Kaly z čistíren odpadních vod

Kaly z čistíren odpadních vod (ČOV) jsou již tradičně využívaným zdrojem jak energie, tak organické hmoty, ale lze je použít i jako materiál pro sanaci půdy. Takové využití kalů má řadu výhod:

1. snížení emisí skleníkových plynů vlivem ukládání uhlíku v podobě organické hmoty do půdy nebo v případě využití kalů jako nízkoemisního obnovitelného zdroje energie,
2. zlepšení půdních vlastností v případě využití kalů jako hnojiva,
3. snížení využívání fosilních paliv v případě zpracování kalů v bioplynové stanici,
4. ale i snížení množství skládkovaného odpadu.

Kal z ČOV je biologicky aktivní směsí vody, organických látek, mrtvých a živých mikroorganismů (včetně patogenů) a toxických anorganických a organických kontaminantů. Surový kal obvykle obsahuje 97 – 98 % vody. Odvodněný splaškový kal v závislosti na stabilizačních procesech obsahuje 50 – 70 % organické hmoty a 30 – 50 % minerálních složek (včetně 1 – 4 % anorganického uhlíku), 3,4 - 5,0 % N, 0,5 - 4,0 % P a významné množství dalších živin.

Ilustrační foto: SuSanA Secretariat@Flickr.com_Sludge applied on the surface

Organická hmota z kalů z ČOV v půdě rychle mineralizuje kvůli poměrně nízkému obsahu ligninu a celulózy. Její rychlá degradace může vést k hromadění dusičnanů a znečišťujících látek v půdě. Díky vysokým obsahům dusíku a fosforu jsou však kaly při správné aplikaci hodnotným hnojivem.

Kaly mohou obsahovat větší či menší množství škodlivých anorganických (jako jsou rizikové prvky) a organických (jako jsou polycyklické aromatické uhlovodíky - PAH, polychlorované bifenyly - PCB) látek, pesticidů, surfaktantů, hormonů, léčiv, nanočástic a mnoha dalších. Pro kaly, které jsou dlouhodobě zatíženy rizikovými prvky, nejčastěji pocházející z průmyslových oblastí, případně pro kaly čistě průmyslové, je nejvhodnějším zpracováním jejich spálení. V takovém případě však nedochází k recyklaci živin.

Kromě znečišťujících příměsí je kal zatížen přítomností patogenních druhů živých organismů, jako jsou bakterie, viry a prvoci společně s jinými parazitárními hlísty. Z těchto důvodů je nutné kal před jeho recyklací hygienizovat. Dnes nejčastějším zpracováním kalu je jeho anaerobní stabilizace v bioplynové stanici (BPS), kde je kal následně odvodněn (sušina 25 %). Hygienizace kalu v těchto případech však nebývá nedostatečná.

Modernizované technologie se kromě recyklace organických látek zaměřují také na snížení potenciálních rizik spojených s přítomností znečišťujících nebo patogenních příměsí. Mezi vhodné patří anaerobní stabilizace v BPS se sušením kalu a následným termálním zpracováním. Termálním zpracováním je potom spalování nebo pyrolýza kalu. V případě spalování však dochází k emisím CO₂ a vzniklý popel je velmi obtížně recyklovatelný (nepřístupný fosfor, ztráta dusíku, významné zakoncentrování rizikových prvků).

U kalů, které splňují limity obsahu rizikových prvků, se jeví jako nejvhodnější řešení pyrolýza s následným využitím vzniklého biuhlu jako hnojiva. Dochází tak k navracení uhlíku do půdy (snížení emisí CO₂), zlepšení zadržování vody v půdě a struktury půdy a jsou recyklovány živiny. Na rozdíl od spalování tak nedochází k emisím a ztrátám dusíku.

Vypracováno v rámci řešení projektu OP PIK č. CZ.01.1.02/0.0/0.0/15_019/0004771 a Ministry of Education, Youth and Sports of the CR (project n. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000845)

Článek byl publikován v časopisu Biom 1/2019 Půda a organická hmota.

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost