Przemysłowe oczyszczalnie ścieków przestają być jedynie infrastrukturą techniczną zakładów produkcyjnych, a stają się coraz ważniejszym elementem procesu odzysku cennych zasobów, takich jak woda, energia czy inne cenne substancje. Tym samym mają coraz większe znaczenie dla obniżenia kosztów produkcji i zapewnienia jej stabilności. Nowe funkcjonalności są możliwe do uzyskania dzięki zaawansowanym technologiom. Cyfryzacja instalacji oznacza też przejście z modelu reakcyjnego na predykcyjny, pozwalający przewidzieć awarie z wyprzedzeniem.
Zgodnie z danymi Banku Danych Lokalnych GUS w 2024 roku w Polsce funkcjonowało 821 przemysłowych oczyszczalni ścieków, najwięcej biologicznych (512), mechanicznych (172), a także chemicznych (93). Do tego dochodzą 44 oczyszczalnie z podwyższonym usuwaniem biogenów.
– Na oczyszczalnie ścieków należy spojrzeć w specyficzny sposób. Są to obiekty, które nie decydują w bezpośredni sposób o wielkości produkcji zakładu. Do tej pory nie decydowały też o jego zyskach. W tej chwili natomiast oczyszczalnie ścieków stają się jednym z elementów całego ciągu produkcyjnego – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Dariusz Jasak, prezes SEEN Technologie, firmy działającej w obszarze technologii wodno-ściekowych.
W przemyśle spożywczym rośnie znaczenie wody jako zasobu strategicznego dla produkcji. W zakładach takich jak mleczarnie czy przetwórstwo spożywcze stabilność procesów wodno-ściekowych przekłada się na jakość produktów i ciągłość operacyjną. Oczyszczalnie stają się integralną częścią procesu technologicznego. Umożliwiają odzysk i ponowne wykorzystanie zasobów, a także zwiększają bezpieczeństwo operacyjne zakładów.
– To już nie są emitery oczyszczonych ścieków do środowiska. Dzisiaj jesteśmy w stanie oczyścić ścieki do takiego poziomu, że są one zawracane do zakładu pracy. Tam są ponownie wykorzystane w celach technologicznych, w zależności od specyfiki danego zakładu – mówi prezes SEEN Technologie. – Oczywiście w przetwórstwie rolno-spożywczym nie doprowadzamy do kontaktu zawróconej wody z produktami, które potem są konsumowane przez kupujących. Natomiast wszędzie tam, gdzie woda technologiczna może być wykorzystywana do różnych celów, to się dzieje.
Drugi aspekt to odzysk energii. Wysokie zużycie energii, szczególnie w procesach napowietrzania, a także rosnąca liczba zmiennych wpływających na proces technologiczny utrudniają jego stabilne i efektywne prowadzenie. W sektorach takich jak przemysł spożywczy wyzwania te mają bezpośrednie przełożenie na koszty operacyjne, bezpieczeństwo produkcji i jakość końcowych produktów.
– Oczyszczalnie ścieków decydują o sytuacji kosztowej zakładów pracy. Często tam, gdzie ścieki są kaloryczne, jesteśmy w stanie pozyskać z nich energię, przetworzyć je na energię elektryczną czy ciepło, wykorzystać dla własnych celów zakładu, obniżając w ten sposób koszty jego funkcjonowania – podkreśla Dariusz Jasak.
Jak wyjaśnia, możliwy jest również odzysk różnego rodzaju substancji zawartych w ściekach, które można wykorzystać m.in. do nawożenia gleby.
– Świetnym przykładem jest poferment, czyli produkt końcowy po beztlenowej obróbce osadu ściekowego. Dawniej ten odpad musiał być utylizowany. Dzisiaj jesteśmy w stanie przetworzyć go na nawóz glebowy i zastąpić nim sztuczne nawozy. W ten sposób zmniejszamy również ślad węglowy – zaznacza prezes SEEN Technologie. – Jestem przekonany, że dojdziemy do takiej sytuacji, że oczyszczony ściek pozwoli na stuprocentowe odzyskanie zawartej w nim wody. Odzyskamy wszystkie cenne minerały i zagospodarujemy poferment. Oczyszczalnia będzie pracować w pętli zamkniętej, a więc stanie się częścią technologii zakładu. Przestanie oddziaływać na środowisko.
Zaawansowane wykorzystanie wymaga również zmiany podejścia do samego funkcjonowania oczyszczalni. Jeszcze do niedawna takie instalacje funkcjonowały dzięki doświadczeniu operatorów i analizom wykonywanym często z opóźnieniem. Obecnie, przy skali złożoności procesów i zmienności warunków, takie podejście przestaje wystarczać.
– Oczyszczalnie ścieków dzisiaj są skomplikowanymi obiektami w kontekście nasycenia technologiami. Bardzo często się zdarza, że człowiek nie jest w stanie sam zapanować nad tak skomplikowanym obiektem. Często dzieje się tak w sytuacji, kiedy ma do czynienia z technologiami, które wykraczają poza zwykłe oczyszczanie ścieków. Mówię tutaj o produkcji biogazu, odzyskiwaniu azotu czy fosforu – wyjaśnia Dariusz Jasak.
Nowoczesne systemy wspierają operatorów i umożliwiają prowadzenie procesu, analizując jednocześnie wiele zmiennych i rekomendując optymalne decyzje operacyjne. Przekłada się to na większą kontrolę nad parametrami krytycznymi z punktu widzenia bezpieczeństwa produkcji, a także ograniczenie ryzyka niepożądanych zdarzeń technologicznych.
– Na pomoc przychodzi cyfryzacja, modelowanie matematyczne i osiągnięcia inżynierskie związane z przemysłem 4.0 czy 5.0, narzędzia typu cyfrowy bliźniak, który pozwala modelować oczyszczalnie ścieków, tworzyć matematyczne odwzorowanie takiego obiektu, a następnie symulować procesy, jakie tam zachodzą – tłumaczy Dariusz Jasak.
Dzięki cyfrowym bliźniakom można testować różne scenariusze pracy oczyszczalni i oceniać ich skutki, zanim dane rozwiązanie zostanie wdrożone w instalacji. Służą do tego rozwiązania, które integrują dane z czujników, modele matematyczne i algorytmy w jeden spójny system.
– Infrastruktura techniczna i obiekty budowlane, które służą do prowadzenia procesów związanych z oczyszczaniem ścieków, są niezmienne. Natomiast możemy tak zmienić i zoptymalizować proces, aby się odbywał przy mniejszym zużyciu energii i reagentów chemicznych. Technologia wychodzi nam tutaj naprzeciw – podkreśla prezes SEEN Technologie.
Jak wskazuje spółka, dzięki transformacji cyfrowej w najbardziej energochłonnych procesach możliwa jest redukcja zużycia energii nawet o 20–30 proc. Wyraźnie poprawia się również stabilność pracy instalacji. Zastosowanie systemów predykcyjnych i modeli matematycznych może pomóc zapobiegać awariom elementów krytycznych dla funkcjonowania oczyszczalni ścieków, w konsekwencji również niestabilności systemu wodnego i samej produkcji.
– Systemy predykcyjne i modele matematyczne pozwalają przewidzieć sytuacje, które mogą prowadzić do awarii, i wcześniej zareagować. Często dzieje się to automatycznie – wyjaśnia Dariusz Jasak.
Oparcie funkcjonowania oczyszczalni ścieków na zaawansowanych technologiach oznacza szereg korzyści, ale także wyzwań związanych z cyberbezpieczeństwem. Systemy wodno-kanalizacyjne państwa – jako element infrastruktury krytycznej – stają się coraz częstszym celem ataków cyberprzestępców. We wrześniu 2025 roku NASK – PIB informował, że odnotowano przypadki prób włamań do systemów uzdatniania wody oraz oczyszczalni ścieków w różnych częściach Polski, m.in. w Wydminach, Kuźnicy, Tolkmicku czy Małdytach. Cyberataki często prowadziły do manipulowania parametrami technicznymi urządzeń i stwarzały zagrożenie dla zdrowia i życia mieszkańców.
– Twórcy tego typu systemów muszą to bezpieczeństwo zapewnić, wykorzystywać i stosować takie narzędzia, aby stworzyć barierę dla zagrożeń cybernetycznych – uważa prezes SEEN Technologie.
O automatyzacji i robotyzacji przemysłu, wyzwaniach transformacji w kierunku przemysłu 5.0 czy wirtualizacji zasobów dyskutowano podczas panelu „Cyfryzacja przemysłu” w trakcie Europejskiego Kongresu Gospodarczego (EEC) w Katowicach.
