Hrvatska se pristupanjem Europskoj uniji obvezala do 2018. godine izgraditi uređaje za pročišćenje otpadnih voda ukupnog opterećenja oko 4.000.000 ekvivalent stanovnika. Nusprodukt u procesu pročišćavanja otpadnih voda na svakom uređaju je komunalni mulj koji se tretira kao opasni otpad i koji je na odgovarajući način i u skladu sa zakonskom regulativom potrebno zbrinuti u okoliš. Treba istaknuti da se u slučaju izgradnje uređaja za pročišćavanje, kod kojeg nije riješeno konačno zbrinjavanje mulja, smatra da njegova izgradnja nije završena te da nisu poduzete sve potrebne mjere zaštite okoliša. Procjenjuje se da će se u Hrvatskoj nakon 2018. godine generirati ukupna količina dehidriranog i destabiliziranog mulja u iznosu oko 215.000 tona/godišnje. Dodatnom termičkom obradom mulja generiralo bi se oko 49.000 tona pepela godišnje. Projektom RESCUE istražuje se mogućnost i opravdanost recikliranja mulja s uređaja za pročišćavanje otpadnih voda u betonskoj industriji. Konkretno, ispituje se ugradnja pepela dobivenog spaljivanjem mulja (iz ložišta), u cementni mort i beton.
Zakonska regulativa u Hrvatskoj i EU ograničava zbrinjavanje muljeva na odlagalištima komunalnog otpada zbog povećanog sadržaja suhe tvari (%) izraženo kroz ukupni organski ugljik (TOC) i sadržaj biorazgradive komponente. Obzirom da gradnja uređaja za pročišćavanje otpadnih voda (UPOV) u Hrvatskoj postaje sve intenzivnija, zbrinjavanje mulja će u značajnoj mjeri opterećivati rad komunalnih organizacija, koje se bave odvodnjom i pročišćavanjem otpadnih voda.
Foto: arhiva ZOV-a
Građevinski fakultet pod vodstvom doc.dr.sc. Dražena Vouka, dipl.ing.građ. projektom RESCUE istražuje mogućnost i opravdanost recikliranja mulja s UPOV u betonskoj industriji. Konkretno, ispituje se ugradnja pepela dobivenog spaljivanjem mulja (koji ostaje u ložištu), u cementni mort i beton.
Cilj istraživanja je ispitivanje utjecaja različitih faktora poput temperature spaljivanja mulja, različitih vrijednosti vodocementnih omjera, ugradnje različitih udjela pepela kao zamjene za cement, dodatka drugih materijala i kemijskih dodataka u svrhu postizanja zadovoljavajućih svojstava cementnog morta i betona s ugrađenim pepelom i njihovog eventualnog poboljšanja, uz smanjeno korištenje prirodnih resursa.
Ovo istraživanje u potpunosti financira Hrvatska zaklada za znanost projektom (7927) – „Reuse of sewage sludge in concrete industry – from microstructure to innovative construction products".
Gospodarenje vodama i zbrinjavanje komunalnog mulja u Hrvatskoj
Osiguranje adekvatnog gospodarenja vodama jedan je od temeljnih preduvjeta razvoja svakog područja. Isto tako, u današnje vrijeme sve je veća potreba za zaštitom okoliša, u sklopu koje posebno mjesto zauzima očuvanje bioraznolikosti i zaštita ljudskog zdravlja. Stoga se adekvatno zbrinjavanje otpadnih voda svrstava u prioritetne aktivnosti adekvatnog gospodarenja vodama. Sagledavajući postojeće stanje komunalnog sektora u Hrvatskoj, može se izvesti zaključak da u cjelokupnoj problematici gospodarenja vodama u Hrvatskoj najveću težinu ima adekvatno zbrinjavanje otpadnih voda. U Hrvatskoj je danas samo oko 45% stanovništva priključeno na javnu kanalizacijsku mrežu. Još je nepovoljnija situacija s priključenjem na uređaje za pročišćavanje otpadnih voda. Prema raspoloživim podacima samo je 25% stanovništva u Hrvatskoj priključeno na uređaje s odgovarajućim stupnjem pročišćavanja.
Drugim riječima, pristupanjem Europskoj uniji, Hrvatska se obvezala do 2018. godine izgraditi sve uređaje za pročišćavanje kapaciteta većeg od 15.000 ES. Navedeno će do 2018. godine u konačnici rezultirati puštanjem u pogon uređaja za pročišćavanje ukupnog opterećenja oko 4.000.000 ekvivalent stanovnika (ES).
Iz otpadnih voda koje se generiraju i sakupljaju određenim sustavom odvodnje, potrebno je izdvojiti otpadne tvari, te u okoliš ispustiti vodu koja je pročišćena do granica koje su utvrđene relevantnom zakonskom regulativom. Dakle, u procesu pročišćavanje otpadnih voda kao nusprodukt svakog tehnološkog rješenja (prvog, drugog i trećeg stupnja čišćenja) generira se dodatna vrsta otpada koji se naziva mulj (0,5 kg mulja/m3 otpadne vode).
Prema zakonskoj regulativi u Hrvatskoj mulj s UPOV-a se tretira kao opasni otpad koji je na odgovarajući način potrebno dodatno obraditi i odložiti u okoliš. Treba istaknuti da se u slučaju izgradnje UPOV-a, kod kojeg nije riješeno konačno odlaganje mulja, smatra da njegova izgradnja nije završena te da nisu poduzete sve potrebne mjere zaštite okoliša.
Foto: arhiva ZOV-a
Općenito problemu adekvatnog zbrinjavanja mulja u Hrvatskoj sve do nedavno nije se pridavala veća pažnja. Prema zakonskoj regulativi, odlaganje mulja na odlagališta komunalnog otpada s početkom 2017. godine neće biti dopušteno.
Približavanjem 2017. godine i naglim porastom dinamike izgradnje UPOV-a u Hrvatskoj problem konačnog odlaganja mulja dobiva na težini, jer se trebaju financirati i izgraditi tehnologije koje će na drugi način riješiti obradu mulja i njegovo konačno zbrinjavanje, posebno ako se uzme u obzir da će puštanje u pogon uređaja s ukupnim kapacitetom 4.000.000 ES rezultirati generiranjem ukupne količine dehidriranog i stabiliziranog mulja u iznosu oko 215.000 tona/godišnje.
Foto: arhiva ZOV-a
Spaljivanjem (termičkom obradom) mulja se u značajnoj mjeri olakšava daljnje gospodarenje novo nastalim proizvodom (pepelom iz ložišta), prvenstveno kao posljedica značajnog smanjenja mase i volumena konačnog nusprodukta. Spaljivanjem se smanjuje ukupna masa mulja i do 85 %. Smanjuje se i ukupni volumen otpadne tvari, termički se uništavaju toksične organske komponente, minimiziraju se neugodni mirisi i olakšava daljnje gospodarenje, a moguće je dobivanje energije. Međutim, i u sklopu postupka termičke obrade muljeva javlja se nusprodukt (pepeo) koji u konačnici treba zbrinuti na odgovarajući način. Pepeo se generira u dva osnovna oblika – pepeo iz ložišta i lebdeći pepeo koji ostaje na filtru, uz napomenu da su količine pepela iz ložišta 10 do 11 puta veće. Ukupne količine pepela koje se generira u postupku spaljivanja mulja također nisu zanemarive. Primjerice, na uređajima ukupnog kapaciteta 4.000.000 ES, koji će se izgraditi u Hrvatskoj do 2018. godine proizvodit će se oko 215.000 tona/godišnje dehidriranog i stabiliziranog mulja, dok bi se u procesu termičke obrade proizvodilo oko 49.000 tona/godišnje pepela, od čega oko 45.000 tona/godišnje pepela iz ložišta i oko 4.000 tona/godišnje lebdećeg pepela. Izgradnjom novih i rekonstrukcijom postojećih UPOV-a navedena brojka će se konstantno povećavati.
Dosadašnja znanstvena istraživanja pokazala su da se zbog svojih karakteristika i kemijskog sastava nastali pepeo (iz ložišta) može ponovno upotrijebiti u određenim granama gospodarstva s posebnim naglaskom na građevinsku industriju u proizvodnji cementa, betona, opeke, keramike, ugradnji u asfaltne mješavine u cestogradnji, proizvodnji mješavina za poboljšanje tla i dr.
Životni ciklus otpadne vode i mulja u Hrvatskoj nakon 2018. godine
Korištenje pepela u betonskoj industriji
U proizvodnji betona i betonskih elemenata, temeljom objavljenih rezultata istraživanja postoji veliki potencijal za zamjenu određenih komponenti adekvatnim materijalima, među kojima su vršena i ispitivanja ugradnje pepela iz ložišta dobivenog spaljivanjem mulja s UPOV-a. Međutim, uvjeti, način i količine koje se mogu supstituirati ovise o nizu čimbenika te se za svaku vrstu dodatka moraju zasebno ispitati.
Pepeo dobiven spaljivanjem mulja se u betonskoj industriji može koristiti kao pucolanski aktivan materijal, djelomično zamjenjujući cement, ili kao inertna ispuna koja zamjenjuje pijesak i/ili fini agregat. Drugi način primjene pepela u betonskoj industriji je umjesto dijela finog agregata.
Osnovni cilj projekta RESCUE
Osnovni cilj projekta je istraživanje mogućnosti recikliranja mulja s UPOV u pripremi inovativnih građevnih proizvoda u betonskoj industriji. Konkretno, ispitivat će se mogućnost i opravdanost ugradnje pepela (iz ložišta), dobivenog spaljivanjem mulja, u beton i betonsku galanteriju. U kojim se uvjetima i obimu pepeo može reciklirati u betonskoj industriji ovisi prije svega o njegovom kemijskom sastavu, koji između ostalog ovisi i o samoj tehnologiji spaljivanja. Recikliranje pepela u proizvodnji cementa i/ili kao dodatka mortu ili betonu je povoljno jer isti ima pucolanska svojstva. Između ostalog, cilj istraživanja bio bi ispitati utjecaj različitih faktora pri termičkoj obradi mulja, poput različite temperature spaljivanja (800-1000⁰C), dodatka drugih materijala i kemijskih sastojaka (aditiva) u svrhu dobivanja nano-čestica pogodnih za dodavanje u cementni mort, beton i betonsku galanteriju radi poboljšanja njihovih svojstava.
Primjena rezultata istraživanja u praksi
Rezultati ovog istraživanja u značajnoj bi mjeri otvorili put širem recikliranju muljeva s UPOV u Hrvatskoj. Time bi se velike količine otpadne tvari koje nastaju u procesu spaljivanja mulja, ugrađivale u građevinske proizvode (cement, beton, asfalt beton, laki agregati, predgotovljeni betonski elementi). Za pretpostaviti je da bi se u slučaju ostvarivanja pozitivnih rezultata ovog istraživanja, povećao interes proizvođača građevinskih proizvoda za primjenu tehnologija u kojima se nusprodukti spaljivanja mulja koriste u proizvodnim programima. Time bi se dugoročno i na održiv način riješio problem konačnog zbrinjavanja dijela muljeva s UPOV.
U Hrvatskoj do danas nije usvojena nacionalna strategija konačnog zbrinjavanja muljeva s UPOV-a, a svakako da je glavni cilj proizvesti što manje mulja i što manje ga u bilo kojem obliku odložiti u okoliš (na odlagališta neopasnog ili opasnog otpada). Također se ističe da učinkovitost sustava javne odvodnje i cijena pročišćavanja otpadnih voda koju plaćaju krajnji korisnici/građani (iskazana jedinično po ekvivalent stanovniku ili kroz volumen otpadne vode), ne temelji se samo na troškovima nastalim unutar kruga UPOV-a, već na ukupnim troškovima koje znatno povećavaju troškovi konačnog odlaganja mulja. Kod uređaja veličine od 5.000 do 200.000 ekvivalent stanovnika (ES), ti troškovi iznose približno 50% ukupnih troškova poslovanja uređaja.
Iz svega navedenog proizlazi potreba da se provedu dodatne opsežne analize i istraživanja koja će problem obrade i konačnog zbrinjavanja muljeva tretirati integralno na lokalnoj i regionalnoj razini uzimajući u obzir temeljna ishodišta među kojima se ističe i kakvoća mulja s gledišta mogućnosti njegove ponovne upotrebe, a sve uz zadovoljenje zakonskih odredbi i propisa. Svakako bi se recikliranjem mulja (pepela) zaokružilo cjelovito rješavanje problema pročišćavanja otpadnih voda u okvirima održivog razvoja uz generiranje minimalnih količina otpadnih tvari koje bi se odlagale u okoliš.
Dio o izvedivosti ideje o korištenju mulja s UPOV u proizvodnji novih građevinskih proizvoda temelji se na određivanju vrijednosti inovativnih proizvoda s ugrađenim pepelom u usporedbi s dostupnim proizvodima na tržištu. U cilju postizanja održivosti projekta i privlačenju potencijalno zainteresiranih tvrtki, proizvodi s ugrađenim pepelom se, uz stroge ekološke prednosti, moraju pokazati kompetitivnima i s ekonomskog i tehničkog stajališta. Stoga će se kroz projekt usporediti proizvodi dostupni na tržištu s inovativnim proizvodima na bazi današnjeg i budućeg tržišta građevinskih materijala. Ovim projektom uspostavlja se primjer kontinuiranog lanca „od otpada do proizvoda". Glavnina rezultata, iskustava, organizacija i preduvjeti mogu se direktno primijeniti na svim dijelovima Hrvatske i regije. Nadalje, radne metode, prikupljanje podataka i odabir optimalnih rješenja primjenjivi su i prenosivi i na neke druge vrste otpada koje se prikupljaju i trenutno odlažu na području Hrvatske. Primjenjujući RESCUE kao primjer dobre prakse, ostale vrste otpada također se mogu preusmjeriti s odlagališta u inovativne građevinske proizvode s dodanom vrijednosti.
Voditelj projekta RESCUE: doc.dr.sc. Dražen Vouk, dipl.ing.građ.
Više o projektu
