Oczyszczalnie jutra
Obecnie rola oczyszczalni ścieków zaczyna wykraczać poza zapewnienie wysokiej efektywności usuwania zanieczyszczeń, przy niskim wskaźniku zużycia energii. Teraz obiekty te rozszerzają swoje funkcje w kierunku odzysku zasobów, przez co stają się ogniwami w łańcuchu gospodarki o obiegu zamkniętym. Przez 100 lat systemy sanitarne pracowały w modelu liniowym, [1] to znaczy ścieki były odbierane, transportowane, bywały oczyszczane i odprowadzane do środowiska. Oczyszczalnia wtedy miała za zadanie coraz lepiej oczyszczać ścieki. Obecnie ten model jest kwestionowany ze względu na duże zużycie energii potrzebnej do tego procesu. Ścieki zaczynają być postrzegane jako źródło energii i cennych surowców. Ogniwo „związki biogenne-energia-woda” staje się wyznacznikami nowego paradygmatu. Gospodarka obiegu zamkniętego może być z powodzeniem stosowana w oczyszczalni ścieków. Obiekty te dają możliwość optymalizacji zużycia energii, odzyskiwania jej ze ścieków oraz intensyfikacji jej produkcji, na przykład z biogazu.
W USA już istnieje nowa oficjalna nazwa oczyszczalni ścieków. Nazywa się ona Stacją Odzysku Zasobów (water resource recovery facility). Nowe podejście będzie wymagało zaangażowania innych interesariuszy społecznych i rynkowych. Od oczyszczalni przyszłości oczekuje się nie tylko samowystarczalności energetycznej, ale również redukcji śladu węglowego. [2] Oczyszczone ścieki z komunalnych oczyszczalni to doskonały surowiec do produkcji wody o różnym przeznaczeniu. Najprostszym rozwiązaniem jest lokalne wykorzystanie odzyskanej wody na przykład do mycia urządzeń czy podlewania zieleni. Taką wodę można jednak wykorzystać znacznie szerzej na m.in. do celów miejskich, rolniczych, przemysłowych czy rekreacyjnych.
Energia jest jednym z ważniejszych zasobów wykorzystywanych w oczyszczalniach. Na skutek rosnącej ilości ścieków i zawartych w nich zanieczyszczeń oraz coraz bardziej rygorystycznych wymagań mających na celu ochronę wód można oczekiwać wzrostowej tendencji zapotrzebowania na energię. Z drugiej strony, energia zawarta w ściekach, głównie w formie związków organicznych jest szacowana na istotnie znaczącą. W celu osiągnięcia samowystarczalności oczyszczalni skuteczne mogą być następujące działania: zmniejszenie energochłonności, zwiększenie odzysku energii ze źródeł wewnętrznych, pozyskanie energii odnawialnej ze źródeł zewnętrznych.
Obecnie oczyszczalnie dysponują możliwościami odzysku energii termicznej (pompy ciepła) i kinetycznej (turbiny wodne). Jednak największe praktyczne znaczenie posiada odzysk energii chemicznej. Rola oczyszczalni ścieków zaczyna wykraczać poza zapewnienie wysokiej efektywności usuwania zanieczyszczeń przy niskim wskaźniku zużycia energii. Warto o tym pamiętać, gdyż obiekty te będą się rozwijać w stronę odzysku zasobów i staną się istotnymi elementami GOZ. Woda będzie głównym i pierwszym zasobem do oczyszczania, następnie uwaga zostanie skupiona wokół energii i biogenów. W przyszłości być może za sprawą oczyszczalni ścieków będzie można odzyskiwać inne surowce takie jak celuloza czy bioplastiki.
[1] Jacek Mąkina, Ewa Zaborowska, Klara Ramm, „Jakie będą oczyszczalnie „jutra” ”, w: kierunekwodkan.pl 3/2022
[2] Tamże s. 25