Ścieki kontra klimat?

w odcinku podcastu odpowiadam na pytania…

jak zmiany klimatyczne wpłyną na branże w wod-kan?

czy oczyszczalnie ścieków to obiekty przyjazne klimatowi?

jakich zmian w technologii oczyszczania ścieków i funkcjonowaniu obiektów możemy spodziewać się w 2030, a jakich w 2050 roku?

PONADTO…

Oczyszczanie ścieków ma swoje koszty klimatyczne…

Skala emitowanych przez oczyszczalnie ścieków gazów cieplarnianych długo była niedoceniana. Emitowane są na etapie odbioru i transportu ścieków, ich oczyszczania, zrzutu, oraz w trakcie procesów towarzyszących np. w trakcie przeróbki osadów ściekowych. Począwszy od zużycia energii, która często produkowana jest w wykorzystaniem paliw kopalnych. Poprzez procesy fermentacji beztlenowej, w której powstaje metan, czy procesy przemiany związków azotu, w których emitowany jest podtlenek azotu.

Ścieki są piątym, co do wielkości źródłem antropogenicznych emisji metanu. W roku 2000 emisja metanu ze ścieków wynosiła około 9% w skali globalnej. Jednak w ciągu ostatnich 15 lat ilość ta znacząco wzrosła, i przekroczyła 20%.

Ponadto ścieki są szóstym największym źródłem emisji podtlenku azotu na świecie (około 13%). Przy czym Indonezja, USA, Indie i Chiny odpowiadają za około 50% całkowitej emisji podtlenku azotu ze ścieków bytowych.

Szacuje się, że emisje metanu ze ścieków wzrosną o około 50% w ciągu następnych kilku dekad, a emisje podtlenku azotu o 25%.

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.2c04388 – Na początku 2023 ukazała się publikacja, która weryfikuje na nowo skalę emisji metanu w oczyszczalniach ścieków.

W jaki sposób zmiany klimatu mogą wpłynąć na sektor wod-kan?

• Skutki zmian klimatu –> zmiana struktury opadów, wzrost intensywności opadów, gwałtowne zjawiska pogodowe. Efekty –> zwiększony przepływ w kanalizacji ogólnospławnej, wzrost przepływów w oczyszczalniach ścieków.
• Kanały nie są zaprojektowane do przenoszenia dużych obciążeń hydraulicznych, przez co będą bardziej narażane na pęknięcia i awarie.
• Jeśli intensywność opadów wzrośnie, a przepustowość systemów kanalizacyjnych będzie zbyt niska, można spodziewać się błyskawicznych powodzi w przestrzeni miejskiej.
• Wyższa intensywność opadów może zmywać większy ładunek zanieczyszczeń zmywanych z powierzchni, zwiększając tym samym stężenie zanieczyszczeń w spływie.
• Jakość oczyszczonych ścieków może pogarszać się w okresach zwiększonego dopływu do systemów osadu czynnego, skraca to czas retencji oraz zmniejsza stabilność procesów biologicznych.
• Zwiększone opady przeplatające się z okresami suszy przyczyniają się do przeciążenia procesów biologicznych na oczyszczalni ścieków.
• Skutki zmian klimatu –> wzrost temperatury. Efekty –> zwiększone prawdopodobieństwo korozji przewodów kanalizacyjnych, nasilenie emisji odorów, w tym siarkowodoru.
• Skutki zmian klimatu–> podniesienie poziomu mórz i oceanów. Efekty–> podniesienie poziomów mórz znacząco zmniejszy przepustowość hydrauliczną kanałów ściekowych położonych w pobliżu terenów narażonych na zalewanie, poprzez infiltracje słonej wody.
• Wzrasta ryzyko uszkodzenia zakopanych konstrukcji, rur i połączeń, szczególnie w ekspansywnych glebach, które rozszerzają się i kurczą wraz ze zmianami poziomu wód gruntowych.
• Wraz z podniesieniem poziomu mórz narażone na zalanie zostaną sieci wodociągowe oraz ujęcia wód.
• Zalane oczyszczalnie ścieków mogą uwalniać jeszcze nieprzetworzone ścieki do ekosystemów, stwarzać zagrożenie skażenia mikroorganizmami patogennymi.
• Skutki zmian klimatu — > brak opadów, susza. Efekty–> niskie przepływy w systemach kanalizacyjnych, zmniejszą zdolność do rozcieńczania zanieczyszczeń oraz zwiększą kumulację osadów w kanałach. Wzrost produkcji metanu będzie bezpośrednim skutkiem beztlenowego rozkładu materii organicznej, która będzie zalegać w kanałach kanalizacyjnych.
• Niski przepływ będzie powodował, że kanały utracą zdolność do samooczyszczania się. To także potencjalny wzrost toksyczności ścieków, które będą miały wyższe stężenie zanieczyszczeń i patogenów. Ponieważ objętość ścieków maleje, ale ładunek zanieczyszczeń pozostaje taki sam, to tworzą się ścieki o tzw. wysokiej wytrzymałości. Wysokim stężeniu tłuszczy, materii organicznej i zawiesin, które nie tylko powodują zatory w sieci, ale mogą również wpływać na skuteczność samego procesu oczyszczania ścieków.
• Ponadto silne wiatry mogą powodować zatykanie i uszkadzanie sieci, poprzez gromadzenie się zanieczyszczeń w przepompowniach. Okresowe przerwy w dostawach energii elektrycznej mogą ograniczać przesyłanie ścieków w systemach ciśnieniowych.

Greenhouse gas emissions from municipal wastewater treatment facilities in China from 2006 to 2019 https://www.nature.com/articles/s41597-022-01439-7