Co je to kal?

Po jakémkoli průmyslovém procesu zůstává materiál, který nemá žádnou další práci spojenou s konečným produktem průmyslového procesu, vnímaný jako odpad nebo pro jiné účely. Hromadí se hlavně v čistírnách odpadních vod a je vedlejším produktem čisticích procesů.

Takto se obvykle označuje kal, ale z hlediska definice je kal ta polotuhá kalová hmota odpadu nebo zbytku, která se hromadí na dně čisticích zařízení, většinou čistíren odpadních vod.

Kal existuje v pevném nebo polotuhém stavu a je vedlejším produktem čištění odpadních vod, kanalizace, úpravy vody nebo sanitárních systémů na místě. Jeho produkce je buď primární, nebo sekundární, což znamená, že existuje primární kal a sekundární kal.

Podle Wikipedie,

„Kal je polotuhá suspenze, která může vznikat z řady průmyslových procesů, z úpravy vody, čištění odpadních vod nebo sanitačních systémů na místě. Může například vznikat jako usazená suspenze získaná při běžné úpravě pitné vody, jako kal z procesů čištění odpadních vod nebo jako fekální kal z latrín a septiků.“

Primární kal vzniká při procesech, jako je sedimentace, chemické srážení nebo jiné primární procesy.

Sekundární kal je odpadní biomasa, která vzniká při procesech biologické úpravy. Zahrnuje také veškeré kaly, které se nahromadí, pokud primární kal projde dalšími průmyslovými procesy.

Z hlediska peněžní hodnoty je kal, známý také jako biosolid, téměř bezcenný, což znamená, že společnosti, které s tímto produktem skončí, ho jen těžko dají pryč. Také kaly z různých zařízení obsahují značně rozdílné hodnoty živin, a proto ne všechny kaly jsou všude účinné.

Ve většině případů jsou konečnými uživateli kalů pro zemědělské účely zemědělci, ale může to pro ně být náročné, zejména pokud nevědí, co vlastně kupují. Také jeho účinnost zpochybňují špičková hnojiva, protože kaly jsou jako hnojivo poměrně chudé. Obsahuje však méně znečišťujících látek a je levný, takže se mezi zemědělci používá častěji.

Typ kalu závisí především na jeho zdroji a také určuje, jak bude využit, pokud vůbec bude využit. Například kal z vodních nádrží má v podstatě nulové využití. Nemá žádný přínos pro zemědělství a nelze jej využít ani pro výrobu elektřiny, vytápění nebo vaření.

Naopak kaly z kanalizací lze anaerobně zpracovat na výrobu elektřiny a lze je využít i pro zemědělské účely. Před použitím jakéhokoli typu kalu je proto nutné zvážit jeho zdroj, přítomné patogeny a způsob jeho úpravy a odstranění.

Typy kalů

Kal z pitné vody

Jedná se o kal získaný z úpraven pitné vody nebo nádrží. Většinou se ukládá na skládky jako odpad, který není nebezpečný, a nevyžaduje složité procesy úpravy kalu.

Také neobsahuje v podstatě žádné choroboplodné zárodky, a proto je jeho likvidace bezpečná. Tento odpad je však zejména ve Španělsku předmětem sporů, protože není jasné, zda lze kaly z pitné vody ukládat na inertní skládky nebo zda je lze využít k jiným účelům.

Fekální kal

Jedná se o kaly shromážděné z jímek, sanitárních systémů na místě nebo septiků. Obsahuje v sobě lidské exkrementy, pevné odpady, moč a vodu a jakýkoli jiný materiál, který by mohl být odstraněn v jímkách, klenbách nebo nádržích sanitárních systémů.

Fekální kal se obvykle převáží pomocí vakuových vozů do specializovaných zařízení na zpracování fekálních kalů. Po procesu zpracování lze kal využít k zavlažování, jako půdní kondicionér nebo k výrobě bioplynu, bionafty, dřevěného uhlí nebo práškového průmyslového paliva a elektřiny.

Průmyslové odpadní kaly

Jedná se o kaly, které se získávají ze skladů, výrobních prostor průmyslu a dalších podniků. Obsahuje vysoké množství těžkých kovů, choroboplodných zárodků a dalších chemických látek, které se mohou vyluhovat, pokud není s kalem dobře nakládáno.

Kontaminující látky v kalu mohou mít za následek nepříznivé účinky na životní prostředí a také na člověka. Z tohoto důvodu vyžaduje správné a obezřetné nakládání s ním před jeho uložením na půdu.

Kal z čistíren odpadních vod

Jedná se o kal, který vzniká jako vedlejší produkt při zpracování kalů z průmyslových odpadních vod nebo při čištění odpadních vod. Obsahuje organické i anorganické materiály, velké množství rostlinných živin, některé patogeny a malé množství stopových prvků. Může také obsahovat lidský odpad a další spotřební produkty.

Takto upravený kal lze použít jako hnojivo, pro terénní úpravy nebo zahradnictví. Výsledkem jeho anaerobního zpracování by mohl být také metan, který se používá k vaření nebo vytápění v domácnostech. Spálení čistírenského kalu lze také provést, protože ničí choroboplodné zárodky, zmenšuje objem kalu a rozkládá většinu organických chemických látek.

Na druhou stranu se při něm do atmosféry uvolňují skleníkové plyny a znečišťující látky. Zároveň dochází k produkci inertního a anorganického popela, který nemá mnoho využití ani přínosů.

Využití kalů

Pro zemědělské účely

Zpracované kaly lze využít v zemědělské praxi v domácím zahradnictví, lesnictví a parcích. Bohužel kal z čistíren odpadních vod obsahuje nižší množství živin pro dusík, draslík a fosfor než běžná hnojiva.

Byl také kritizován za to, že obsahuje potenciálně vysoké množství kovů a kontaminantů. Bez ohledu na to obsahují běžná hnojiva také různou míru kovů a dalších kontaminantů.

Kal z čistíren odpadních vod je o něco bezpečnější, protože ve srovnání s průmyslovými kaly neobsahuje chemické vstupy. Z tohoto důvodu se upřednostňují pro použití jako hnojiva. Ve skutečnosti se asi 80 % z 1,4 milionu tun kalů vyprodukovaných ve Velké Británii ročně rozmetá na pole jako hnojivo.

Pomáhá při kontrole eroze půdy

Zjistilo se, že kaly mají vlastnosti, jako je kypření a zadržování vody. Schopnost kalů zadržovat více vody také pomáhá zadržovat více půdy. Z tohoto důvodu je preferován pro kontrolu eroze půdy, zejména ve svažitých oblastech, kde by mohlo docházet k erozi půdy.

Kal

Kal nakonec vyschne a stane se součástí půdy. Díky tomu je vynikající pro terénní úpravy místo získávání zeminy z jiných míst.

Obsahuje živiny, které umožňují růst rostlin a trávy, a v důsledku toho může urychlit jejich růst. Může také urychlit zalesňování, pokud je místo, na kterém je kal uložen, k těmto účelům využíváno.

Používá se jako alternativní zdroj paliva v cementářském průmyslu

Je to atraktivní způsob likvidace čistírenských kalů. Jedná se o praxi, která byla přijata v několika evropských zemích, jako je Německo a Švýcarsko. Čistírenské kaly mají relativně vysokou výhřevnost 10-20MJ/Kg a nižší emisní faktor oxidu uhličitého ve srovnání s uhlím v cementářských pecích.

Použití v domácnostech pro vytápění a vaření

Kal zpracovaný metodou anaerobní digesce, může být pro domácnosti přínosem pro účely vytápění a vaření. Takový kal se skladuje bez přístupu vzduchu a při teplotách mezi 20 a 55 °C po dobu 15 až 60 dnů.

Tento proces povede mimo jiné k produkci metanu. Získaný metan, oxid uhelnatý a vodík lze spalovat nebo oxidovat kyslíkem. To znamená, že uvolněný bioplyn se bude používat jako palivo pro vaření a lze jej také přeměnit v plynovém motoru na výrobu elektřiny a tepla.

Způsoby odstraňování kalu

Zhutňování

Obvykle je prvním krokem při zpracování kalu, protože s řídkým kalem není možné manipulovat, protože se jedná o kaši pevných látek suspendovaných ve vodě. Tuto práci provádí nádrž zvaná gravitační zahušťovač, která zmenší objem kalu na méně než polovinu. Zahuštěný kal se proto snáze odstraňuje z jakéhokoli povrchu

Rozklad kalu

Jedná se o biologický proces, při kterém se pevné látky přítomné v kalu rozkládají na stabilní látky. Tento proces také snižuje hmotnost pevných látek, odvodňuje kal a ničí v něm přítomné patogeny. Výsledkem je snazší a bezpečnější odstranění kalu z jakéhokoli povrchu.

Odvodnění

Kal i přes svůj ztuhlý stav obsahuje přibližně 70 % vody. Odvodňování probíhá nejlépe v odstředivkách, protože se z nich získá veškerá voda a s pevným odpadem se lépe manipuluje, což šetří čas i peníze. Při odvodňování se nejčastěji používají lůžka na sušení kalu, která jsou však časově velmi náročná a spotřebují týdny, než je proces dokončen.

Odstranění

Jedná se o konečný proces a po účinném odvodnění kalu jej lze snadno odstranit a zakopat pod zem nebo použít na půdě jako hnojivo. Pokud je kal příliš toxický na to, aby mohl být zakopán nebo znovu použit, je spálen a přeměněn na popel.

Kal, který obsahuje toxické průmyslové chemikálie, by neměl být rozmetán na půdu, protože ovlivní půdu, plodiny a nakonec i lidi a zvířata, která tyto plodiny konzumují. Toxické chemické látky často působí na člověka v důsledku bioakumulace a biologického zvětšování.

Anaerobní digesce

Jedná se o další metodu zpracování kalů a v tomto případě se kaly skladují bez přístupu vzduchu a při teplotách mezi 20 a 55 °C po dobu 15 až 60 dnů.

Anaerobní bakterie se budou kalem živit a produkovat metan a oxid uhličitý. Metan lze využít k vaření a vytápění v domácnosti. Tento proces snižuje zápach, snižuje množství životaschopných patogenů a těkavých pevných látek a šetří živiny pro rostliny.

Cíle zpracování kalu

Snížení jeho objemu

Kal může mít obrovské objemy, zejména pokud je neupravený nebo má velký obsah vody. Proto je třeba jej před likvidací zpracovat, aby se zmenšil jeho objem. Navíc menší objemy kalu snižují náklady na jeho čerpání a skladování.

Stabilizace jeho organických materiálů

Kal z chemického čištění nebo z čistíren odpadních vod může obsahovat chemické látky a materiály, které budou při likvidaci na volném prostranství dále reagovat.

Proto se upravuje, aby se tyto chemické látky stabilizovaly a neměly nepříznivý vliv na zdraví rostlin, zvířat a lidí v dané oblasti nebo na celkové životní prostředí. Stabilizovaný kal méně zapáchá, obsahuje živiny a mikroorganismy prospěšné pro rostliny a půdu a je lépe předvídatelný.

Zabraňuje zápachu

Stabilizovaný kal nemá obtěžující zápach ve srovnání s neupraveným kalem, který je obtěžující a může způsobovat zdravotní rizika. Je důležité upravit kal před jeho vystavením životnímu prostředí.

Zajistit jeho bezpečné použití

Po úpravě kalu jej lze bezpečně použít, mimo jiné jako hnojivo nebo pro kontrolu eroze půdy. Pokud není upraven, může být nebezpečný nejen pro ty, kteří se ho dotýkají, ale také pro půdu, na kterou je ukládán, stejně jako pro všechny plodiny na takové půdě.

Inaktivace patogenů

Patogenů v kalech je mnoho a zahrnují helminty, bakterie, prvoky a viry, které způsobují nemoci. Úprava kalů, zejména fekálních, deaktivuje tyto patogeny několika způsoby.

Pokud budou kaly aplikovány na plodiny, vyžadují více ošetření pro redukci patogenů, než když mají být zakopány.

Odvodnění

Kal s sebou nese velké množství vody. Odvodnění se liší od sušení a odvodněním kalu se sníží jeho objem a hmotnost, takže je bezpečnější, snazší a levnější s ním nakládat.

Odvodněný kal přitahuje méně krys, much a dalších přenašečů a zřídkakdy zapáchá. Patogeny ve vlhkém kalu také proniknou do půdy o něco rychleji, než kdyby byl kal suchý, což znamená, že poměrně snadno a rychle opustí povrch, čímž se sníží riziko kontaminace podzemních vod.

Alternativy (spalování a skládkování) nejsou šetrné k životnímu prostředí

Kal lze také likvidovat na skládce nebo spalovat. Spalování však není šetrné k životnímu prostředí, protože při něm vzniká velké množství energie. Například 1 kg vysušeného kalu obsahuje 3 300 kcal energie, zatímco 1 kg automobilových pneumatik vyprodukuje 8 300 kcal. Přestože produkuje mnohem méně energie, stále to není atraktivní varianta, zejména pro životní prostředí.

• Autor
• Nejnovější příspěvky

Pravý ekolog srdcem ❤️. Založil Conserve Energy Future s jediným mottem – poskytovat užitečné informace týkající se našeho rychle se vyčerpávajícího životního prostředí. Pokud pevně nevěříte v nápad Elona Muska vytvořit z Marsu další obyvatelnou planetu, nezapomeňte, že v celém vesmíru opravdu neexistuje žádná „planeta B“.

Nejnovější příspěvky od Rinkesh (zobrazit všechny)

• Proč si lidé instalují domácí solární systémy? – 30. ledna 2021
• Kdy byste měli instalovat solární baterie? – 30. ledna 2021
• Dají se nafukovací bazény recyklovat? (A 5 způsobů, jak je znovu použít) – 30. ledna 2021