SANITACJA GOSPODARSTW ROLNICZYCH

PODSTAWOWYM WARUNKIEM ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU

TERENÓW WIEJSKICH

Andrzej Jucherski

Andrzej WalczowskiSierpień 2009 r.

ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW ŚCIEKOWYCH W GOSPODARSTWACH ROLNICZYCH O ZABUDOWIE

LUŹNEJ I ROZPROSZONEJ WSI

IBMER – GCB W TYLICZU jest placówką naukową prowadzącą działalność rozwojową i badawczo-wdrożeniową w szerokim zakresie techniki rolniczej i infrastruktury technicznej wsi górskiej, wdrażającą i upowszechniającą nowatorskie rozwiązania techniczno-organizacyjne bezpośrednio w gospodarstwach rolniczych makroregionu południowo-wschodniego.

UWARUNKOWANIA, POTRZEBY I SPOSOBY ROZWIĄZANIA PROBLEMÓW ZWIĄZANYCH Z GOSPODARKĄ NAWOZOWO-ŚCIEKOWĄ W GÓRSKICH GOSPODARSTWACH ROLNYCH

Woda jest podstawą życia człowieka, a nieograniczony dostęp do jej zasobów jest wyzwaniem dla rozwoju cywilizacyjnego ludzkości.

Średnie zasoby wodne w Europie wynoszą 4560 m3 na rok na jednego mieszkańca.

Zasoby te są bardzo zróżnicowane w poszczególnych krajach.

Zasoby wodne w Polsce wynoszą 1580 m3/osobę.rok i należą do najniższych w Europie.

Polska, Belgia, Niemcy są w grupie krajów o bardzo małych zasobach wodnych 1000÷2000 m3/osobę.rok.

Zasoby wodne Mołdawii wynoszą 2777 m3/osobę.rok, przy czym pobór wody w tym kraju jest większy od zasobów odnawialnych.

Konieczność ochrony wód przed zanieczyszczeniami występującymi na terenach wiejskich jest podstawowym zadaniem władz i mieszkańców.

Większość państw europejskich (oprócz Mołdawii i Ukrainy) mieści się w zasobach średnich i powyżej średnich 5000÷20000 m3/osobę.rok.

Pojedyncza zagroda rolnicza jest potencjalnym zagrożeniem dla lokalnego środowiska wodnego, w przypadku gdy prowadzona w niej gospodarka nawozowo-ściekowa nie spełnia wymogów sanitarnych.

ZAGROŻENIA

Średnie ilości bakterii fekalnych wydalanych dzienne przez człowieka i różne gatunki zwierząt hodowlanych wg Hutona (liczebność = n x 109). Za: Kuczew-skim K., Łomotowskim J. kanalizacja w zagrodzie. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie 1/1989

Eschcrichia Coli Streptococcus Wyszczególnienie

Liczebność = n x 109

Człowiek

Owca

Krowa

Świnia

Kury

2,0

11,0

5,4

8,9

0,24

0,45

18,00

31,00

230,00

0,62

SKALA ZAGROŻEŃ

Skład fizyko-chemiczny ścieków wytwarzanych w gospodarstwach rolnych

Rodzaj ścieku Wskaźniki

Ścieki domo-w e 1 /

Gnojówka 3i4/

Gnojowica 3/

Soki kiszon-kowe 4i5/

BZT5 [mgO2/dm3] 400 19000 13000 60000

PH 7.1 7.1 7.3 5.3

N og. [mg/dm3] 85 2200 3200 2030

N-NH4 [mg/dm3] 72 brak danych brak danych 590

P [mg/dm3] 20 120 750 470

K [mg/dm3] 52 2100 3800 3970

l/ Źródło : Hus. St., 1995, Badania własne

2/ Źródło : Kutera J., Hus St., 1990

3/ Źródło : Kuczewski K., Łomotowski J., 1989

4/ Źródło : Sikorski M. i Mikołajczak J., 1997

5/ Źródło : Soroko M., 1992

Dzienny ładunek zanieczyszczeń w BZT5 od 1 DJP (500 kg) odpowiada ładunkowi zanieczyszczeń w BZT5 pochodzącemu od 15 R.L.M., a w przypadku 1 DJP trzody chlewnej – 22 R.L.M.

Każde gospodarstwo rolnicze, a szczególnie hodowlane, musi szczególnie wdrażać dobre praktyki rolnicze zarówno w gospodarce ściekowej jak i nawozowej, poprzez racjonalne stosowanie skutecznych metod oczyszczania ścieków bytowych i poprodukcyjnych, a także w czasie magazynowania i gospodarowania nawozami naturalnymi stałymi i płynnymi.

Konieczne jest przy tym wdrażanie innowacyjnych projektów technologicznych dotyczących płyt gnojowych, zbiorników na gnojówkę i zagrodowych oczyszczalni ścieków, które powinny być standardowym wyposażeniem każdego gospodarstwa.

WYMOGI DOBREJ PRAKTYKI ROLNICZEJ W GOSPODARSTWACH HODOWLANYCH

WDRAŻANIE STANDRDÓW DOBREJ PRAKTYKI ROLNICZEJ W GOSPODARCE NAWOZOWO-ŚCIEKOWEJ GÓRSKICH

GOSPODARSTW ROLNICZYCH Z WYKORZYSTANIEM INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII IBMER

IBMER – GCB w Tyliczu służy doradztwem i pomocą projektową przy wdrażaniu efektywnych metod budowy płyt gnojowych oraz zbiorników na gnojówkę, a także promuje odpowiednie urządzenia i maszyny do uzdatniania i efektywnego zadawania nawozów naturalnych na użytkach rolnych.

3,0 m2/DJP,   

2,0 m3/DJP,    Jednostkowe powierzchnie

płyt gnojowych i objętości zbiorników na gnojówkę .

W przypadku zbiorników na gnojówkę bardzo przydatnym urządzeniem jest tzw. forma ślizgowa do „bezzbrojeniowego” wylewania ich ścian.

Tym sposobem można też wykonywać zbiorniki na ścieki bytowe (domowe).

Urządzenie to może być z powodzeniem wykorzystywane w tzw. „gospodarczym systemie” wykonawstwa, bezpośrednio przez rolników inwestorów.

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW BYTOWYCH

I UTYLIZACJI OSADÓW W GOSPODARSTWACH

ROLNICZYCH

UWARUNKOWANIA I UZASADNIENIE WYBORU KONCEPCJI BADAWCZO-WDROŻENIOWEJ IBMER GCB W TYLICZU

Teoretycznie, systemy kanalizacji obszarowej, doprowadzającej wszystkie ścieki bytowe do oczyszczania w oczyszczalni zbiorczej, trzeba uznać za systemy najbardziej skuteczne w ochronie środowiska przyrodniczego.

Jednakże w praktyce wiejskiej gospodarki ściekowej często się zdarza, że skuteczność tych systemów (zależna od technologicznej sprawności zastosowanych urządzeń) jest zakłócana przez niedozwolone zrzuty ścieków odzwierzęcych, ścieków chemicznych i biologicznie agresywnych, a także nadmiernego dowozu mocno stężonych i zagniłych fekaliów z posesji leżących poza systemem.

Postępujący wzrost opłat za korzystanie z kanalizacji i kłopoty środowiskowe z zagospodarowaniem bardzo uciążliwych osadów stałych mogą również obniżać technologiczną ocenę tych systemów, które jednak zawsze będą uznawane za wygodne i niezawodne źródło dochodu instytucji, które nimi zarządzają.

Ogólnie, zabudowa przestrzenna wsi polskiej nie sprzyja budowie obszarowych systemów kanalizacyjnych.

Prawie 21 % wsi jest w zabudowie rozproszonej (średnie odległości pomiędzy domami wynoszą 120-180 m do max. 500 m).

Około 41 % wsi jest w zabudowie luźnej – rozwleczonej (średnie odległości pomiędzy domami 50 – 70 m do max. 100 m).

Na terenach górzystych Polski (>350 m n.p.m.) dominującymi typami wsi są jednostki osadnicze o zabudowie: łańcuchowej, łańcuchowej z przysiółkami i rozproszonej – razem: ok. 43 % (na terenach typowo górskich – ok. 70 %).

SYTUACJA W POLSCE

Na terenach wiejskich w Polsce działa ok. 2000 oczyszczalni z kanalizacją zbiorczą obsługujących ok. 5 % wsi (ok. 20 % całej ludności wsi).

Szacuje się, że na ogólną liczbę 2.928.000 gospodarstw rolniczych (188.000 na terenach górskich) aż 75 % pozbywa się ścieków bytowych bez oczyszczania.

Ze względu na niekorzystną specyfikę zabudowy wsi polskiej, wieloletnie zaniedbania a stąd na ogromne potrzeby, wprowadzenie na tereny wiejskie wyłącznie „miejskich systemów kanalizacyjnych” jest ze względów ekonomicznych niemożliwe, a często nieracjonalne ze względów technologiczno-środowiskowych.

Obowiązujące w Polsce prawodawstwo wymaga budowy obszarowych systemów kanalizacyjnych z oczyszczalniami zbiorczymi w aglomeracjach o równoważnej liczbie mieszkańców 2000 RLM.

Ustalono jednak, że warunkiem uzasadniającym zamiar budowy w aglomeracjach zbiorczych systemów kanalizacyjnych z oczyszczalni są graniczne wskaźniki D 120 osób/km (kanalizacji) (8 m/osobę) i W 5000 zł/osobę (N.F.O.Ś. i G. W., 2004).

Wytyczne Europejskiego Komitetu Ekonomicznego – Społecznego (2004 r.) określają wielkości jednostkowych wskaźników długości kanalizacji w aglomeracjach miejskich na: D = 500-2000 osób/km (0,5 – 2,0 m/osobę), a na terenach wiejskich: 100-200 osób/km (5-10 mb/osobę).

CO TO SĄ TECHNOLOGIE ”DOPASOWANE” I DLACZEGO ICH POTRZEBUJEMY ?

TECHNOLOGICZNE ”DOPASOWANIE”

OZNACZA, ŻE W KAŻDYM POJEDYNCZYM PRZYPADKU NALEŻY SZUKAĆ ROZWIĄZAŃ, KTÓRE UMOŻLIWIĄ :

ROZWIJANIE EFEKTYWNYCH PROJEKTÓW ZMIERZAJĄCYCH DO ROZWIĄZYWANIA LOKALNYCH PROBLEMÓW,

OSZCZĘDZANIE PIENIĘDZY MOŻE NIE W FAZIE PLANOWANIA, LECZ W FAZIE INWESTOWANIA, A TAKŻE OSZCZĘDZANIA NA KOSZTACH BIEŻĄCYCH,

TWORZENIE MIEJSC PRACY W SKALI LOKALNEJ I REGIONALNEJ

”DOPASOWANE” TECHNOLOGIE

OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW NA TERENACH WIEJSKICH NIE POWINNY PREFEROWAĆ ROZWIĄZAŃ SCENTRALIZOWA- NYCH, KTÓRE SĄ BEZ WĄTPIENIA CELOWE W DUŻYCH AGLOMERACJACH, NIE SĄ JEDNAK NAJKORZY-STNIEJSZE DO ZASTOSOWANIA NA OBSZARACH WIEJSKICH O NIEWIELKIEJ GĘSTOŚCI ZALUDNIENIA ZARÓWNO Z TECHNICZNEGO, JAK I Z FINANSOWEGO PUNKTU WIDZENIA.

WYSOKIE OPŁATY ZA

ODPROWADZANIE ŚCIEKÓW WYNIKAJĄCE Z ZASTOSOWANIA NIEDOPASOWANYCH DO WARUNKÓW ROZWIĄZAÑ TECHNICZNYCH PRZYNOSZĄ PODWÓJNĄ SZKODĘ ROZWOJOWI GOSPODARCZEMU DANYCH REGIONÓW; Z JEDNEJ STRONY PIENIĄDZE WYDAWANE NA WYSOKIE OPŁATY ZA USUWANIE (TRANSPORT) ŚCIEKÓW MOGŁYBY ZOSTAĆ WYKORZYSTANE NA ROZWÓJ GOSPODARCZY W INNYCH DZIEDZINACH, A Z DRUGIEJ STRONY MOGĄ ODSTRASZAĆ ZAKŁADY PRZEMYS£OWE O WYSOKIM ZUŻYCIU WODY DO STARAŃ O LOKALIZACJĘ NA TYCH TERENACH.

Komisja Europejska zaleca stosować na terenach wiejskich tzw. technologie „dopasowane”.

Wszędzie więc tam, gdzie jest to uzasadnione specyfiką lokalnych warunków i potrzeb środowiskowych, a także zabudowy, przedmiotem alternatywnego wyboru powinny być zdecentralizowane systemy oczyszczania ścieków i utylizacji osadów budowane w układach lokalnych – grupowych oraz indywidualnych, w postaci małych i mikro-oczyszczalni ścieków.

Odpowiednio zaprojektowane i starannie eksploatowane lokalne i przydomowe mikro-oczyszczalnie ścieków mogą być równie, a nawet bardziej skuteczne od oczyszczalni typu zbiorczego.

Przydomowe oczyszczalnie ścieków powinny być – zdaniem IBMER – GCB w Tyliczu – jedyną alternatywą dla sanitacji opartej o zbiorniki wybieralne (szamba) i transport asenizacyjny, która to metoda sprzyja złym lub kryminogennym praktykom pozbywania się ścieków lub jest niewykonalna, np. na terenach górzystych w okresie zimowym.

Instytut w Tyliczu, mając do tego podstawy uzasadnione wynikami badań, jest też zdecydowanym przeciwnikiem „metod oczyszczania ścieków” za pomocą zbiorników z tzw. układami przewodów rozsączających, które to urządzenia są często niczym innym, jak tylko urządzeniami do odprowadzania surowych ścieków w głąb podglebia.

Pewną kontrowersję wzbudzają tzw. kontenerowe, fabrycznie kompletowane mikro-oczyszczalnie, odwzorowujące podstawowe procesy stosowane w oczyszczalniach „typu miejskiego”.

Jeden z przykładów, kompaktowej mikrooczyszczalni pracującej w ciągłym procesie technologicznym osadu czynnego.

Urządzenia te są prezentowanie w sposób atrakcyjny na różnych wystawach, jako gotowe do natychmiastowego – jak twierdzą ich producenci – montażu na miejscu lokalizacji i pracują na najwyższym – według nich – poziomie jakości, niezależnie od warunków ich eksploatacji, o których się mało nie mówi.

Jak wynika z badań i obserwacji IBMER w Tyliczu w codziennej praktyce użytkowania tych urządzeń, tego typu zminiaturyzowane, skomplikowane technicznie i obsługowo oczyszczalnie bardzo często zawodzą w realiach specyficznych warunków zagrodowej gospodarki ściekowej.

Przykład nietrafionego wyboru typu oraz braku eksploatacyjnego nadzoru mikrooczyszczalni kontenerowych zainstalowanych

w jednej z Sądeckich wiosek agroturystycznych.

Próbki ścieków odpływających z oczyszczalni:Nr O – ścieki oczyszczone w instalacji IBMER Nr 1, 2, 3 - ścieki „oczyszczone” w wyżej prezentowanych obiektach

W znanych Instytutowi przypadkach ich skuteczność była wręcz zła lub niewystarczająca w stosunku do obowiązujących wymagań, a poniesione nakłady inwestycyjne oraz koszty ich eksploatacji użytkowej w żaden sposób nie uzasadniały takiego wyboru sanitacji

KONCEPCJA TECHNOLOGICZNA IBMER – GCB W TYLICZU LOKALNYCH, GRUPOWYCH

I INDYWIDUALNYCH SYSTEMÓW OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW BYTOWYCH NA TERENACH WIEJSKICH ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM TERENÓW

GÓRZYSTYCH POLSKI.

Podstawą koncepcji są udokumentowane wyniki własnych prac badawczo-rozwojowych oraz przykłady konkretnych wdrożeń instalacji na terenach wiejskich Sądecczyzny.

Koncepcja przewiduje tworzenie zintegrowanych układów technologicznych w postaci naturalnych (quasi technicznych) instalacji dobranych indywidualnie, w odpowiednich konfiguracjach urządzeń składowych, do konkretnych warunków i wymagań ochrony lokalnego środowiska.

A

A - W ielokom orow e osadniki przep ływ ow eB - Złoża zraszane o pionow ym przepyw ie z dachow ym kolektoram i słonecznym iC - Złoża filtracyjne gruntow o-roślinne o poziom ym przepływ ie ściekówD - Stokowe złoża traw iasto-gruntow eE - Serpentynow e row y denitryfikacyjne doczyszczająceF - Staw y do odnow y w odyG - Zbiorn iki w odne na cele gospodarcze

B CD E F

G

Wybór ten dokonywany jest według przedstawionego schematu ideowego.

KRÓTKI OPIS URZĄDZEŃ SKŁADOWYCH

WIELOKOMOROWY OSADNIK PRZEPŁYWOWY

ZAGOSPODAROWANIE OSADÓW

ZŁOŻA FILTRACYJNE ZRASZANE O PIONOWYM PRZEPŁYWIE ŚCIEKÓW

Złoża o przepływie pionowym ścieków

ETAPY WYKONANIA KERAMZYTOWEGO ZŁOŻA O PIONOWYM

PRZEPŁYWIE ŚCIEKÓW

ZŁOŻA O POZIOMYM PRZEPŁYWIE ŚCIEKÓW

STOKOWE ZŁOŻA FILTRACYJNE TRAWIASTO-GLEBOWE

ROWY DENITRYFIKACYJNE – DOCZYSZCZAJĄCE ŚCIEKI

STAWY OGRODOWE ORAZ ZBIORNIKI DO RETENCJI WODY NA CELE GOSPODARCZE

PRZYKŁAD ZAGRODOWEJ INSTALACJI DO OCZYSZCZANIA

ŚCIEKÓW W GÓRSKIM GOSPODARSTWIE ROLNICZYM

SCHEMAT TECHNOLOGICZNY

Okresy wiosenno- letnie 2005÷2008 r.

Okresy jesienno-zimowe 2005÷2008 r.

Azot amonowy [N-NH4]

81,6

30,3 2,6

77,1

18,0 0,40,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

Dopływ ścieków Złoże pionowe Złoże stokowe

[mg/

l]

Azot całkowity [N]

78,626,2

10777

14

103

0,0

50,0

100,0

150,0

Dopływ ścieków Złoże pionowe Złoże stokowe

[mg/

l]

BZT5 [O2]

299

94 3

303

49 30

100

200

300

400

Dopływ ścieków Złoże pionowe Złoże stokowe

[mg/

l]

Fosfor [ P-PO4]

12,410,5

1,3

12,6 12,0

1,7 0,0

5,0

10,0

15,0

Dopływ ścieków Złoże pionowe Złoże stokowe

[mg/l]

Zawiesina

76,7

25,3 15,9

77,1

40,919,3

0,0

20,0

40,060,0

80,0

100,0

Dopływ ścieków Złoże pionow e Złoże stokow e

[mg/l]

ChZT [O2]

359

94 27

340

73 310

100200300400

Dopływ ścieków Złoże pionow e Złoże stokow e

[mg/

l]

Skuteczność zmniejszania wskaźników i składników zanieczyszczeń w oczyszczanych ściekach.

SKUTECZNOŚĆ DZIAŁANIA W WIELOLETNIM OKRESIE BADAŃ

UDZIAŁ IBMER – GCB W TYLICZU WE WDRAŻANIU KONCEPCJI

INDYWIDUALNEJ SANITACJI NA TERENACH POLSKI POŁUDNIOWEJ

W ramach oferty wdrożeniowo-upowszechnieniowej IBMER – GCB w Tyliczu proponuje kontrahentom podpisanie umowy licencyjnej typu Know-How, w ramach której jednorazowo udostępnia (odpłatnie) swoją wiedzę oraz wieloletnie doświadczenie konstrukcyjno-technologiczne w postaci : opracowania koncepcji zdecentralizowanego systemu oczyszczania ścieków, np.: w gospodarstwie, grupie gospodarstw, budynkach użyteczności publicznej, itd.,opracowania dokumentacji techniczno-technologicznej będącej niezbędnym dokumentem do zgłoszenia w Urzędzie zamiaru budowy instalacji oczyszczającej przez inwestora, szkolenia przyszłego wykonawcy nt. szczegółów dotyczących budowy instalacji systemem gospodarczym, eksploatacji i czynności obsługowych niezbędnych do utrzymania gotowości technicznej użytkowanego obiektu,

nadzoru autorskiego przy budowie systemem gospodarczym lub przy ewentualnym udziale firmy budowlanej, projektowania, wykonawstwa i dostawy na miejsce budowy urządzeń wchodzących w skład specjalistycznego, technicznego wyposażenia instalacji oczyszczającej, współpracy z przyszłym użytkownikiem obiektu w kontynuacji uzgodnionej z nim tematyki badawczo-upowszechnieniowej IBMER – GCB w Tyliczu.

OFERTA IBMER

PRZYKŁAD PROJEKTU WDROŻENIOWEGO REALIZOWANEGO W RAMACH UMOWY LICENCYJNEJ

Nasz adres:

Instytut Budownictwa Mechanizacji i Elektryfikacji RolnictwaGÓRSKIE CENTRUM BADAŃ I WDROŻEŃ w Tyliczu

33-383 Tylicz, ul. Pułaskiego 25ATel. (018) 471 13 13

e-mail: ibmerkrynica@pro.onet.plwww.ibmer.org.pl