Blog

Čo je dôležité sledovať v procese odvodňovania kalu na čistiarňach odpadových vôd? Ako zistiť, či nakladáte s kalom správnym spôsobom? Aj týmito témami sa budem zaoberať v tomto článku, v ktorom popíšem nastavenie procesu, dávkovania a manipulácie s kalom tak, aby linka odvodňovania fungovala čo najefektívnejšie z hľadiska účinnosti aj financií.

Skôr ako začnem, chcel by som ešte zdôrazniť, že sa v článku budem venovať aj kalom na komunálnych čistiarňach a rovnako spomeniem špecifiká, ktoré sa týkajú kalov z priemyselných výrob.

K výberu flokulantu pristupujte dôsledne

Voľba adekvátneho flokulantu si vyžaduje svoj čas, a to netreba podceniť.

Preto odporúčam, aby ste si k tejto dileme prizvali odborníka, ktorý fungovaniu flokulantov rozumie do detailov, aby proces mohol bežať čo najefektívnejšie.

V prvom rade sa nedajte odbiť frázou, že flokulant možno spokojne vybrať na diaľku. Je pravda, že mnoho kalov (hlavne z komunálnej sféry) si je podobných, a preto sa dá jeho typ a náboj odhadnúť (aniónaktívny/katiónaktívny; práškový/emulzný). Napriek tomu by bolo správne podrobiť váš kal flokulačným testom s rôznymi typmi tohto produktu.

Keď sa už pre testy rozhodnete, určite sledujte viacero vlastností reakcií kalu s flokulantom, v prvom rade to, či sa tvoria vločky.

Ich vznik a veľkosť nemusia vždy svedčiť o dostatočnej kompaktnosti vločiek, a preto skúste overiť ich pevnosť, napríklad aspoň obyčajným mixérom. Ak sa totiž nevyskúša ich pevnosť, je možné, že sa budú pri odvodňovaní rozbíjať a nebude sa dosahovať požadovaná sušina kalu a čistota fugátu (kvapalná fáza vychádzajúca z procesu odvodňovania).

Takúto skúsenosť som mal aj na mojej nedávnej služobnej ceste, keď sme mali k dispozícii zmes aktivovaného kalu z biológie a kalu z flotácie v potravinárskom závode. V laboratóriu sa náš flokulant javil, že reaguje veľmi dobre – vytváral dobré vločky. Avšak v odstredivke sme pri najlepšej vôli nemohli dosiahnuť sušinu odvodneného kalu vyššiu ako 15 %.

Urobte si finančné zhodnotenie procesu odvodňovania

Po tom všetkom treba v neposlednom rade urobiť finančnú bilanciu a zistiť, či sa vám lepší, no možno drahší flokulant, skutočne oplatí.

V tom prípade je potrebné vziať do úvahy náklady za flokulant, za odvoz odvodneného kalu a rozdiel v sušinách kalu jedného a druhého flokulantu (viď nasledujúcu rovnicu).

€_celk – celkové potrebné financie za flokulant a odvoz odvodneného kalu za deň (€.d-1)

m_flokulant – minuté množstvo flokulantu za deň (kg.d-1)

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

NL_{surový kal –} koncentrácia nerozpustených látok v surovom kale pred odvodňovaním ( kg.m-3)

Q_{surový kal –} množstvo spracovaného surového kalu na odvodňovacej linke za deň (m3.d-1)

NL_{odvodnený kal –} koncentrácia nerozpustených látok v odvodnenom kale, (resp. sušina kalu) (kg.m-3)

€_odvoz – minuté financie za odvoz 1 metra kubického odvodneného kalu (€.m-3)

Šetrite pri dávkovaní

Ďalšia oblasť, kde by sa dalo na linke odvodňovania kalu ušetriť, je dávkovanie flokulantu v procese odvodňovania. Priestor na optimalizovanie dávky sa dá urobiť aj sebestačne takzvaným „kutilským“ spôsobom na čistiarni. Potrebujete na to iba dostatok času.

1.

Nastavíte si konštantný prietok kalu na linku odvodňovania (napríklad na odstredivku). Je nevyhnutné pracovať s jeho konštantným zložením a koncentráciou, pretože tieto parametre sú dôležitými faktormi, ktoré ovplyvňujú reakcie s flokulantom.

2.

Postupné znižovanie alebo zvyšovanie dávky flokulantu s konštantnou koncentráciou bude spôsobovať zvyšovanie alebo znižovanie sušiny odvodneného kalu.

3.

Vždy po vykonanej zmene je nutné nejakú dobu počkať na ustálenie stavu.

4.

Následne sa môžu zobrať vzorky a robiť vizuálne a laboratórne závery vykonaných zmien. Vo väčšine prípadov to, čo chceme dosiahnuť, je čo najvyššia sušina odvodneného kalu (vysoká koncentrácia nerozpustených látok) a čo najnižšia koncentrácia nerozpustených látok vo fugáte (kvapalná fáza vychádzajúca z odvodňovania).

5.

Následne sa dá nastaviť optimálna dávka flokulantu, ale opakujem – pre kal s rovnakým zložením. Optimálna dávka sa zároveň dá určiť aj pre vyšší alebo nižší prietok kalu.

Skládkovanie, zapracovávanie do kompostu alebo spaľovanie kalu?

Ak sa na tieto spôsoby nakladania s kalom pozeráme iba z pohľadu prepravy, je dôležité mať ho čo najmenej alebo ho zbaviť nadbytočnej vlhkosti, aby sme zbytočne neprevážali vodu. Pre dosiahnutie vyššej sušiny je možné zainvestovať napríklad do kalových polí.

Ideálna situácia je, keď sa podarí polia aj zastrešiť. Ich výhodou je, že sa na sušenie využíva energia zo slnka, ktorá pozbavuje kal vody a nám šetrí náklady za dodávanie tepla. Bonusom zastrešenia je, že v prípade dažďov nedochádza k opätovnému navlhnutiu kalu.

Je zaujímavé pohrávať sa aj s myšlienkou, či v budúcnosti nebude nutné kaly z ČOV spracovávať inými spôsobmi, na aké sme momentálne zvyknutí. Niektoré kaly sa napríklad už dnes spaľujú kvôli svojmu zloženiu (nebezpečné látky a podobne).

Rozšírenie spektra kalov, ktoré budú odsúdené na spálenie, sa môže týkať kalov z väčších ČOV (najmä kvôli opätovnému získavaniu fosforu) alebo čistiarní, v ktorých sa môžu na kal nasorbovať látky ako liečivá, drogy, ťažké kovy či ropné látky.

Preto je výhodné prezieravo premýšľať nad riešeniami, ktoré zabezpečujú čo najnižšiu hmotnosť a najvyššiu sušinu, ktorá prispeje napríklad k efektívnejšiemu spáleniu a efektívnejšej preprave.

Ďalšie možnosti optimalizácie procesu odvodňovania

Ak je nevyhnutné používanie veľkého množstva flokulantu, no kapacita čerpadla je na maxime, je možné zvýšiť koncentráciu roztoku. Stačí iba pridávať o niečo viac práškového flokulantu do rovnakého objemu vody na mieste, kde sa jeho roztok zarába. Takéto nastavenie má svoje hranice vymedzené rozpustnosťou flokulantu. Ak sa dávka preženie, v objeme vám začnú vznikať nerozpustené zrazeniny.

Nezanedbateľnými prvkami, ktoré ovplyvňujú proces odvodňovania, sú samotné nastavenia stroja. Určite prvým a najjednoduchším krokom je prečítanie jeho manuálu a snaha pochopiť obsah. Následne sa môžete pokúsiť nastaviť ideálne možné nastavenia stroja samostatne, prípadne s odbornou pomocou.

Môže sa stať aj to, že vybraná technológia je naozaj nevhodná pre váš kal. Jeho zloženie totiž úzko súvisí s procesmi prebiehajúcimi vo výrobe. Preto nikdy nebude na škodu urobiť si pred kúpou prehľad o už existujúcich prevádzkach s podobnou výrobou a podobnými produktmi. Kvalita odpadových vôd a kalov by tak mala byť veľmi podobná.

Zhrnutie na záver

V texte sme sa dotkli šetrenia nákladov na odvodňovacej linke čistiarní odpadových vôd. Úspora sa môže týkať správneho výberu flokulantu pre váš kal alebo presného nastavenia jeho dávkovania, čo vám zaručí efektívne nakladanie s procesom. Zamysleli sme sa taktiež nad dosiahnutím čo najnižšej sušiny odvodneného kalu a potenciálnou možnosťou odvodnený kal spaľovať.

Pevne verím, že bol pre vás môj článok nápomocný. A ak by aj nie priamo pri realizácii ČOV, tak aspoň ako krátky exkurz do témy procesu odvodňovania kalu.

Autor: Ing. Matúš Palguta, chemický technológ