Сегодня мы считаем вполне нормальным то, что наши сточные воды уходят в канализацию, но менее века назад «ведро с фекалиями» в Амстердаме собиралось конными повозками и использовалось на сельскохозяйственных угодьях. Нам необходимо заново изобрести повторное использование сточных вод. На этой неделе амстердамская компания по водоснабжению Waternet по заказу Управления по водоснабжению Амстел, Гуи-эн-Фехт начала извлекать крупномасштабные фосфаты из сточных вод города.
Благодаря новому заводу по производству фосфатов Waternet будет производить 1000 тонн струвита в год. «Струвит состоит из чистых кристаллов фосфата магния-аммония (MgNH4 ЗП4 .6H2 O) и уже выглядит как кристалл сахара», — говорит Жаклин де Даншитер, технолог по очистке сточных вод и координатор по переработке ресурсов в Waternet. «Когда он выходит из реактора, он все еще немного влажный, но чистый».
Разбавьте питьевой водой
Все, что сейчас исчезает в нашем унитазе, мы настолько сильно разбавляем (питьевой) водой, что очистным предприятиям (КОС) снова удалить из нее ценные вещества оказывается непростой задачей. Однако в бытовых сточных водах содержится много полезных фосфатов и азота, которые, в свою очередь, могут служить удобрениями. В частности, из-за дефицита фосфора во всем мире, который ожидается в середине этого столетия, повторное использование фосфатов становится все более интересным. Фосфат – важное сырье для производства удобрений – в настоящее время в основном добывается из фосфатной руды, которую добывают в таких странах, как Марокко и Китай.
Забитые трубы
Благодаря новой установке рекуперации будет утилизировано около 25 процентов всех фосфатов, попадающих на очистные сооружения через канализационную систему. Но будущий мировой дефицит фосфатов не является прямой причиной строительства фосфатного завода. Кроме того, продажа струвита окажется не очень выгодной для Waternet. Основная причина строительства фосфатного завода связана с проблемами в «шламопроводе» очистных сооружений, в котором струвит естественным образом выпадает в осадок при высоких температурах и засоряет трубы и насосы.
Обезвоживание осадка
Процесс обезвоживания осадка также проходит намного лучше, если осадок содержит меньше фосфатов. Де Даншитер:«До сих пор остается загадкой, как именно это работает химически, но факт заключается в том, что мы можем центрифугировать осадок гораздо лучше, если он содержит меньше фосфатов». Уменьшая количество обезвоженного осадка, Waternet экономит затраты, поскольку обезвоженный осадок необходимо утилизировать как отходы на мусоросжигательном заводе.
Зеленая руда
Сжигание осадка сточных вод является обязательным на всей территории Нидерландов на протяжении нескольких десятилетий. До этого осадок использовался в качестве удобрения в сельскохозяйственном секторе, но из-за того, что он содержал слишком много загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы, эта практика была прекращена. Зола – продукт сгорания осадка – также является источником фосфатов. В компании Thermphos, ныне обанкротившейся в Зеландии, которая до прошлого года была крупнейшим производителем фосфора в Европе, зола шлама служила сырьем для производства фосфора, своего рода «зеленой» руды.
Дурачить
«Бактерии обмануты на очистных сооружениях», — объясняет Де Даншитер. «Сначала мы даем им еду, но не кислород. Если мы введем кислород, они будут поглощать фосфат как сумасшедшие. На следующем этапе – ферментации с рекуперацией энергии в виде биогаза – бактерии погибают, а фосфат в значительной степени высвобождается из разрушенных бактериальных клеток. Именно на этапе процесса между ферментацией и центрифугированием богатого водой осадка мы осаждаем струвит путем добавления хлорида магния».
Немецкая техника
Компания Waternet перерабатывает осадки сточных вод, производимые двумя миллионами голландцев. Частично это происходит из очистных сооружений, которые перерабатывают сточные воды из Амстердама и его окрестностей, а также из других очистных сооружений водоочистных сооружений Амстел, Гои и Фехт в этом районе. Чтобы увеличить концентрацию фосфатов, Waternet будет собирать мочу на поп-фестивалях.
Новый завод по производству фосфатов является крупнейшим в Нидерландах и будет перерабатывать 2000 кубических метров осадка сточных вод каждый день. Процесс Airprex — немецкое изобретение, разработанное берлинской компанией Wasserbetriebe и специально адаптированное для завода Waternet. В Берлине есть установка аналогичного размера.
Сточные воды старомодны?
Современным взглядом мы видим основные недостатки сброса фекалий и мочи через канализацию, которая разбавляется большим количеством смываемой чистой питьевой воды. Но в конце 19-го века канализационная система была необходимой «роскошью», предотвращающей попадание фекалий в открытые водоемы, например в каналы, что приводило к антисанитарным условиям.
Холера
В конце XIX века число жителей крупных городов удвоилось. Последняя эпидемия холеры произошла в Амстердаме в 1866 году, при этом большинство жертв пришлось на бедные кварталы. В некоторых старых городских районах Амстердама только в 1934 году была построена канализационная система, а дома, построенные на каналах, даже сливались в каналы еще сорок лет назад. В 20-м веке в некоторых районах для сбора ведер появилась «тележка для какашек», которую в народе называли «Болдоотваген», названная в честь мыловаренного завода. Пока в 1900 году не стали доступны дешевые удобрения, фекалии считались ценным удобрением и использовались в сельском хозяйстве.
Струвит в продаже
Если раньше повторное использование органических отходов было обычным явлением, то сегодня это настолько инновационно. Законодательство также нуждается в соответствующих изменениях. В Германии это уже организовано, но с 1 января 2014 года струвит будет разрешено продавать и в Нидерландах. Раньше это было запрещено, поскольку переработанный фосфат классифицировался как «отходы» и не мог рассматриваться как удобрение.
Де Даншиете:«Было бы здорово, если бы струвит можно было продавать как готовое к использованию удобрение, потому что тогда мы замыкаем цикл. Мы также стараемся продавать его производителям удобрений, которые смешивают его с другими удобрениями, чтобы сделать его пригодным для сельского хозяйства».
