REPORTER JUTARNJEG U FUTURISTIČKOM POSTROJENJU BLUE PLAINS Kako se otpad iz kanalizacije pretvara u gnojivo, struju i čistu vodu za glavni grad SAD-a

Iz naše perspektive, ovo nije otpadna voda, niti je ono što nakon obrade ostaje mulj. Ti nazivi dio su starog načina razmišljanja. Sada to želimo promijeniti. Dakle, ova voda nije otpadna, nego korištena, te pritom obogaćena.

Dakle, u toj vodi postoji sadržaj koji je iskoristiv, pa i vrijedan. Naš je posao u efikasnom procesu tu vrijednost prikupiti, govori inženjer Bill dok stoji iznad jednog od ispražnjenih bazena Blue Plains Advanced Waster Treatment Planta - najvećeg svjetskog naprednog postrojenja za obradu otpadnih voda.

Neugodan miris truleži koji se osjeća u zraku natjera čovjeka koji je prvi put došao u golemo postrojenje u predgrađu Washingtona, glavnog grada SAD-a, da posumnja u Billov entuzijazam. Ipak, bilo bi to posve pogrešno. Zaposlenici Blue Plainsa, ali i gradske vlasti Washingtona, pa i svi stanovnici okolice imaju puno razloga biti entuzijastični.

Alicia Pimental/Chesapeake Bay P

Pionirski projekt

Osim što je gradnjom novog postrojenja u Blue Plainsu znatno unaprijeđen način na koji se pročišćavaju kanalizacijske vode na širem području Washingtona, u budućnosti će Blue Plains vjerojatno biti prepoznat kao pionirski projekt koji je postavio standarde za cijelu industriju u Sjevernoj Americi. Nakon što su u Washingtonu probili led, teško je vjerovati da će se igdje u SAD-u u budućnosti događati ulaganje u ovakav objekt, a da on u konačnici ne bude takav da tvrdu nečistoću iz otpadnih voda pretvara u električnu energiju i kvalitetno gnojivo. A upravo to rade u Blue Plainsu i to u golemim razmjerima.

Washingtonsko postrojenje svakog dana obradi oko 1,2 milijarde litara otpadne vode koja se prikuplja kanalizacijom na širem području grada, gdje živi oko dva milijuna stanovnika. Posebnost lokacije jest da se sva voda nakon obrade i pročišćavanja vraća u rijeku Potomac, iz koje se napaja cijelo metro-područje od Washingtona do Baltimorea, a koja se pak ulijeva u zaljev Chesapeake, jedno od ekološki najosjetljivijih obalnih područja na Istočnoj obali SAD-a.

Izazov za komunalnu kompaniju DC Water, koja skrbi i o opskrbi pitkom vodom i o pročišćavanju otpadnih voda regije, stoga je bio kompleksan. Potrebno je bilo ustrojiti tehnološki proces koji će omogućiti maksimalno pročišćavanje voda, sposobno zadovoljiti očekivane sve strože ekološke norme vezane za zaljev Chesapeake, a s druge strane ga učiniti ekonomski održivim.

Pritom je uklanjanje tekućeg onečišćenja relativno jednostavan dio posla. Te čestice uglavnom se svagdje u svijetu uklanjaju standardiziranim kemijsko-biološkim procesima poput oksidacije i implementacije bakterijskih kolonija. Puno veći izazov je izdvajanje čvrstih čestica, ali taj proces nudi i mogućnosti gospodarske eksploatacije.

Naime, još prije nekoliko desetljeća tvrtke koje se bave otpadnim vodama bile su suočene s golemim količinama tvrdog ostataka - kanalizacijskog mulja. Počele su razvijati procese njegova pretvaranja u energiju. Prvi modeli predviđali su da se mulj spaljuje u spalionicama, no problem je bio što je mulj zbog svoje visoke vlažnosti zapravo uništavao energetsku vrijednost ostalog otpada u postrojenju. Taj se problem mogao riješiti prethodnim sušenjem mulja prije spaljivanja, no uvođenje tog postupka cijelu je priču opet učinilo energetski neučinkovitom.

Zato se na koncu industrija posvetila drukčijoj tehnologiji - razgradnji u anaerobnim digestorima. Naime, znanstvenici su shvatili da implementacijom određenih sojeva bakterija mogu potaknuti raspadanje mulja, pri čemu nastaje metan, prirodni plin, koji se onda može koristiti za proizvodnju električne energije. Sličan sustav, ali bez digestora, danas postoji na zagrebačkom odlagalištu otpada Jakuševac, gdje deponijski plin isparava iz slojeva zakopanog smeća i onda napaja plinsku turbinu koja proizvodi energiju.

Problem takvih sustava uvijek je bio u tome što je proces raspadanja mulja bio vrlo spor. U postrojenjima velikog kapaciteta to je značilo i potrebu za velikom investicijom - u gradnju digestora, ali i u prostor potreban za to. Također, takav sustav bio je nestalan, sklon čestim zastojima u proizvodnom procesu. Kako to riješiti? Odgovor je u Blue Plainsu.

Suočeni s nužnošću obnove svojeg postrojenja i golemim probijanjem budžeta u slučaju primjene postojeće tehnologije, u DC Wateru su krenuli u potragu za inovativnim rješenjima. Pronašli su ga u Norveškoj, u tvrtki CAMBI, a zove se - termalna hidroliza.

Termalna hidroliza relativno je nova tehnologija, a prvi je put na komercijalnoj razini primjenjena 1996. u Norveškoj. Odonda je diljem svijeta sagrađeno 30 postrojenja temeljenih na toj tehnologiji, no nijedno nije veće od onog u Washingtonu. No, što je to termalna hidroliza?

Radi se o procesu koji rapidno ubrzava raspadanje kompleksnih molekula koje tvore kaalizacijski mulj. Sastoji se od dvije faze. Prvo se mulj zagrijava pri visokom tlaku da bi se potom izvela iznimno brza dekompresija. Ta brza promjena tlaka pri visokoj temperaturi rezultira pucanjem molekularnih veza i oslobađanjem jednostavnih lanaca ugljikovodika, ponajviše metana (CH4). Taj metan potom se dodatno pročišćava te šalje u plinsku turbinu koja proizvodi energiju. Teoretski, plin bi mogao biti korišten i na drugi način, kao pogonsko gorivo za cestovna vozila, ili za proizvodnju toplinske energije - ako bi takva bila potreba.

Termalna hidroliza

Washingtonsko postrojenje opremljeno je turbinama ukupne snage 10 megavata, što ga čini jednom od najjačih svjetskih elektrana pogonjenih deponijskim plinom, a prema riječima ovdašnjih inženjera, proizvedena energija dovoljna je za zadovoljavanje potrošnje električne energije u oko 8000 domova. Termalna hidroliza ključni je dio tog procesa zato što to toliko ubrzava proces razgradnje mulja da se proizvodnja plina de facto nastavlja izravno na dovodnu kanalizacijsku cijev.

Konkretno, za proces razgradnje i molekularne degradacije mulja koji je nekoć trajao 12 dana danas je uz pomoć termalne hidrolize potrebno 30 minuta. A i efikasnost cijelog procesa je bez presedana.

Naime, jedan od zahtjeva koji proizlazi iz nove regulative za zaštitu okoliša vezane za ispuštanje otpadne vode u Zaljev Cheasepeake jest i da sadržaj dušika mora biti smanjen za 40 posto u odnosu na razine iz 1985. godine. U Blue Plainsu ne samo da su svake godine od gradnje novog postrojenja uspjeli zadovoljiti taj ambiciozni cilj nego se približavaju razini od 75 posto izdvojenog dušika.

Pa gdje on na kraju završi? Konačni proizvod termalne hidrolize u Washingtonu zove se Bloom i pod tom se trgovačkom markom kao visokoučinkovito gnojivo prodaje na tržištu. Pojednostavljeno rečeno, nakon raspadanja i izdvajanja ugljikovodičnih molekula termalna hidroliza mulj pretvara u inertnu masu s visokim sadržajem dušika, bez štetnih bakterija i bilo kakvih toksina koji bi mogli ugroziti zdravlje.

Jenna Valente/Chesapeake Bay Pro

Sušeni kompost

Kako je imidž gnojiva koje se proizvodi od kanalizacijskog otpada u široj javnosti još poprilično loš, DC Water i dalje velike količine tog materijala besplatno ustupa farmerima i industriji koja ga koristi u poljoprivredi. Na taj se način eliminiraju potencijalno vrlo visoki troškovi zbrinjavanja.

Ipak, sve veće napore kompanija ulaže i u pokušaj da svoj kompost prodaje. Trenutno nude dvije vrste, vlažni i sušeni kompost, a kažu da je interes sve veći. Vjerojatno bi znatno porastao kada bi Bloom bio i službeno certificiran kao organsko gnojivo, što zasad ne može jer važeća američka regulativa propisuje da taj status ne može dobiti nijedan proizvod procesa pročišćavanja otpadnih voda.

No, čak i ako se to ne dogodi, evidentno je da je energetski otisak ovakvog postrojenja iznimno velik. Osim što izravno proizvodi značajne količine električne energije, kompost koji je u njemu proizveden služi kao substitut za umjetna dušična gnojiva, čiji je proces proizvodnje iznimno energetski zahtjevan. Također, valja imati na umu da se ta gnojiva uglavnom proizvode od prirodnog plina i raznih ruda, čiji proces ekskavacije također zahtijeva ogromne količine energije.

Utoliko, iako se u Blue Plainsu energija proizvodi de facto spaljivanjem metana - fosilnog goriva - čini se da postoji mnogo razloga zbog kojih se ovu elektranu može smatrati ekološki poželjnom, pa čak i obnovljivim izvorom energije. Tehnologija je to koja nesumnjivo funkcionira vrlo pouzdano te postoje reference njezina rada iz dvadesetak država diljem svijeta. U velikim raspravama o tome koji je najbolji način zbrinjavanja mulja koji se nakuplja u postrojenjima za pročišćavanje voda diljem Hrvatske, koje nam tek predstoje, termalna hidroliza morala bi se ozbiljno razmotriti.