dr. ing. Szilveszter Szabolcs

1. Posibilitățile folosirii apelor uzate menajere și a nămolului tratat pentru fertilizarea culturilor de salcie energetică dr. ing. Szilveszter Szabolcs Universitatea Sapientia, Facultatea de Științe, Departamentul de Bioinginerie, Miercurea Ciuc

2. Ceeste apauzată? Apele uzate menajere provin din satisfacerea nevoilor gospodăreşti de apă ale centrelor populate, precum şi a nevoilor gospodăreşti, igienico-sanitare şi social administrative ale unităţilor industriale mici. Compuşii chimici organici, prezenţi ca poluanţi în ape, pot fi clasificaţi în: • compuşi naturali, produşi ai organismelor vii sau formaţi prin alte procese naturale; • compuşi sintetici, introduşi de om adesea datorită proceselor industriale şi care în mod normal sunt absenţi din mediul natural.

3. Compoziţia tipică a apelor uzate menajere (Liu H.F.D et. al,2000)

4. Procese de epurareapeiuzate • Dintre sistemele de epurare biologică, una dintre cele mai răspândite tehnici de epurare biologică a apelor uzate este procesul cu nămol activ.. BNA Decantor Secundar Emisar Nămol recirculat Nămol exces Tratare nămol

5. Legislație privind folosirea apei uzate și nămolului activ în agricultură Utilizarea nămolului în agricultură este reglementat de directiva UE86/278/CEE din 12 iunie 1986. Potrivit directivei 86/278/CEE, se înţelege prin nămoluri: • produsele rezultate de la staţiile de epurare care tratează apele uzate domestic (menajere) sau urbane şi de la alte staţii de epurare ce tratează ape uzate având o compoziţie similară apelor uzate domestice şi urbane; • produsele reziduale din fosele septice şi din alte instalaţii similare pentru tratarea apelor uzate. Directive UE care reglementează folosirea nămolului în agricultură: directiva 86/278/CEE prevede valori ale concentraţiilor de metale grele directiva 75/442/CEE despre deșeuri directiva 78/319/CEE despre deșeurilor toxice și periculoase

6. Este vorba în special de aprobarea Normelor tehnice privind protecţia mediului, cu precădere a solurilor, când se utilizează nămolurile de epurare în agricultură. • În România, problematica nămolurilor de epurare este reglementată prin ORDINUL nr. 344 din 16 august 2004. Acest ordin defineşte diferitele tipuri de nămoluri de epurare, după cum urmează: • nămoluri provenite de la staţiile de epurare a apelor uzate din localităţi; • nămoluri provenite de la fosele septice şi de la alte instalaţii similare pentru epurarea apelor uzate; • nămoluri tratate - nămolurile tratate printr-un proces biologic, chimic ori termic.

7. Utilizarea în agricultură a apei uzate și nămolurilor de epurare reprezintă una dintre metodele de degajare a acestora şi o formă de punere în valoare a conţinutului lor în materie organică şi elemente nutritive. La alegerea terenurilor pretabile se vor avea în vedere următorii factori (86/278/CEE): • Topografia locului • Panta terenului • Textura solului • Permeabilitatea solului • Drenajul solului • Scurgerile la suprafaţă şi eroziunea • Inundabilitatea. • Capacitatea de apă utilă • Adâncimea apei freatice. • Volumul edafic • pH-ul solului • Capacitatea de schimb cationic • Gradul de încărcare a solului cu metale grele • Protecţia surselor de aprovizionare cu apă a localităţilor

8. Numai apa uzată și nămolul activ tratat poate fi utilizat pentru irigații sau ca fertilizant în agricultură !!! Tratare apei uzate: Procese convenționale cu nămol activ, aerob sau anaerob Procese alternative – iazuri biologice Tratare nămolului activ: Digestie anaerobă Stabilizare contact aerob Compostare

9. Apa uzată și nămolul exces ca fertilizant Irigația cu apa uzata si folosirea nămolului activ ca ingrasamant poate sa fie rentabilă și ecologica: • poate creste producția de biomasa și la soluri slabe crescând astfel profitul fermierului • reducerea consumului de energie a stației de epurare folosit pentru eliminare materii biodegradabile (N,P) –nămolul activ • reciclarea substanțelor nutritive provenite din reziduuri umane și contribuția fermierului la sustenabilitate cu efecte pozitive pe mediu. • compensarea nevoile de apa a plantației • extragerea/absorbția metalelor grele din lanțul alimentar

10. Nutriția plantelor (I) Material organic (proteine, aminoacizi, acizi nucleici, lipide etc.) CO2 în formă de gaz O2 în formă de gaz Bacterii mineralizatoare din sol (Bacillus sp., Pseudomonas sp., Micrococcus sp., Vibrio sp., Arthrobacter sp., Proteus sp., Variovorax sp., Acidovorax sp.) Ioni minerali dizolvați: K+, NO3-, Ca2+, HPO42- Apă

11. Nutriția plantelor (II)

12. Plantații de sălcie în general pot fi folosite în procese de fitoremediere și în procese de tratare/postratare apei uzate municipale și a nămolul provenit din procesul tehnologic. Sălcia pot fi folosit din cauza proprietăților: • Nevoie de cantități mari de apă și rata mare evapotranspirație; • Eficiență înaltă de utilizarea elementelor nutritive; • sistemul de rădăcini superficial, cu o buna capacitate de a rezista la condiții anoxice; • capacitate de a absorbție a metalelor grele.

13. Schema fertilizării și irigării plantației Sălcie energetică

14. Valorile maxime admisibile pentru concentraţiile de metale grele în solurile cu pH > 6,5 pe care se aplică nămoluri Concentraţiile maxime admisibile de metale grele din nămolurile destinate pentru utilizarea în agricultură

15. În utilizarea nămolurilor trebuie să se ţină cont de următoarele reguli: • trebuie să avem în vedere necesităţile nutriţionale ale plantelor; • să nu compromităm calitatea solurilor şi a apelor de suprafaţă; • valoarea pH-ului din solurile pe care urmează a fi aplicate nămoluri de epurare trebuie să fie menţinută la valori peste 6,5. Împrăștierea nămolului pe terenul agricol

16. Utilizarea apei uzate pentru irigare Rata de irigare trebuie calculată în funcția: • Clima locală • Caracteristicile solului • Vârsta plantației • Cantitatea de apă uzată necesară Metodă simplă pentru determinarea ratei maxime de irigare luănd în calcul diferite factori esențiali X1- media anuală a precipitațiilor X2-media anuală de drenaj (scurgere) X3-tipul solului X4-intesitatea procesului de cultivare actuale (mediu, ridicat) X5-Levigarea actuală anual de azot

17. Calcule folosite la ape uzate de a putea folosi pentru irigare.

18. Sisteme de irigare Sistemul de irigare selectat trebuie: • să reducă la minimum riscurile de igienă; • să permităo distribuție uniformă a apelor uzate peste întregul câmp; • să fie căt mai aproape de suprafața solului pentru a evita răspândirea agenților patogeni; • considerat și fezabilitatea sistemului de irigare, avantaje/dezavantaje. Cel mai rentabil sistem de irigare s-a dovedit fiind cu tuburi găurite/perforate dar costurile ridicate implicate și de risc pentru colmatarea cu rădăcină nu ar trebui să fie trecute cu vederea.

19. Sisteme de irigare • Irigarea cu apă uzată trebuie să înceapă • în primăvara anului paralel cu începerea fazei vegetative si terminat la scurt timp înainte de sfârșitul perioadei vegetativ. • la un an după înființarea culturii de sălcie când au dezvoltat un sistem de rădăcină și levigarea apei uzate este neglijabil. Exemple de sisteme de irigare pentru plantații de Sălcie cu apa uzată

20. Exemplu 1. Cultivare Sălcie prin irigare cu apă uzată Localitatea: Kambaj – Estonia cu 840 persoane echivalenți Proces de tratare apei uzate alternativ cu iazuri biologice. Apa uzată pe plantație: CBO5 – 21,4 mg/L; Total N – 15,2 mg/L; Total P – 2,3 mg/L. Changes in soil microbial community under willow coppice: The effect of irrigation with secondary-treated municipal wastewater. Marika Truua,Jaak Truua, Katrin Heinsoob, Ecological engineering 3 5 ( 2009 ) 1011–1020

21. Exemplu II. Cultivare Sălcie prin fertilizare nămol de epurare Localitatea: Sven – Letonia folosind nămol activ stabilizat Fertilizarea cu nămol are un efect pozitiv asupra creșterii Salix, dar cauzează probleme cu controlul buruienilor. Al doilea sezon este optim pentru fertilizare pentru a reduce problemele cu buruieni. În primul sezon masa uscată a plantațiilor de controla fost între0,2-0,6 t / ha, dar în al doilea sezon, după fertilizarea cu nămol de epurare 14 t / ha (700 kgN / ha), masa uscată a ajuns la 4,6-5,5 t / ha. Effect of Sewage Sludge Fertilization in Short-Rotation Willow Plantations Dagnija Lazdiņa, Andis Lazdiņš, Zigurds Kariņš, Visvaldis Kāposts, Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 2007, Vol XV, No 2, 105–111.

22. Considerări economice – îngrășământ, nămol activ și apa uzată. Sewage sludge and wastewater fertilisation of Short Rotation Coppice (SRC) for increased bioenergy productiondBiological and economic potential, I. Dimitriou, H. Rosenqvist, Biomass and bioenergy 35 ( 2011 ) 835-842

23. POSIBILITĂȚI DE COLABORĂRI LOCALE Statie pilot la M.Ciuc între Kontrastwege  s.r.l. și Harviz S.A • Resursele de nămol, în apropierea plantațiilor • Un material pentru fertilizarea terenurilor ieftin și eficient • Crearea condițiilor pentru utilizare legală și fără risc • -laboratoare autorizate la producători (sau în zonă) • -analize necesare ale solurilor • -respectarea prescripțiilor technologice • Exemplul de la Miercurea Ciuc

24. Mulțumesc pentru atenția acordată!!! Întrebări?