Gospodarka wodna a emisja CO2 – jak ratować klimat dzięki uzdatnianiu wody?

Około 50% rezerw wody słodkiej to woda zanieczyszczona, jednocześnie zaledwie 20% wszystkich ścieków na świecie poddaje się oczyszczaniu. Nieoczyszczone emitują około 3 razy więcej gazów cieplarnianych, a te absorbując promieniowanie podczerwone, przyczyniają się do powstania tzw. efektu cieplarnianego. W konsekwencji rośnie globalna temperatura ziemi i coraz częściej obserwujemy anomalie pogodowe, takie jak susze czy obfite opady. 

Konieczne systemowe zmiany w gospodarce wodnej

Celem rezolucji Zrównoważonego Rozwoju ONZ nr 6.2 jest zwiększenie poziomu oczyszczania ścieków z dzisiejszych 20% do 60% w 2030 r. Potrzebne są szybkie i spójne działania globalne i lokalne, ale także edukacja. W ten sposób uzyskane zmiany będą nie tylko skuteczne, ale i trwałe. Woda to podstawa zrównoważonego rozwoju, ograniczenia ubóstwa i wzrostu gospodarczego. Świat musi zmienić sposób, w jaki zarządza jej zasobami. Okazuje się bowiem, że uzdatnianie wody może mieć kluczowe znaczenie dla kolejnych pokoleń.

Od początku ery przemysłowej średnia temperatura ziemi podniosła się o 1°C. Tymczasem punkt krytyczny, po którego przekroczeniu może dojść do zachwiania globalnej równowagi, wynosi zaledwie 2°C.

Dwa w jednym, czyli oczyszczanie i produkcja energii

Kluczowymi składnikami gazów cieplarnianych (GHG) są metan (CH₄), podtlenek azotu (N₂O) i CO₂. Oczyszczanie ścieków może zmniejszyć emisję GHG nawet do około jednej trzeciej. Ostatnią, jedną trzecią emisji gazów cieplarnianych można również wyeliminować np. za pomocą digitalizacji i sterowania napędem o zmiennej prędkości (VSD).

Zastosowana strategia pozwala nie tylko ograniczyć emisję gazów, ale także wygenerować dwukrotnie więcej energii potrzebnej do oczyszczania wody. W efekcie oczyszczalnia ścieków może stać się jej producentem. Oszczędność energii to nawet 650 TWh, czyli całkowita roczna moc wyjściowa wszystkich elektrowni węglowych w Europie.

Biometan a środowisko

Jedną rzeczą jest przekształcenie oczyszczalni ścieków w producenta energii, inną natomiast uczynienie jej neutralną dla klimatu. Podtlenek azotu (N₂O) oraz metan (CH₄) wpływają na efekt cieplarniany odpowiednio do 300 i 30 razy bardziej niż CO₂. Przykłady inwestycji europejskich np. w Danii czy we Francji pokazują, że dzięki optymalizacji oczyszczania i energetycznego odzysku biogazu w postaci biometanu mogą to być oczyszczalnie najmniej ingerujące w środowisko.

Nowoczesne instalacje wykorzystują ponownie biogaz z oczyszczania ścieków jako paliwo ciekłe, czyli odnawialne źródło energii, które łatwo się składuje i transportuje. Rozwiązanie w zakresie ponownego wykorzystania biogazu polega na oczyszczeniu go, a następnie skropleniu z użyciem technologii kriogenicznej, która powoduje zmniejszenie jego objętości nawet tysiąc razy. Powstający w ten sposób skroplony biometan składa się niemal w 100% z metanu.

Wykorzystanie uzdatnionej wody

Oprócz uzdatniania wody, zgodnie z regulacjami dotyczącymi środowiska i zdrowia publicznego, nowoczesne systemy oczyszczania umożliwiają ponowne jej wykorzystanie, gwarantując jednocześnie wysoką wydajność i niezawodność.

Proces oczyszczania wody obejmuje przesiewanie, doczyszczanie, usuwania piasku, odtłuszczanie, obróbkę biologiczną, dekantację, jak również klarowanie, adsorpcję mikrozanieczyszczeń czy ich osadzanie w oparciu o separatory lamelowe.

Dzięki technikom takim jak promieniowanie ultrafioletowe, odwrócona osmoza, ultrafiltracja czy mikrofiltracja, oczyszczona woda może być ponownie wykorzystywana w gospodarstwie domowym do nawadniania, mycia i czyszczenia miejskiego oraz przemysłowego, jako woda procesowa, a nawet uzupełnienie wód gruntowych.

Rosnące wymagania dotyczące jakości ścieków oczyszczonych, wymuszają na producentach poszukiwanie jak najbardziej optymalnych technologii ich unieszkodliwiania. Jednym z takich rozwiązań są oczyszczalnie biologiczne, łączące najwyższy stopień oczyszczania z bezpieczeństwem i komfortem użytkowania. Przykład oczyszczalni BIOFIT pokazuje, że możliwe jest pogodzenie efektywności ze zrównoważoną pracą obiektu.