Blog

Co je důležité sledovat v procesu odvodňování kalu u čističek odpadních vod? Jak zjistit, zda nakládáte s kalem správným způsobem? I těmito tématy se budeme zabývat v tomto článku, ve kterém popíšeme nastavení procesu, dávkování a manipulaci s kalem tak, aby linka na odvodnění fungovala co nejefektněji z hlediska účinnosti a finančních prostředků.

Dříve než začneme, chtěl bych zdůraznit, že se v článku budeme věnovat i kalem u komunálních čističek, tak zároveň připomeneme i specifika, které se týkají kalů v z průmyslových výrob.

K výběru flokulantů přistupujte důsledně

Volba adekvátního flokulantu si vyžaduje svůj čas, který není radno podcenit.

Proto doporučuji, abyste si k tomuto rozhodnutí přizvali odborníka, který fungování flokulantů rozumí do detailu a tak, aby celý proces mohl fungovat co nejefektněji.

V prvé řadě se nenechte odbít frází, že flokulant si můžete vybrat v pohodlí na dálku. Je pravda, že mnoho kalů (zejména z komunální sféry) si jsou podobné, a proto se dá jeho typ a náboj odhadnout (aninonaktivní/kationaktivný, práškový/emulzní).  Navzdory tomu by bylo správné podrobit váš kal flukulačním testem s různými typy tohoto produktu.

Když se už při testu rozhodnete, určitě sledujte vícero vlastností reakce kalu s flokulantom, v prvé řadě, jestli se tvoří vločky.

Jejich vznik a velikost nemusí vždy svědčit o dostatečné kompaktnosti vloček, a proto zkuste ověřit jejich pevnost, například aspoň obyčejným mixérem. Jak si totiž nevyzkoušíte jejich pevnost, je možné, že se budou při odvodňování rozbíjet a tím pádem nebude dosáhnuta požadovaná sušina a čistota fugátu (kapalná fáze vycházející z procesu odvodňování).

Tuto zkušenost jsem měl i na mojí nedávné služební cestě, když jsme měli k dispozici směs aktivovaného kalu z biologie a kalu z flotace v potravinářském závodě. V laboratoři náš flokulant vypadal, že reaguje velmi dobře – vytvářel dobré vločky. Ovšem v odstředivce jsme i při nejlepší vůli nemohli dosáhnout sušiny odvodněného kalu vyšší než 15 %.

Proveďte si finanční zhodnocení odvodňovacího procesu

Po tomto všem je v neposlední řadě důležité provést finanční balanci a zjistit, zda se vám lepší či dražší flokulant skutečně vyplatí.

V tomto případě je potřeba vzít v úvahu náklady za flokulant, za odvoz odvodněného kalu a rozdíl v sušinách kalu jednoho a druhého flokulantu (viz následující rovnice).

€_celk – celkové potřebné finance za flokulant a odvoz odvodněného kalu za den (€.d-1)

m_flokulant – minuové množství flokulantu za den (kg.d-1)

€_f – cena 1 kilogramu flokulantu (€.kg-1)

NL_{surový kal –} koncentrace nerozpustných látek v surovém kalu před odvodněním( kg.m-3)

Q_{surový kal –} množství zpracovaného surového kalu na odvodňovací lince za den (m3.d-1)

NL_{odvodnený kal –} koncentrace nerozpustných látek v odvodněném kalu (resp. sušina kalu) (kg.m-3)

€_odvoz – vynaložené finance za 1 metr kubického odvodněného kalu (€.m-3)

Šetřete při dávkování

Další oblastí, kde by se dalo na lince odvodňování kalu ušetřit je dávkování flokulantu v procesu odvodňování. Prostor na optimalizaci dávky se dá udělat i soběstačně, tzv. “kutilským“ způsobem v čistírně. Potřebujeme k tomu jen dostatek času.

1.

Nastavíte si konstantní přítok kalu na linku odvodňování (například na ostředivku). Je nevyhnutelné pracovat s jeho konstantním složením a koncentrací, protože tyto parametry jsou důležitými faktory, které ovlivňují reakci s flokulantem. 

2.

Postupné snižování nebo zvyšování dávky flokulantu s konstantní koncentrací bude způsobovat zvyšování nebo snižování sušiny odvodněného kalu.

3.

Vždy po vykonané změně je nutné nějakou dobu počkat na ustálení stavu.

4.

Následně se mohou odebrat vzorky a provést vizuální a laboratorní závěry vykonaných změn. Ve většině případů to, čeho chceme dosáhnout, je co nejvyšší sušina odvodněného kalu (vysoká koncentrace nerozpustných látek) a co nejnižší koncentrace nerozpustných látek ve fugátu (kapalná fáze vycházející z odvodňování).

5.

Následně se dá nastavit optimální dávka flokulantu, ale opakuji – pro kal se stejným složením. Optimální dávka se zároveň dá určit i pro vyšší nebo nižší přítok kalu.

Skladování, zapracování do kompostu nebo spálení kalu?

Jak se na tyto způsoby nakládání s kalem díváme pouze z pohledu přepravy, je důležité mít ho co nejméně, anebo ho zbavit nadbytečné vlhkosti, abychom zbytečně nepřeváželi vodu. Pro dosáhnuté vyšší sušiny je možné zainvestovat například do kalových polí.

Ideální situace nastane, když se podaří pole i zastřešit. Jejich výhodou je, že se na sušení využívá energie slunce, která zbaví kal vody a nám šetří náklady za dodávání tepla. Bonusem zastřešení je, že v případě dešťů nedochází k opětovnému navlhnutí kalu.

Je zajímavé si pohrávat i s myšlenkou, zda v budoucnosti nebude nutné kaly z ČOV zpracovávat jinými způsoby, než na jaké jsme momentálně zvyklí. Některé kaly se například dnes spalují kvůli svému složení (nebezpečné látky apod.)

Rozšíření spektra kalů, které budou určené ke spálení, se může týkat kalů z větších ČOV (zejména kvůli opětovnému získávání fosforu) nebo čistírny, ve kterých se může na kal absorbovat látky jako léčiva, drogy, těžké kovy či ropné látky.

Proto je výhodné prozíravě přemýšlet nad řešeními, které zabezpečují co nejnižší hmotnost a nejvyšší sušinu, která přispěje například k efektivnějšímu spálení a efektivnější přepravě.

Další možnosti optimalizace procesu odvodňování

Jak je nevyhnutelné používání velkého množství flokulantu, ale kapacita čerpadla je na maximum, je možné zvýšit koncentraci roztoku. Stačí jen přidávat o něco více práškového flokulantu do stejného objemu vody na místě, kde se jeho roztok zpracovává. Takové nastavení má svoje hranice vymezené rozpustností flokulantu. Jak se dávka přežene, v objemu vám začnou vznikat nerozpustné sraženiny.

Nezanedbatelnými prvky, které ovlivňují proces odvodňování, je samotné nastavení stroje. Určitě prvním a nejjednodušším krokem je přečtení si jeho manuálu a snaha se pochopit obsah. Následně se můžete pokusit nastavit nejideálnější nastavení stroje samostatně, případně s odbornou pomocí.

Může se stát i to, že vybraná technologie je opravdu nevhodná pro váš kal. Jeho složení totiž úzce souvisí s procesy probíhajícími ve výrobě. Proto nikdy nebude na škodu provést před samotným nákupem přehled o již existujících provozech s podobnou výrobou a podobnými produkty. Kvalita odpadních vod a kalů by měla být velmi podobná.

Shrnutí a závěr

V textu jsme se dotkli šetření nákladů na odvodňovací lince čistíren odpadních vod. Úspora se může týkat správného výběru flokulantu pro váš kal nebo přesného nastavení jeho dávkování, co vám zaručí efektivní nakládání s procesem. Zamysleli jsme se také nad dosažením co nejnižší sušiny odvodného kalu a potenciální možností odvodněný kal spalovat.

Pevně věřím, že byl pro vás článek přínosem. A pokud ne přímo pro realizaci ČOV, tak alespoň jako obohacení v tématu procesu odvodňování kalu.

Autor: Ing. Matúš Palguta, chemický technológ