Kolejne miasta w Polsce decydują się na budowę instalacji do termicznej utylizacji osadów, wkrótce budowa takiej stacji rozpocznie się w oczyszczalni ścieków w Krakowie Płaszowie.
Stężenie substancji szkodliwych w osadach jest wielokrotnie wyższe niż ściekach. Dotyczy to zwłaszcza pasożytów i metali ciężkich. Przez lata powszechnie stosowaną praktyką pozbywania się osadów było ich składowanie. Obecnie ta metoda nie może być już stosowana, ponieważ Unia Europejska stopniowo, lecz konsekwentnie zaostrza wymogi w dziedzinie środowiska. Znajduje to wyraz w dyrektywach, które są implementowane do prawa krajów członkowskich. Polskie oczyszczalnie ścieków stoją więc przed problemem utylizacji mas osadów nagromadzonych na przestrzeni lat oraz wdrożenia procesów przetwarzania osadów powstających na bieżąco.
Metodą powszechnie stosowaną od wielu lat jest fermentacja osadów ściekowych i późniejsze odwadnianie ich na prasach filtracyjnych. Wprawdzie w ten sposób uzyskuje się redukcję masy osadów, ale nie powoduje się ich przekształcenia lub likwidacji. Metoda, po która najchętniej sięgają dziś inwestorzy i spółki wodociągowe, jest termiczna utylizacja osadów z odzyskiem energii. Jest ona uznawana za najskuteczniejszą i najkorzystniejszą z punktu widzenia ochrony środowiska i oszczędności energii.

Budowa STUO w Krakowie
22 grudnia 2006 r. Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w Krakowie (MPWiK SA) ogłosiło przetarg na zaprojektowanie i wykonanie kompletnej Stacji Termicznej Utylizacji Osadów (STUO), pochodzących z oczyszczalni ścieków Płaszów II i oczyszczalni ścieków Kujawy w Krakowie, a także mniejszych oczyszczalni. Instalacja termicznego przekształcania osadów złożu fluidalnym, będzie się składać z linii technologicznej, obejmującej m.in.: system magazynowania i transportu, węzeł podsuszania osadów, węzeł termicznej utylizacji, system odzysku ciepła, system oczyszczalnia spalin, system monitoringu procesu i spalin, system sterowania, węzeł zestalania odpadów niebezpiecznych.  Stacja będzie spełniać przepisy ochrony środowiska, szczególnie Prawa ochrony środowiska oraz Ustawy o odpadach (zwłaszcza rozporządzenia ministra środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji oraz rozporządzenia ministra gospodarki w sprawie prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów); zastosowana zostanie Najlepsza Dostępna Technologia (BAT).
Docelowa wydajność STUO osiągnie 64 Mg suchej masy na dobę osadów.. Instalacja będzie pracować w ruchu ciągłym – 24 godziny na dobę (minimum 7500 godzin w roku). Inwestycja jest finansowana z Funduszu Spójności, którego beneficjentem jest Gmina Miejska Kraków, kredytu z EBOR, zaciągniętego przez MPWiK SA oraz środków własnych tego przedsiębiorstwa.
19 lipca 2007 r. przetarg rozstrzygnięto, uznając za najkorzystniejszą ofertę konsorcjum Veolia Water Systems Sp. z o.o. z Krakowa (lider) i OTV S.A. Francja. Veolia Water Systems zaproponowała zleceniodawcy zbudowanie instalacji składającej się z pieca Pyrofluid™ typu R56 i tę ofertę MPWiK w Krakowie przyjęło do realizacji.
6 września 2007 r. MPWiK SA w Krakowie podpisała kontrakt z wykonawcą.
Obie firmy wchodzą w skład francuskiej grupy Veolia Environnement (VE), jednej z największych na świecie firm świadczących usługi na rzecz ochrony środowiska. Działalność VE obejmuje cztery branże: woda odpady gospodarka energetyczna oraz transport). VE istnieje od 150 lat i działa w 65 krajach, w Polsce od lat 90. XX w. Zatrudnia ponad 250 tys. osób, jej roczne obroty przekraczają 25 mld euro. Jest notowana na giełdach w Paryżu i Nowym Jorku.
Krakowska firma Veolia Water Systems Sp. z o.o. należy do Veolia Water Solutions & Technologies (VWS), będącej działem technologicznym Veolia Water, skupiającej firmy inżynieryjne specjalizujące się w procesach oczyszczania ścieków, uzdatniania wód i przeróbki osadów ściekowych. Veolia Water Systems Sp. z o.o. jest biurem partnerskim OTV S.A.. Kontrakt  jest realizowany w oparciu o żółty FIDIC. Wartość kontraktu netto wynosi 21 863 612,00 euro.

Termiczne przekształcanie osadów ściekowych w technologii Pyrofluid™
Proces termicznego przekształcania osadów ściekowych w piecu ze złożem fluidalnym opisała Małgorzata Chodur, dyrektor sprzedaży Veolia Water Systems Sp. z o.o.
Zastosowanie spalania fluidalnego wymaga spełnienia pewnych warunków brzegowych. Do procesu spalania na złożu fluidalnym powinien być podawany osad odwodniony w takim stopniu, aby zapewnić autotermiczne prowadzenie procesu. Zawartość suchej masy jest oczywiście różna dla różnych osadów i zależy m.in. od zawartości materii organicznej. Dla biologicznego osadu nadmiernego z komunalnej oczyszczalni ścieków spalanie autotermiczne można już uzyskać spalając osad o zawartości ok. 30% suchej masy. Optymalnym rozwiązaniem, także z punktu widzenia zaleceń BAT (Best Available Techniques, Najlepszych Stosowanych Technologii), jest podsuszanie (suszenie częściowe) osadu za pomocą ciepła odzyskanego z procesu spalania, przed podaniem go do spalania.
Proces spalania osadu Pyrofluid™ oparty jest na utrzymywaniu materiału inertnego, np. piasku, w stanie zawieszenia w komorze spalania. Zawieszone złoże działa jak wrząca ciecz rozpostarta na poziomej płaszczyźnie. Takie warunki spalania zapewniają dobry obieg powietrza w procesie, wymieszanie złoża i optymalny kontakt pomiędzy spalanym medium i powietrzem. Warunki te są idealne do spalania osadów ściekowych.
Piec Pyrofluid™ składa się z następujących głównych elementów: komory powietrznej z dnem dyszowym do sprężania powietrza i rozprowadzania go równomiernie w złożu; złoża piaskowego fluidyzujacego, w którym zachodzi spalanie; kopuły ewakuacyjnej z przewodem spalin. Z piecem współpracuje dmuchawa fluidyzacyjna, wdmuchująca rozgrzane powietrze do komory powietrznej. Paliwo podawane jest w czasie rozruchu oraz w przypadku spadku temperatury spalania.
Spaliny zawierające popioły z procesu spalania zbierane są w górnej części pieca i kierowane do wymienników ciepła. Wymienniki służą do wstępnego podgrzewania powietrza kierowanego do spalania, schładzania spalin przed ich oczyszczaniem oraz odbioru ciepła nadmiarowego w celu dalszego wykorzystania, zazwyczaj do podsuszania osadu podawanego do pieca.
Schłodzone w wymienniku ciepła spaliny poddawane są procesowi oczyszczania metodą mokrą lub suchą. Metoda mokra nie jest zalecana ze względu na straty energii (konieczność ponownego podgrzewania spalin przed skierowaniem do komina) oraz za względu na charakter wytwarzanych odpadów. Metoda suchego oczyszczania spalin polega na przeprowadzeniu spalin kolejno przez rozdzielacz elektrostatyczny lub cyklon do wydzielenia popiołu i metali ciężkich w formie pyłów oraz filtr workowy do usuwania kwaśnych gazów i pozostałości metali.
Oczyszczone spaliny poprzez wentylator odciągowy kierowane są do komina. Efektywność usuwania pyłu w rozdzielaczu elektrostatycznym wynosi 99%. Stężenie pyłu na wylocie z rozdzielacza jest niższe niż 10 mg/Nm3, wymagane dyrektywą 2000/76/EC. Metale ciężkie, takie jak Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, Sn, Cd i Tl zostają usunięte wraz z pyłem. Dla rtęci efektywność usuwania wynosi tylko 10%. W celu usunięcia rtęci i pozostałości organicznych stosuje się filtr z węglem aktywnym. Emisja NOX jest bardzo niska ze względu na odpowiednio dobrane warunki procesu: turbulencje w komorze spalania, temperaturę odlotowa spalin, utrzymywaną w granicach 850–900 oC i niską zawartość tlenu. Warunki te zapobiegają formowaniu się tlenków azotu, także zazwyczaj dodatkowe usuwanie go ze spalin nie jest potrzebne. Zawartość NOX w gazach odlotowych nie przekracza 200 mg/Nm3, określonych w dyrektywie 2000/76/EEC w odniesieniu do warunków emisji. Emisja dioksyn i furanów również nie przekracza wartości granicznych określonych dyrektywą i utrzymuje się na poziomie 0,1 ng/Nm3 w przeliczeniu na suchy gaz przy 11% zawartości tlenu.

Pyrofluid™ w Europie i Polsce
VWS była jednym z pionierów zastosowania termicznych technologii przeróbki osadów, pierwszą spalarnię opartą na złożu fluidalnym zbudowała w 1965 r. i nadal doskonali tę technologię. Wybór konkretnego procesu lub całej gamy procesów zależy m.in. od realnych możliwości utylizacji odpadu. W zależności od warunków lokalnych instalacje mogą zostać wyposażone w systemy odzysku energii, dzięki którym można uzyskać neutralny lub nawet dodatni bilans energetyczny procesu spalania.
Jak poinformowała Małgorzata Chodur, aktualnie pracuje ok. 50 instalacji spalających osady w technologii Pyrofluid™. Większość z nich zlokalizowana jest we Francji; trzy instalacje pracują w Turcji, jedna w Hiszpanii. Blisko naszej strefy geograficznej znajduje się instalacja spalania w Sankt Petersburgu w Rosji. Pracują tam cztery piece typu R 67. Instalacja uruchomiona w 1997 r. posiada przepustowosc10,5 t suchej masy osadu niefermentowanego na godzinę. Ciepło z procesu spalania służy do produkcji pary o ciśnieniu 6 barów, zasilającej lokalną sieć ciepłowniczą.
VWS buduje obecnie kolejną instalację spalania w oczyszczalni ścieków Sankt Petersburg Północ. Instalacja o przepustowości 6,8 t suchej masy na godzinę, będzie się składać z trzech pieców R72, z których jeden przewidziany jest jako rezerwowy. Ciepło ze spalin zostanie wykorzystane do wytwarzania energii elektrycznej. Planowane jest uzyskanie ok.1,5 MW energii.
W 2002 r. uruchomiono spalarnie osadów w oczyszczalni ścieków Amphitria, obsługującej aglomerację miejską i port w Tulonie w południowej Francji. Oczyszczalnia Amphitria zlokalizowana jest wewnątrz półki skalnej o powierzchni ponad 20 ha, mającej formę naturalnego amfiteatru wyżłobionego w skałach i otwartego do morza. Pomimo że oczyszczalnia i spalarnia są położone bezpośrednio nad Morzem Śródziemnym, nie psują egzotycznego krajobrazu, ani nie zanieczyszczają wód i powietrza
Rezultatem projektu EUREKA zrealizowanego w latach 1999–2000 przez Krüger A/S oraz VWS/OTV było dostosowanie technologii spalania fluidalnego Pyrofluid™ do potrzeb małej oczyszczalni ścieków w taki sposób, aby zniszczeniu uległy nie tylko osady ściekowe, ale wszystkie rodzaje odpadów powstające oczyszczalni ścieków, z tłuszczem, piaskiem i skratkami włącznie. Według projektu EUREKA wybudowano i oddano do eksploatacji w 2000 r. spalarnię fluidalną w oczyszczalni ścieków w Lundtofte (aglomeracja miejska Kopenhaga), utylizującej wszystkie odpady oraz dodatkowo spełniającej zaostrzone wymagania emisji ze względu na położenie w strefie rekreacyjnej.
Również w Polsce lista obiektów wykorzystujących procesy spalania odwodnionego osadu ściekowego w piecach fluidalnych wydłuża się. Na zamówienie  Urzędu Miasta Łodzi Veolia Water Systems od lutego 2007 r. realizuje kontrakt nr 04 Gospodarka osadowa na GOŚ ŁAM [Grupowa Oczyszczalnia Ścieków Łódzkiej Aglomeracji Miejskiej], będący częścią ramach projektu Wodociągi i oczyszczalnia ścieków w Łodzi II (współfinansowanego z Fundusz Spójności, projekt nr 2004/PL/16/C/PE/010). Przedmiotem prac jest wykonanie (zaprojektowanie, wybudowanie, kompletne wyposażenie i uruchomienie) instalacji termicznego przekształcania osadów ściekowych i skratek, składającej się z dwóch niezależnych, równoległych linii technologicznych, pracujących 24 godziny na dobę, tj. 7500 godzin w roku. Instalacja będzie się składać z dwóch reaktorów PyrofluidTM typu R43 i będzie wykorzystywać ciepło wytworzone podczas termicznego przekształcania osadu i skratek. Planowana wydajność przerobowa instalacji to 82 tys. Mg/rok osadów odwodnionych.Zakończenie inwestycji nastąpi w lipcu 2009 r. Wartość kontraktu netto – 26 695 764,00 euro.
System spalania fluidalnego w technologii Pyrofluid™ znajduje również zastosowanie w oczyszczalniach przemysłowych, czego przykładem jest inwestycja spółki ORLEN Eko w Płocku. Pyrofluid™ został tam zastosowany do termicznej utylizacji osadów ściekowych pochodzących z Centralnej Oczyszczalni Ścieków Zakładu Produkcyjnego PKN Orlen SA w Płocku. Inwestorem jest ORLEN Eko Sp. z o.o., a dostawcą instalacji w formule „pod klucz” konsorcjum Veolia Water Systems Sp. z o.o., Krüger A/S Gladsaxevej (Dania) oraz OTV SA (Francja). Osady ściekowe podawane do spalania pochodzą z trzech strumieni o odrębnej charakterystyce: osady denne z mechanicznego oczyszczania ścieków, zaolejone kożuchy z urządzeń oczyszczających ścieki osad biologiczny nadmierny. Jako czwarty strumień odpadów podawanych do spalania przewidziane są wysuszone komunalne osady ściekowe, dowożone z zewnątrz. Przepustowość instalacji wyniesie 50 tys. t odpadów rocznie.
Instalacja składać się będzie z dwóch linii spalania, mogących pracować autonomicznie. W wyniku spalania osadów w procesie autotermicznym wytwarzana będzie para o ciśnieniu 10 barów, część wyprodukowanej pary zostanie zużyta do potrzeb własnych instalacji, a część oddana do sieci zakładowej PKN ORLEN SA. Odpady technologiczne pochodzące z procesów spalania oraz oczyszczania spalin będą składowane na składowisku odpadów niebezpiecznych na terenie rafinerii. Termin uruchomienia tej instalacji ustalono na koniec czerwca br.

Stacje w Krakowie i Łodzi
Ciekawą kwestią wydaje się porównane stacji termicznej utylizacji osadów ściekowych Pyrofluid™ w Krakowie i Łodzi. Jak wyjaśnił Adam Kostkiewicz, dyrektor techniczny Veolia Water Systems Sp. z o.o., podstawową różnicą pomiędzy stacją w GOŚ ŁAM i w oczyszczalni Płaszów II jest liczba linii technologicznych: w Płaszowie powstanie jedna linia technologiczna z zastosowaniem pieca Pyrofluid R56, zaś w Łodzi dwie linie technologiczne wyposażone w piec Pyrofluid R43 każda. W obu zastosowano suchy system oczyszczania spalin poprzez ich odpylanie oraz usuwanie zanieczyszczeń gazowych i metali ciężkich.
Tak wieloetapowy sposób oczyszczania gazów spalinowych wynika z faktu, że w pierwszym etapie wychwytywane są popioły niezawierające substancji szkodliwych, taki odpad może zostać wykorzystany do produkcji materiałów używanych np. jako podbudowa dróg lub w budownictwie przemysłowym. Popioły zdatne do ponownego wykorzystania stanowią zdecydowaną większość pozostałości procesowej, natomiast niewielkie ilości powstającego w procesie oczyszczania chemicznego odpadu niebezpiecznego będą kierowane na specjalnie zbudowane stanowisko odpadów niebezpiecznych, co zaplanowano w Łodzi, lub do stacji zestalania odpadów, przewidzianej w projekcie płaszowskim.
W obu instalacjach ciepło wytworzone w wyniku termicznego procesu przetwarzania osadów będzie odzyskiwane i wykorzystywane ponownie w procesie termicznej utylizacji i fermentacji osadów przed odwadnianiem W rezultacie gaz produkowany w komorach fermentacyjnych będzie można skierować do stacji generatorów produkujących energię elektryczną. Również ciepło potrzebne do ogrzania wszystkich obiektów oczyszczalni w okresie zimowym będzie pochodziło ze STUO.

Instalacja w Łodzi jest w trakcie budowy, natomiast instalacja dla Płaszowa II jest aktualnie przedmiotem projektu.