicionāli bīstamo vielu kontrole notekūdeņos un dūņās balstās uz ķīmiskajām analīzēm un atsevišķu vielu vai vielu grupu koncentrācijas robežvērtībām. Šī jautājuma risināšana ir sarežģīta arī tāpēc, ka gan dūņu apstrādes laikā, gan pēc nonākšanas augsnē norisinās atsevišķu piesārņotāju fizikālā, ķīmiskā un mikrobioloģiskā transformācija, noplūde un aizture (Aubain un citi, 2002). Daži patogēnu iznīcināšanas pasākumi, kas nepieciešami, ja dūņas tiek izmantotas lauksaimniecības kultūru audzēšanas platībās (higienizācija, laika ierobežojumi, kultūraugu vai platību tipi), arī var samazināt mikropiesārņojuma ietekmi. Ir izteikti priekšlikumi novērtēt visu potenciāli kaitīgo īpašību kopējo ietekmi un ekotoksiskumu izmaksu ziņā efektīvāk nekā tas iespējams, balstoties uz vienas vielas analīzēm, piemēram, veikt visu notekūdeņu analīzi (whole effluent analysis (WEA)), kas Vācijā un Dānijā tiek veikta dažiem rūpniecības notekūdeņiem. Plašāka WEA izmantošana sadzīves notekūdeņiem vai dūņām ir aplūkota projekta Bīstamo vielu kontrole Baltijas jūras reģionā, COHIBA (Nakari ANO Citi, 2011) ietvaros, bez tam to ir apspriedusi HELCOM Monitoringa un novērtēšanas grupa (HELCOM MONAS, 2011). EUREAU ir komentējusi WEA 113

116 STIMULI pieeju, uzsverot avota kontroles nepieciešamību, t.i., nepieciešamību novērst vielu nokļūšanu notekūdeņos un attīrīšanas iekārtās. WEA pieeja kā tāda būtu jāapvieno ar ķīmiskām analīzēm, lai noteiktu bīstamo vielu avotus un plānotu preventīvos pasākumus pēc kaitīgas ietekmes konstatēšanas konkrētā notekūdeņu kanalizācijas sistēmā. COHIBA ietvaros ir izstrādāti vadlīniju dokumenti un rekomendācijas, kā izanalizēt un salīdzināt dažādus pasākumus, kuru mērķis ir rentablā veidā samazināt noteiktu bīstamu ķīmisku vielu emisijas no sadzīves notekūdeņiem (Mathan un citi, 2012). Parasti dūņu sadedzināšanai tiek dota priekšroka gadījumos, kad lauksaimniecības platības, kurās dūņas varētu izmantot, ir pārāk ierobežotas vai atrodas ļoti tālu, kā arī tad, ja sabiedrība kategoriski iebilst pret dūņu izmantošanu lauksaimniecībā. Diskusijas par organisko ķīmisko vielu klātbūtni dūņās arī veicina sabiedrības pretestību pret dūņu izmantošanu lauksaimniecības vajadzībām (Aubain un citi, 2002). Sadedzināšanas rezultātā tiek iznīcinātas kaitīgās ķīmiskās vielas un ražota enerģija, tomēr vērtīgie barības elementi tiek zaudēti pelnos, kas parasti tiek uzskatīti par bīstamiem atkritumiem. Sadedzināšanas iekārtas arī rada emisijas gaisā, augsnē un, iespējams, arī ūdenī, bez tam apsaimniekotājam nepieciešama par vidi atbildīgo iestāžu atļauja (skat. 12. nodaļu). Tomēr valstīs, kur dūņu izmantošanai lauksaimniecībā un teritoriju labiekārtošanā ir svarīga nozīme, jau sen ir ieviesta prasība nodrošināt, lai attīrīšanas iekārtās ievadāmo notekūdeņu kvalitāte atbilstu noteiktām prasībām. Ja priekšroka tiek dota sadedzināšanai, nav nekāda stimula nodrošināt dūņu kvalitāti FOSFORA RECIKLĒŠANA UN DŪŅU UTILIZĒŠANA Desmitiem gadu ārkārtīgi vērtīgais fosfors kopā ar nepietiekami attīrītajiem notekūdeņiem tika izvadīts ūdensceļos. Kopš divdesmitā gadsimta septiņdesmitajiem un astoņdesmitajiem gadiem sadzīves notekūdeņi Baltijas jūras reģionā tiek attīrīti pamatīgāk un efektīvāk, taču no notekūdeņu plūsmas atdalīto barības elementu atkalizmantošana nenotiek efektīvi. Lai palielinātu fosfora reciklēšanas efektivitāti, notekūdeņu attīrīšanas politikā fosfors jāuztver ne tikai kā piesārņojoša viela, bet arī kā atgūstamais resurss. Efektīvāka fosfora reciklēšana varētu arī palīdzēt samazināt fosfora slodzi uz vidi. Laika posmā no līdz gadam visā pasaulē mēslošanas līdzekļu patēriņš palielinājās sešas reizes, bet fosfora koncentrācija ekosistēmās pieauga vismaz par 75 % (UNEP, 2011). Fosfors no raktuvēm vispirms nonāk ķīmiskajā rūpniecībā un pēc tam kā mēslošanas līdzeklis (90 % no fosfātiem visā pasaulē tiek izmantoti lauksaimniecībā) lauksaimniecībā un kultūraugsnē, pēc tam graudu, dārzeņu un gaļas sastāvā tas nonāk pārtikas rūpniecībā, kā pārtikas produkts tirgū, no tirgus pie patērētājiem ēšanai un beidzot notekūdeņos. Fosfora zudumi sistēmā ir milzīgi ceļā no raktuves līdz mājsaimniecībām tiek zaudēti apmēram 80 % fosfora. Nepārtraukti tiek veikti pasākumi, lai samazinātu fosfora zudumus lauksaimniecībā, piemēram, uzlabojot augsnes kvalitāti un novēršot eroziju. Tajā pašā laikā palielinās iedzīvotāju skaits un mainās ēšanas paradumi cilvēki patērē aizvien vairāk gaļas un piena produktu, kā rezultātā visā pasaulē palielinājies pieprasījums pēc fosfora (Schröder un citi, 2011), tāpēc nepieciešams paaugstināt gan fosfora izmantošanas efek tivitāti, gan arī tā reģenerāciju atkalizmantošanai. ES mērķis ir samazināt atkarību no fosfora, gan samazinot tā zudumus (efektivitāte), gan arī palielinot tā reciklēšanas apjomu (reģenerācija); fosfors jau ir definēts kā prioritārais resurss (EEZ, 2011). Pašlaik ES vairāk nekā 40 % no notekūdeņu dūņām tiek izkliedēti augsnē (Milieu, 2008), tomēr augi daļu no tām neuzņem un nepārstrādā, jo fosfors ir saistīts ar dzelzs un alumīnija sāļiem, kas šķīst ļoti lēni (Schröder un citi, 2011). Nacionālo normatīvo aktu par mēslošanas līdzekļiem un Kopējās lauksaimniecības politikas (KLP) noteikumos par subsīdijām lauksaimniekiem iespējams paredzēt noteiktu fosfora šķīdības līmeni mēslošanas līdzekļos vai augsnes uzlabošanas līdzekļos. Visas fosfora reģenerācijas tehnoloģijas vēl joprojām atrodas izmēģinājuma vai demonstrācijas posmos, un tām piemīt dažādas tehniskas problēmas, tāpēc to izmantošana pagaidām nav ekonomiski pamatota Baltijas jūras reģionā vienīgais to izmantošanas piemērs ir Vācijā (skat. 11. nodaļu). Maz ticams, ka atsevišķs ūdens attīrīšanas uzņēmums reģionā varētu tālāk attīstīt šādu tehnoloģiju un mainīt dūņās esošā fosfora ķīmisko formu, pie- 114

117 STIMULI mēram, izdalot to no dzelzs savienojumiem un radot sa vienojumus ar augstāku šķīdības pakāpi. Ir izvirzīti priekšlikumi ieviest finanšu instrumentus, lai palielinātu fosfora pārstrādāšanas apjomu, piemēram, aplikt ar nodokli vai aizliegt izmantot dzelzs savienojumus kā nogulsnētājus attīrīšanas iekārtās (Schroder un citi, 2011), taču tas ir pretrunā ar stingrajām fosfora atdalīšanas prasībām un vides politikas mērķiem krasi samazināt fosfora slodzi uz viegli ievainojamo Baltijas jūru un tās hidrogrāfiskā baseina ūdenstecēm. Pirms uzsākt ražot kompostu vai citus dūņu izstrādājumus izmantošanai ne tikai lauksaimniecībā, bet arī teritoriju labiekārtošanā, rekultivācijā un zaļajās zonās, ūdens resursu apsaimniekošanas uzņēmumam (vai uzņēmumu grupai) jāizpēta vietējā tirgus konjunktūra. Bez tam pastāv iespēja, ka ir ieviesti dažādi noteikumi un nosacījumi attiecībā uz mēslošanas līdzekļu atbilstību prasībām un konkrētā izstrādājuma izmantošanai augsnes apstrādāšanai ir jāsaņem atļauja. Atļaujas saņemšana nav ūdens resursu apsaimniekošanas uzņēmuma pienākums, jo parasti šos izstrādājumus izplata un izmanto citi tirgus dalībnieki, piemēram, lauksaimnieki, taču šis fakts var ietekmēt tirgus konjunktūru. Baltijas jūras reģiona valstīs tiek īstenotas dažādas dūņu likvidēšanas stratēģijas: Somijā un Igaunijā vairāk nekā 80 % dūņu tiek kompostēti un izmantoti teritoriju labiekārtošanā vai zaļajās zonās; Latvijā un Lietuvā vairāk nekā 30 % tiek izmantoti lauksaimniecībā; Vācijā vairāk nekā 50 % tiek sadedzināti (Milieu un citi, 2008). Dažās valstīs nelielā apjomā tiek izmantota dūņu apglabāšana poligonos, piemēram, Zviedrijā, Polijā un Igaunijā pašlaik vairāk nekā 10 % notekūdeņu dūņu tiek apglabāti poligonos. Organisko atkritumu apglabāšanas apjoms tiek ierobežots, un tuvākajā nākotnē ES tiks praktiski aizliegta dūņu un to kompostu apglabāšana poligonos, tāpēc ir jāizstrādā citas utilizēšanas iespējas. Reģiona valstīs ārpus ES dūņu uzglabāšana lagūnās vai apglabāšana atkritumu poligonos joprojām ir visbiežāk izmantotā dūņu utilizēšanas metode, tomēr daudzās notekūdeņu attīrīšanas iekārtās tiek izmantotas vai tiek plānots izmantot arī tādas dūņu apstrādes metodes kā sadedzināšana, anaerobā fermentācija un kompostēšana. Valsts enerģētikas politika atstāj ievērojamu ietekmi uz šo metožu pieejamību. Ir izvirzīts priekšlikums izstrādāt ES direktīvu par fosforu un pārtikas drošību, ieviešot finanšu instrumentus, piemēram, nodokļus par fosfora zudumiem un reģenerācijas un reciklēšanas pasākumu finansēšanu (Schröder, 2011). Pastāv arī konkrētu valstu izvirzīti mērķi (skat nodaļu), piemēram, Zviedrija apņēmusies līdz gadam ieviest līdz 60 % sadzīves notekūdeņos esošā fosfora reciklēšanu. Interesi par šo pasākumu izrāda arī rūpniecības uzņēmumi: Eiropā lielākais fosfātu un kālija mēslošanas līdzekļu ražotājs ICL Fertilizers Europe plāno izmantot reciklēto fosforu kā % no savām izejvielām (SCOPE, 2012; ICL Fertilizers Europe, 2012) attēls. Fotoattēls: Minna Pyhälä, HELCOM. 115

118 STIMULI 13.4 TIESISKAIS REGULĒJUMS ES DIREKTĪVAS UN NACIONĀLIE TIESĪBU UN NORMATĪVIE AKTI Pašreizējos kopīgajos ierobežojumos attiecībā uz iespējamajiem dūņu apstrādes un utilizēšanas paņēmieniem ir iekļauti priekšapstrādes metožu ierobežojumi, smago metālu koncentrācijas robežvērtības dūņām un augsnei, ierobežojumi attiecībā uz kultūraugiem un platībām, kur atļauts izmantot dūņas, kā arī noteikumu ievērošanas kontrole (skat. 12. nodaļu). Astoņās no deviņām Baltijas jūras reģiona valstīm dūņu apsaimniekošanu un utilizēšanu reglamentē daudzas ES līmeņa direktīvas. ES Pamatdirektīva par atkritumiem definē notekūdeņu dūņas kā atkritumus. Savukārt Direktīva par komunālo notekūdeņu attīrīšanu aizliedz dūņu apglabāšanu virszemes ūdeņos vai izmešanu no kuģiem un izvadīšanu no cauruļvadiem kopš gada. Bez tam visus iespējamajos gadījumos jāveicina dūņu atkalizmantošana un līdz minimumam jāsamazina utilizēšanas veida negatīvā ietekme uz vidi. Lauksaimniecībā sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu dūņas atļauts izmantot tikai saskaņā ar trešo direktīvu Direktīvu par notekūdeņu dūņām, kas paredz pieņemamās lauksaimniecībā izmantojamo dūņu apstrādes metodes: bioloģiskā, ķīmiskā vai termiskā apstrāde, ilgstoša uzglabāšana vai cits pieņemams process, kura rezultātā ievērojami samazinās dūņu fermentācijas spēja un ar to izmantošanu saistītais veselības apdraudējums. Ceturtā direktīva Direktīva par atkritumu poligoniem aizliedz šķidro atkritumu pieņemšanu poligonos, kā arī pienākumu samazināt poligonos apglabājamo biosabrūkošo atkritumu, tajā skaitā notekūdeņu dūņu, apjomu, izmantojot atkritumu šķirošanu, kompostēšanu, biogāzes ražo šanu vai materiālu un enerģijas reģenerāciju un recik lēšanu. Direktīva par atkritumu sadedzināšanu reglamentē dūņu sadedzināšanas iekārtu ekspluatāciju, nosakot pienākumu saņemt nacionālo vides iestāžu apstiprinājumu un reglamentējot visas šo iekārtu emisijas. Bez šīm piecām direktīvām pastāv arī citas, kas ietekmē sadzīves notekūdeņu dūņu apsaimniekošanu, piemēram, direktīvas par ķīmiskajām vielām. Jaunākās likumdošanas jomas iniciatīvas ir nesenā Direktīvas par notekūdeņu dūņām grozījumu apspriešana gadā ierosinātais 3. grozījumu projekts ierosina gandrīz pilnīgu direktīvas pārskatīšanu: svarīgākie jaunie aspekti paredz ieviest precīzas prasības attiecībā uz jēdzienu (1) paplašināta apstrāde un (2) tradicionālā apstrāde definīcijām galvenokārt saistībā ar dūņu higienizāciju un smaku samazināšanu gadā Eiropas Komisija noraidīja ideju par atsevišķiem ES tiesību aktiem par bioatkritumu apsaimniekošanu, tāpēc jauni risinājumi, kas atbalsta labāku bioatkritumu apstrādi, bija jāmeklē, pārskatot spēkā esošos tiesību aktus, konkrēti, ES Direktīvu par notekūdeņu dūņām, tāpēc 3. projekts zaudēja nozīmi. Pašlaik ir izstrādāts jaunākais Darba dokuments par dūņām un bioatkritumiem, kas ierosina trīspakāpju likumdošanas sistēmu, kurā tiek nošķirti produkta kvalitātes komposts vai digestāts, lauksaimniecībā izmantojamās dūņas un bioatkritumi, kā arī zemākas kvalitātes bioatkritumi un dūņas, kurus atļauts izmantot tikai nelauksaimniecības platībās. Baltijas jūras reģiona valstīs pastāv konkrētu valstu tiesību un normatīvo aktu atšķirības, pie mē ram, visstingrākie smago metālu koncentrācijas ierobežojumi ir noteikti Skandināvijas valstīs un Vācijā. Igaunijā, Latvijā, Lietuvā (Baltijas valstis) un Polijā pastāv sīki izstrādāti dūņu apstrādes noteikumi un ierobežojumi attiecībā uz platībām, kurās dūņu izmantošana ir aizliegta. Izmantojot dūņas lauksaimniecībā un teritoriju labiekārtošanā, noteikti platību un dūņu izmantošanas laika ierobežojumi. Krievijā pastāv valsts standarti GOST un SanPiN, kas tiek piemēroti arī Baltkrievijā un satur tādas pašas prasības un noteikumus attiecībā uz dūņu apstrādi un izmantošanas platībām, kādi ir spēkā Baltijas valstīs attēls. Fotoattēls: Shutterstock. 116

119 STIMULI 13.5 POLITISKĀ PĀRVALDĪBA UN CITAS REGULATĪVĀS METODES Papildus direktīvām Eiropas Savienībai ir arī citi pārvaldības instrumenti. Vēl viena starptautiska mēroga organizācija ir starpvaldību Baltijas jūras vides aizsardzības komisija (HELCOM), kas īsteno plaša mēroga politiku un rekomendācijas, pamatojoties uz ekosistēmisku pieeju, lai uzlabotu jutīgās jūras vides stāvokli un samazinātu piesārņojumu. Tā kā arī Krievija ir pievienojusies HELCOM, visas deviņas Baltijas jūras reģiona valstis ir apņēmušās īstenot HELCOM politiku. Baltijas jūra salīdzinājumā ar citām Eiropas jūrām ir īpaši jutīga pret barības elementu slodzi. Viens no svarīgākajiem Helsinku komisijas uzdevumiem ir sniegt rekomendācijas par pasākumiem, kas jāveic attiecībā uz konkrētiem piesārņojuma avotiem vai piesārņotām teritorijām, ņemot vērā Baltijas jūras reģiona īpatnības. Līgumslēdzējas puses īsteno šīs rekomendācijas ar savu valstu tiesību aktiem. Kopš divdesmitā gadsimta astoņdesmito gadu sākuma HELCOM ir pieņēmusi vairāk nekā 260 HELCOM rekomendāciju par Baltijas jūras aizsardzību, no kurām šobrīd ir spēkā Sagaidāmās HELCOM rekomendācijas par ilgtspējīgu dūņu apsaimniekošanu (skat nodaļu) varētu noteikt minimālo pieļaujamo ilgtspējīgu dūņu apstrādes procesa rezultātu neatkarīgi no konkrētiem tehniskajiem risinājumiem dažādās attīrīšanas iekārtās. Vadlīnijas ar mērķi racionalizēt un saskaņot dažādās prasības attiecībā uz dūņu izmantošanu, piemēram, lauksaimniecībā, varētu uzlabot pašreizējo situāciju. Šādā ilgtspējīgas dūņu apsaimniekošanas regulējumā varētu iekļaut arī ieteikumus par elektroenerģijas ražošanu nelielā apjomā, tālāko fosfora reciklēšanu, izmantojot dūņu produktus lauksaimniecībā, kā arī dūņās esošo kaitīgo vielu riska novērtēšanas vadlīnijas. Ir vieglāk un rentablāk samazināt fosfora izlietojumu šī izlietojuma rašanās vietā nekā tā beigu posmā. Ir aprēķināts, ka viena trešdaļu no fosfora apjoma sadzīves notekūdeņos varētu samazināt, ieviešot mazgāšanas līdzekļus bez fosfātiem, kā arī tas, ka mazgāšanas līdzekļi veido pat līdz 25% no vidējās fosfora slodzes (Zviedrijas Ķīmisko vielu aģentūra, 2010). Veļas mazgāšanas līdzek ļos fosfātus parasti aizstāj ar polikarbonskābēm un mālu ceolītiem. Dažās Baltijas jūras reģiona valstīs mazgāšanas līdzekļu bez fosfora lietošana ir izplatīta HELCOM gadā pieņēma rekomendāciju 28E/7 par polifosfātu aizvietošanu mazgāšanas līdzekļos (HELCOM, 2007). Eiropas Parlaments gada decembrī atbalstīja gandrīz pilnīgu ES aizliegumu attēls. Fotoattēls: Jannica Haldin, HELCOM. izmantot fosforu mājsaimniecības veļas mazgāšanas līdzekļos no gada jūnija. Līdzīgi ierobežojumi iekšzemes trauku mazgāšanas līdzekļiem, iespējams, tiks piemēroti no gada janvāra. Sakarā ar plašāku ceolīta izmantošanu sagaidāms ikgadējā dūņu apjoma pieaugums, tomēr fosfora nogulsnēšanas ķimikāliju izmantošana samazinās, samazinoties fosfora koncentrācijai neapstrādātos notekūdeņos. Reālais šo noteikumu efekts vēl ir jāsagaida. Plāns, kā aizsargāt Eiropas ūdens resursus (Blueprint to Safeguard Europe's Water), ir ES politikas pasākums ar mērķi atrisināt problēmas, kas saistītas ar laba Eiropas ūdens resursu stāvokļa sasniegšanu līdz gadam, ko paredz gadā pieņemtā Pamatdirektīva par ūdens resursiem. Saskaņā ar šo plānu tiks ieviesti ar ūdeni saistītas zaļās infrastruktūras pasākumi, realizēta konsekventa pieeja attiecībā uz ūdens lietošanas un ūdens piesārņojuma izmaksu internalizāciju, veikti efektīvas ūdens resursu izmantošanas pasākumi un noteikti līdz gada beigām novēršamie inovāciju ieviešanas šķēršļi (EK, 2012) Eiropas Parlamenta un Padomes gada 14. marta Regula (ES) Nr. 259/2012, ar ko tiek grozīta Regula (EK) Nr. 648/2004 par fosfātu un citu fosfora savienojumu izmantošanu mājsaimniecības veļas mazgāšanas līdzekļos un mājsaimniecības trauku mazgāšanas mašīnās izmantojamajos mazgāšanas līdzekļos. Dokuments attiecas uz EEZ. 117

120 STIMULI Eiropas nacionālo ūdensapgādes un notekūdeņu apsaimniekošanas uzņēmumu asociāciju federācija EUREAU ir publicējusi savu nostāju attiecībā uz minēto plānu (EUREAU, 2012). Vienā no astoņiem iztirzātajiem jautājumiem tiek aplūkota ilgtspējīga dūņu apstrāde, uzsverot, ka dūņas būtu jāuzskata par resursu par barības elementu un enerģijas avotu. EUREAU norāda, ka sakarā ar vienota tiesiskā regulējuma trūkumu apsaimniekotāji nejūtas pārliecināti par nākotni, bez tam trūkst arī finansējuma. Tā kā ES Direktīvas par notekūdeņu dūņām pārskatīšana ir atlikta, nepastāv skaidri definēts juridisks instruments, kas atbalstītu dūņu bioloģisko reģenerāciju. EUREAU uzskata, ka ES atkritumu apsaimniekošanas stratēģijas un Pamatdirektīvas par atkritumiem ietvaros pašreiz notiekošā diskusija par atkritumu statusa beigām", rada iespēju atzīt dažus dūņu izcelsmes produktus, piemēram, kompostu, par lietderīgu mēslošanas līdzekli, ja tas atbilst augstas kvalitātes kritērijiem. Tas varētu būt stimuls, lai uzlabotu reciklēto dūņu kvalitāti un tādējādi uzlabotu arī to tēlu un pieņemamību. Izstrādājot atkritumu statusa beigu kritērijus 9, vajadzētu pievērst galveno uzmanību galarezultātam, nosakot galaprodukta kvalitāti, nevis aizliedzot dūņas kā izejmateriālu attēls. Fotoattēls: Johanna Karhu, HELCOM

121 LITERATŪRA 14. LITERATŪRA Adam, C Techniques for P-recovery from wastewater, sewage sludge and sewage sludge ashes an overview. In BALTIC 21. Seminar on Phosphorus recycling and good agricultural management practice Berlin. Arnold, M Is waste water our new asset? VTT Impulse 2/ impulse/56725/ ATV-DVWK-A 131E Dimensioning of Single-Stage Activated Sludge Plants, German water and waste water association (Former name ATV-DVWK, today DWA). Pieejams ISBN , ATV-DVWK-M 368E Biological Stabilisation of Sewage Sludge, German water and waste water association (Former name ATV-DVWK, today DWA). Pieejams ISBN , Aubain, P., Gazzo, A., le Moux, J., Mugnier, E Disposal and recycling routes for sewage sludge. Synthesis report 22 February Arthur Andersen, EC DG Environment B/2. Barber, W. P. F Influence of anaerobic digestion on the carbon footprint of various sewage sludge treatment options. Water and Environment Journal 23: Barjenbruch, M., Berbig C., Ilian J., Bergmann M Sewage sludge dewatering without flocculant aid. (Schlammentwässerung ohne Flockungshilfsmittel). WWT-online.de 10/ wwt-online.de/files/schlammentw%c3%a4sserung_ohne_flockungshilfsmittel.pdf, pēdējā piekļuve (Vācu valodā). Bayerle, N Phosphorus recycling in Gifhorn with a modified Seaborne process. (P-Recycling in Gifhorn mit dem modifizierten SeaborneProzess). Proceedings of BALTIC 21 Phosphorus Recycling and Good Agricultural Management Practice, Berlin.. (Vācu valodā). Beier M., Sander M., Schneider Y., Rosenwinkel K.-H Energy-efficient nitrogen removal. (Energieeffiziente Stickstoffelimination). Monthly journal of the DWA, KA, (Vācu valodā). Bergs C.-G New demand by sewage sludge and fertiliser regulation. (Neue Vorgaben für Klärschlamm nach der Klärschlamm-(AbfKlärV) und Düngemittelverordnung (DüMV)). VKU Infotag Klärschlamm, (Vācu valodā). Berliner Wasserbetriebe pēdējā piekļuve BIOPROS Short rotation plantations. Guidelines for efficient biomass production with the safe application of wastewater and sewage sludge. Pieejams pēdējā piekļuve BMBF&BMU pēdējā piekļuve Brendler, D Use of the KEMICOND-Method with chamber filter presses Results;. (Einsatz des KEMICOND-Verfahrens auf Kammerfilterpressen Ergebnisse aus der Praxis). Der Kemwaterspiegel 2006, Wasserspiegel% pdf. (Vācu valodā) Burton, F.L, Stancel H.D.,. Tchobangoulos, G Wastewater engineering, treatment and reuse. Metcalf and Eddy Inc, 4th edition. McGraw Hill. CEEP SCOPE Newsletter # Centre Européen d Etudes des Polyphosphates. CEEP SCOPE Newsletter # pdf. Centre Européen d Etudes des Polyphosphates. DWA-M 366DRAFT Mechanical dewatering of sewage sludge. (Maschinelle Schlammentwässerung). Entwurf German water and waste water association (DWA). Pieejams ISBN , (Vācu valodā) 119

122 LITERATŪRA DWA-M 381E Sewage sludge thickening, German water and waste water association (DWA), ISBN , Ener-G. About Digester Gas Utilisation. Einfeldt, J Sludge handling in small and mid-size treatment plants. PURE workshop on sustainable sludge handling. Lübeck Pieejams European Commission, DG Environment Conclusions of the Expert Seminar on the sustainability of phosphorus resources, 17th February Brussels. European Commission, DG Environment A Blueprint to safeguard Europe s Waters. European Environment Agency EEA Resource efficiency in Europe Policies and approaches in 31 EEA member and cooperating countries. EEA Report 5/2011. European Federation of National Associations of Water and Waste Water Services EUREAU EUREAU position on the Water Blueprint. Guyer, J.P An introduction to Sludge Handling, Treatment and Disposal. CED Engineering. Hammer, M.J. and Hammer, M.J. Jr Water and Waste water technology. HELCOM Recommendation 28E/5. Municipal wastewater treatment. Helsinki Commission, HELCOM Baltic Sea Action Plan, Helsinki. HELCOM Recommendation 28E/7. Measures aimed at the substitution of polyphosphates (phosphorus) in detergents. Helsinki Commission, HELCOM Baltic Sea Action Plan, Helsinki. HELCOM Monitoring and Assessment Group (MONAS), Meeting 15/2011, 4-7 October Document 6/4 Application of Whole Effluent Assessment in the Baltic Sea region (COHIBA Project), Document 13/1 Minutes of the 15th Meeting of the HELCOM Monitoring and Assessment Group (HELCOM MONAS). Pieejams Hermann, L. (Outotec Oyj, Oberusel) Personal information. ICL Fertilizers Pēdējā piekļuve Ilian J Sewage sludge dewatering with the Rotations-Filtertechnik. (Klärschlammentwässerung durch Rotations-Filtertechnik)., Sewage sludge forum, Rostock, (Vācu valodā). Jardin, N P-Recovery out of sewage sludge and sewage sludge ashes-status of development (Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm und Klärschlammasche Stand der Entwicklung). Ruhrverband, DWA Klärschlammtage Fulda, (Vācu valodā). Kopp, J Properties of Sewage sludge. (Eigenschaften von Klärschlämmen). Presentation on the VDI conference, (Vācu valodā). La Cour Jansen J, Gruvberger C, Hanner N, Aspegren H and A. Svärd Digestion of sludge and organic waste in the sustainability concept for Malmö, Sweden. Water SciTechnol. 2004; 49(10): Lengemann, A Berliner Wasserbetriebe, MAP Recovery example: from a problem to marketing. (MAP Recycling am Beispiel von einem Problem bis zur Vermarktung), Klärschlammforum Rostock, (Vācu valodā). Machnicka, A., Grübel, K., Suschka, J The use of hydrodynamic disintegration as a means to improve anaerobic digestion of activated sludge. Water SA Vol. 35 No. 1 January Pieejams 120

123 LITERATŪRA Mathan, C., Marscheider-Weidemann, F., Menger- Krug, E., Andersson, H., Dudutyte, Z., Heidemeier, J., Krupanek, J., Leisk, Ü., Mehtonen, J., Munne, P., Nielsen, U., Siewert, S., Stance, L., Tettenborn, F., Toropovs, V., Westerdahl, J., Wickman, T., Zielonka, U Recommendation report. Cost-effective management options to reduce discharges, emissions and losses of hazardous substances. WP5 Final Report. Control of hazardous substances in the Baltic Sea region COHIBA project. Federal Environment Agency of Germany (UBA). Pieejams Milieu Ltd, WRc and Risk & Policy Analysts Ltd (RPA) Study on the environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land, volume 2. DG ENV.G.4/ETU/2008/0076r. MMM Suomesta ravinteiden kierrätyksen mallimaa. Työryhmämuistio 2011:5. ISBN , ISSN Helsinki. newfolder_25/5xn59lpqi/trm2011_5.pdf. (Somu valodā) pēdējā piekļuve Nakari, T., Schultz, E., Sainio, P., Munne, P., Bachor, A., Kaj, L., Madsen, K. B., Manusadžianas, L., Mielzynska, L., Parkman, H., Pockeviciute, D., Põllumäe, A., Strake, S., Volkov, E., Zielonka, U Innovative approaches to chemicals control of hazardous substances. WP3 Final report. Control of hazardous substances in the Baltic Sea region COHIBA project. Finnish Environment Institute SYKE. Pieejams Nawa, Y P- recovery in Japan the PHOSNIX process. A Poster from BALTIC 21 Phosphorus Recycling and Good Agricultural Management Practice, September 28-30, uploads/_koordinierend/bs_naehrstofftage/baltic21/8_poster%20unitika.pdf, pēdējā piekļuve Nickel, K., Velten, S., Sörensen, J., Neis, U Sludge Disintegration: Improving Anaerobic and Aerobic Degradation of Biomass on Wastewater Treatment Plants. Presentation at the PURE Workshop on sustainable sludge handling. Lübeck Pieejams Nielsen, S Sludge treatment in reed bed systems and recycling of sludge and environmental impact. Orbicon. pēdējā piekļuve Ostara Ostara Group, Questions and answers. A.pdf Palfrey, R Amendment of the EC sewage sludge directive (Novellierung der EG-Klärschlammrichtlinie Folgenabschätzung), DWA Klärschlammtage Fulda, (Vācu valodā) Petzet, S., Cornel, P Recovery of phosphorus from waste water. Presentation at the PURE-workshop in Lübeck Pieejams Petzet S., Cornel, P New ways of Phosphorus recovery out of Sewage sludge ashes (Neue Wege des Phosphorrecyclings aus Klärschlammaschen). Technical University Darmstadt, DWA KA 4/2010. (Vācu valodā) PhöchstMengV Verordnung über Höchstmengen für Phosphate in Wasch- und Reinigungsmitteln (Phosphathöchstmengenverordnung), (Vācu valodā) Scheidig, K Präsentation und Diskussion des Mephrec-Verfahrens, 9. Gutachtersitzung zur BMBF/BMU- Förderinitiative P-Recycling, , pēdējā piekļuve (Vācu valodā) Schmelz, K-Georg, Sludge handling in Bottrop. Presentation at the PURE Workshop on sustainable sludge handling. Lübeck Pieejams Schillinger, H Sewage sludge treatment by dehydratation and mineralisation in reed beds. International workshop on Innovations in water conservation Tehran water and wastewater company, Iran. pēdējā piekļuve Schröder, J.J., Cordell, D., Smit, A.L., Rosemarin, A Sustainable Use of Phosphorus, EU Tender ENV.B.1/ ETU/2009/0025, Wagenigen UR Report

124 LITERATŪRA SEPA Swedish Environmental Protection Agency (Naturvårdsverket). Action plan for recycling of phosphorus from sewage. Main report to the good sludge and phosphorus cycles. (Aktionsplan för återföring av fosfor ur avlopp. Huvudrapport till bra slam och fosfor i kretslopp). Raport (Zviedru valodā, kopsavilkums angļu valodā). SNV Statens Naturvårdverk. Risk för smittspridning via avloppslamm. SNV Rapport Stockholm. (Zviedru valodā) Starberg, K., Karlsson, B., Larsson, J. E., Moraeus, P. & Lindberg, A Problem och lösningar vid processoptimering av rötkammardriften vid avloppsreningsverk. Svenskt Vatten AB. Svenskt Vatten Utveckling (SVU) / VA-forsk (Zviedru valodā) Swedish Chemical Agency Phosphates in detergents. Questions and answers. Umweltbundesamt Requierements of hygienisation for the amendment of the sewage sludge regulation (Anforderungen an die Novellierung der Klärschlammverordnung unter besonderer Berücksichtigung von Hygieneparametern) (Vācu valodā) UNEP Yearbook Emerging issues in our global environment, Phosphorus and food production. US Geological Survey (USGS) Annual Publications about Mineral Commodity Summaries Phosphate Rock, pēdējā piekļuve Vesilind, P. Aarne Wastewater Treatment Plant Design. Water Environment Federation. Walley, P Optimising thermal hydrolysis for reliable high digester solids: loading and performance, European Biosolids and Organic Resources Conference, 2007, Aqua Enviro, Manchester, UK. WHO Guidelines for the Safe Use of Wastewater and Excreta in Agriculture Microbial Risk Assessment Section by S. A. Petterson & N. J. Ashbolt. Xie, Xing, Ghani, Ooi and Ng, Ultrasonic disintegration technology in improving anaerobic digestion of sewage sludge under tropic conditions, Paper Presented to 10th European Biosolids and Biowaste Conference, UK. November

125 PIELIKUMS PIELIKUMS 2.1. tabula. Kopējais dūņu apjoms tonnās Baltijas jūras reģiona valstīs, izteikts sausnā gadā (t/ds/g), kas paziņots ES Komisijai un ko izstrādās attiecīgās dalībvalstis (Milieu, WRc un RPA, 2008) tabula. Gravitācijas blīvēšanas rezultāti attiecībā uz sausnas (DS) saturu, izmantojot vai neizmantojot flokulantus (DWA-M 381E, 2007), (Burton un citi, 2003) tabula. Dažādu blīvētāju salīdzinājums. DS = sausna tabula. PURE partneru salīdzinājums. DS = sausna tabula. Pārskats par atūdeņošanas metodēm un to izmantošanu Baltijas jūras reģionā. DS = sausna tabula. PURE partneru fermentācijas izmantošanas un atūdeņošanas iekārtu salīdzinājums. BioP = bioloģiskā fosfora atdalīšana; DS = sausna tabula. Dažādu higienizācijas metožu apskats. Atkarībā no noteikumiem un izmaksām (energoresursi, darbaspēks, kapitālieguldījumi, ķimikālijas) klasifikācija var mainīties (UBA dati, 2009). DS = sausna, NAI = notekūdeņu attīrīšanas iekārta tabula. Baltijas jūras reģionā visbiežāk izmantojamo higienizācijas metožu salīdzinājums tabula. Tiešās sildīšanas un netiešās sildīšanas metožu kopsavilkums. DS = sausna tabula. Sadedzināšana ārdu kurtuvēs un sadedzināšana verdošā slāņa kurtuvēs tabula. Koncentrācija notekūdeņu dūņās (mg/kg sausnas (DS)) (Palfrey, 2011) tabula. Dažādu metožu salīdzinājums. DN process = denitrifikācijas un nitrifikācijas process tabula. Salīdzināmās smago metālu koncentrācijas robežvērtības, izmantojot notekūdeņu dūņas lauksaimniecībā, kas noteiktas ar spēkā esošajiem Somijas, Zviedrijas, Dānijas un Vācijas tiesību un normatīvajiem aktiem. Ja konkrētā valstī tiek piemēroti vairāki tiesību vai normatīvie akti un tie paredz dažādas prasības attiecībā uz smago metālu koncentrāciju, tabulā uzrādīts tas tiesību vai normatīvais akts, ar kuru tiek ieviesta Direktīva par notekūdeņu dūņām tabula. Spēkā esošo Somijas, Zviedrijas, Dānijas un Vācijas tiesību aktu par dūņu apstrādi un ES noteikumu kopsavilkuma analīze. MS = ES dalībvalsts (-is); --- = nav norādīts tabula. Salīdzināmās smago metālu koncentrācijas robežvērtības, izmantojot notekūdeņu dūņas lauksaimniecībā, kas noteiktas ar spēkā esošajiem Igaunijas, Latvijas, Lietuvas un Polijas tiesību un normatīvajiem aktiem tabula. Spēkā esošo Igaunijas, Latvijas, Lietuvas un Polijas tiesību aktu par dūņu apstrādi un ES noteikumu kopsavilkuma analīze. MS = ES dalībvalsts (is); --- = nav norādīts tabula. Smago metālu koncentrācijas robežvērtības, izmantojot notekūdeņu dūņas lauksaimniecībā, kas noteiktas ar spēkā esošajiem Krievijas un Baltkrievijas tiesību un normatīvajiem aktiem, salīdzinājumā ar ES noteikumiem. Krievija un Baltkrievija izmanto tos pašus standartus, tāpēc robežvērtības tiek salīdzinātas ar ES Direktīvā par notekūdeņu dūņām paredzētajām robežvērtībām tabula. Spēkā esošo Krievijas un Baltkrievijas tiesību aktu par dūņu apstrādi un ES noteikumu kopsavilkuma analīze. MS = ES dalībvalsts (-is); N = slāpeklis; --- = nav norādīts

126

127 POZITĪVA NOTEKŪDEŅU DŪŅU APSAIMNIEKOŠANAS PIEREDZE -Pielikums DESCRIPTIONS ON NATIONAL LEGISLATION ON SLUDGE HANDLING IN THE BALTIC SEA COUNTRIES PURE project on urban reduction of eutrophication Part-financed by the European Union (European Regional Development Fund and European Neighbourhood and Partnership Instrument)