V dnešní době je ve společnosti stále velké stigma týkající se čistění odpadních vod. Lidé rozumí potřebě čistění odpadní vody, ale berou ji pouze jako nutnost. Existuje též nový pohled na tuto stránku věci – na čistírnách můžeme získávat cenné látky při čištění odpadní vody. Čistírenský kal je považovaný za odpad, lze na něj ovšem nahlížet i jako na cennou surovinu!
Co ale vlastně ten čistírenský kal je?
Jedná se o suspenzi pevných a koloidních částic (organických i anorganických) ve vodě. Kal však obsahuje rovněž různé škodlivé látky, např. těžké kovy, metabolity léčiv, mikroplasty, PFAS (sloučeniny fluoru) či pesticidy.
Kde vzniká?
Čistírenský kal vzniká při čištění odpadních vod pomocí mechanicko-biologických technologií. Na čistírně odpadních vod dochází k odstranění primárního kalu (v usazovacích nádržích) a sekundárního kalu (v dosazovacích nádržích), ten bývá častěji označován jako přebytečný aktivovaný kal. Tento odpad obsahuje přibližně 1-2 % objemu čištěné odpadní vody, avšak více než polovinu původního znečištění. Náklady na zpracování kalů mohou tvořit až 50 % celkových provozních nákladů na čištění odpadní vody!
Zpracování kalů
Úprava a zpracování kalů slouží k prevenci nepříznivých dopadů na životní prostředí a lidské zdraví. Mezi technologie zpracování kalů se řadí zahušťování, odvodňování, stabilizace vápnem, sušení či anaerobní biologická stabilizace.
Při anaerobní biologické stabilizaci dochází k tvorbě bioplynu, který se při spálení v kogenerační jednotce změní na elektrickou energii a teplo. Teplo se využije k ohřevu reaktorů, ve kterých probíhá anaerobní stabilizace a elektrická energie v různých krocích přímo na čistírně. Po zušlechtění bioplynu je možné ho přímo vtláčet do plynovodní sítě.
Mezi konečné kroky zpracování kalů se řadí využití v zemědělství, termické zpracování či v krajních případech skládkování. Do roku 1998 dokonce docházelo v EU k vypouštění kalů do moře. Kal se využívá v aplikaci na zemědělskou půdu kvůli svým výborným hnojivým vlastnostem, jelikož obsahuje velké množství organické hmoty, dusíku a fosforu. Mezi termické zpracování se řadí spalování, pyrolýza či zplyňování. Při pyrolýze dochází k tvorbě pyrolýzního plynu (syngasu), oleje a pevného zbytku (biocharu). Biochar se v dnešní době jeví jako velmi perspektivní látka, která např. zvyšuje zadržování vody v půdě.
Potenciální získávání dalších látek
Z kalu lze ovšem potenciálně získat další látky, např. nižší mastné kyseliny, enzymy, polyalkanoáty (využití při výrobě bioplastů) či dokonce vitamín B12. Dále je též možné srážet fosfor v kalové vodě ve formě struvitu. Struvit je minerální hnojivo, které se skládá z hořčíku, dusíku a fosforu.
Jak je z textu výše patrné, čistírenský kal je cennou surovinou. Zakoncentrování znečištění do kalů nám dovoluje vytěžit a využít energii, nutriční prvky (dusík a fosfor) či jiné cenné suroviny, které čistírenský kal obsahuje. Některé čistírny v Evropě jsou již dokonce energeticky soběstačné, právě díky dostatečné produkci bioplynu!
Autorka: Denča (Denisa Čadková)
Zdroje:
Achilleos, P., Roberts, K. R. a Williams, I. D. Struvite precipitation within wastewater treatment: A problem or a circular economy opportunity? Heliyon 8, 7 (2022). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09862
Hussain, M., Farooq, M., Nawaz, A. et al. Biochar for crop production: potential benefits and risks. J Soils Sediments 17, 685–716 (2017). https://doi.org/10.1007/s11368-016-1360-2