Blog

Kalové hospodárstvo na čistiarňach odpadových vôd môže tvoriť až 40 % prevádzkových nákladov. Ak sú nároky na likvidáciu kalu vysoké a ak sa v budúcnosti budú ešte zvyšovať, nie je vôbec zlý nápad znížiť jeho množstvo až o 80 %. Ako? Prečítajte si v nasledujúcich riadkoch.

Čo je to kal?

Kal je vedľajší produkt biologického čistenia odpadových vôd, ktorý vzniká z baktérií (mikroorganizmov), ktoré zabezpečujú tento proces. Hlavnými zložkami sú organický uhlík, dusík, fosfor a síra, čo sa doposiaľ využívalo ako vhodný zdroj hnojiva.

Kal môže byť aj chemického pôvodu, ak nevzniká biologickým procesom, ale fyzikálnochemickým, napríklad zrážaním.

Kalové hospodárstvo a nakladanie s kalom na čistiarňach odpadových vôd je stále ekonomicky dôležitá téma všetkých prevádzok. Môže predstavovať 30 – 40 % z celkových prevádzkových nákladov ČOV.

Nebezpečné látky v kaloch

Ďalším dôvodom je trend, ktorý sa v posledných rokoch pozoruje v tejto problematike najmä v rámci Európskej únie.

V odpadových vodách sa detegujú látky rôzneho antropologického pôvodu – antibiotiká, sedatíva, hormonálne liečivá, hormonálne antikoncepcie, drogy a podobne.

Rovnako sa v odpadových vodách stretávame s koncentráciami ťažkých kovov, a to najmä v priemysle. K tejto problematike sa vyjadruje aj slovenská legislatíva, hlavne v zákone č. 188/2003 Z.z. o aplikácii kalu do pôdy.

Hoci píšem o odpadových vodách, je dôležité si uvedomiť, že spomínané nebezpečné látky sa týmto spôsobom dostávajú do riek, kde ovplyvňujú miestny biotop. Priesakom cez vrstvu pôdy sa vo veľmi malých množstvách môžu tieto látky (antibiotiká, ťažké kovy a podobne) dostávať do zdrojov pitných vôd.

Podobne je to s kalmi, z ktorých sa po aplikácii na pôdu môžu látky vymývať a presakovať do podzemných vôd. Následným nebezpečenstvom môže byť ich postupný prienik do rastlín a plodov. V tomto smere už zasiahla európska legislatíva, keď obmedzila aplikáciu kalov na pôdy slúžiace na tento účel.

Kalové hospodárstvo je s týmito látkami spriahnuté o niečo viac, keďže na suspendované častice kalu sa adsorbujú (viažu), a tak sú v kale zastúpené v oveľa väčšom množstve. Preto je následná aplikácia kalov na poľnohospodárske pôdy čím ďalej tým väčší problém.

Alternatívne spôsoby zneškodňovania kalov z ČOV

Problém je, ak by sme sa dostali do bodu, keď by bola aplikácia kalov na pôdu úplne zakázaná alebo by ceny za zneškodnenie kalu niekoľkokrát narástli. Jednoduchých spôsobov, ako by sa dalo kalu zbavovať, by nezostalo veľa.

Rozširovať by sa začali pokročilé metódy, ako sú spaľovanie, pyrolýza, mokrá oxidácia, splyňovanie a podobne.

Na aké parametre sa zamerať?

V prípade spaľovania, ale aj ďalších alternatívnych metód sú kľúčové tri parametre, a to množstvo kalu, jeho sušina (podiel suchého materiálu) a prepravná vzdialenosť na finálne spracovanie.

Malé čistiarne by zvážali kal do väčších čistiarní alebo priamo do spaľovne, prípadne iného zariadenia. Tie by boli pravdepodobne budované pre väčšie spádové oblasti.

Preto tvrdím, že dopravná vzdialenosť a intenzita vyvážania kalu by zohrávala veľmi dôležitú úlohu v prevádzkových nákladoch.

Aeróbny vs. anaeróbny proces

Zaujímavou alternatívou by bolo uprednostnenie anaeróbneho predčistenia pred aeróbnym čistením.

Hlavný rozdiel je v zastúpení baktérií podieľajúcich sa na čistení vôd. Anaeróbne baktérie rastú veľmi pomaly, a preto priamy dôsledok tohto procesu je produkcia menšieho množstva kalu. Ďalšou výhodou je získavanie energeticky bohatého bioplynu. Nevýhodou je potreba systém ohrievať.

Zahusťovanie kalu na sušinu 15 – 30 %

Dnes je už viac-menej samozrejmosťou využívanie zahusťovania kalu v kalovom hospodárstve kalovými lismi, odstredivkami alebo inou technológiou.

Bežne dosahovaná sušina sa pohybuje od 10 do 30 %. To však ešte stále znamená, že prevážam minimálne 70 % vody, nehovoriac o tom, že takýto produkt horí len veľmi ťažko a spaľovne tým nemusia byť nadšené.

Preto by mohlo byť výraznou pomocou zvýšenie sušiny kalu nad 30 %, inými slovami zbavenie kalu ešte väčšieho množstva vody. Tým by sa zabezpečilo zníženie objemu a hmotnosti kalu.

V tomto kontexte sa stávajú veľmi zaujímavými technológie na sušenie kalu. Na komerčnom trhu sa už, samozrejme, tieto technológie vyskytujú a tiež sa využívajú, avšak stále nie vo veľmi rozšírenom meradle.

Solárne sušiarne kalu

Solárne sušiarne je technológia, ktorá elegantne využíva slnečnú energiu. Do systému sa privádza iba teplo zo žiarenia, a preto je aj pre prevádzkovateľa ekonomicky málo náročný. Zmena sušiny môže narásť z 20 – 30 % až na 80 %, čo predstavuje štyrikrát menšie množstvo.

Dôsledkom toho sú 4- až 5-krát menšie náklady na transport vzniknutého kalu. Zaujímavé môže byť využitie tepla vznikajúceho na väčších čistiarňach, ktoré používajú kogeneračnú jednotku na výrobu elektrickej energie a tepla.

Pásové alebo bubnové sušiarne kalu

Alternatívou pre solárnu sušiareň môžu byť pásové alebo bubnové sušiarne, ktoré už ale vyžadujú prísun energie. Spotreba energie vo forme tepla je približne 0,08 kWh na kilogram odparenej vody.

Tieto zariadenia však pracujú efektívnejšie a dosahujú zmenu sušiny z 20 – 30 % až na 90 %.

Hlavnou hnacou silou pre tieto technológie sú nasledovné body:

• legislatíva

• prítomnosť potenciálne nebezpečných látok v kaloch

• hypotetické zvýšenie cien za zneškodnenie kalu.

Necháme sa prekvapiť, ako bude ďalej napredovať oblasť spracovania kalov, vznikajúcich na čistiarňach odpadových vôd na Slovensku a v Európe. Vzhľadom na to sa bude aj aplikácia technológií sušenia kalu a im podobným rozširovať a možno sa budú stávať stále bežnejšou praxou.

Autor: Ing. Matúš Palguta, chemický technológ spoločnosti Hydrotech