Stabilizace a hygienizace
Při aerobním biologickém čištění vznikají dva druhy kalů:
Primární kal obsahuje kromě anorganické složky i směs různých organických látek, z nichž většina je relativně snadno rozložitelná a primární kal tak díky svému složení umožňuje vyšší výtěžnost bioplynu. U přebytečného aktivovaného kalu se jedná převážně o směs mikroorganismů narostlých na rozpuštěném organickém znečištění a jejich množství závisí na množství odstraněného znečištění a také druhu aerobního čištění. Nejrozšířenější metodou zpracování kalů je jejich anaerobní stabilizace, při níž dochází k přeměně většiny rozložitelných organických látek na bioplyn. Dominantním prvkem kalového hospodářství jsou tak anaerobní reaktory (vyhnívací nádrže), ve kterých probíhá anaerobní methanová fermentace.
Technologie anaerobní stabilizace kalů je na jednotlivých ČOV v České republice více méně stejná. Zpracovávaný surový čistírenský kal (primární a přebytečný aktivovaný kal) o sušině 2 – 3 % a při 65 % organických látek je dávkován do vyhnívacích nádrží – fermentorů. Z důvodů zlepšení energetické bilance procesu je někdy kal před dávkováním zahušťován na obsah sušiny 4 – 6 %. Vyhnívací nádrže jsou ve většině případů železobetonové, obsah nádrží je promícháván obvykle pneumaticky bioplynem nebo hydraulicky.
Kal je v nádrži udržován při teplotě 38 °C, cirkulací přes externí výměník tepla. Vznikající bioplyn (v množství 250 – 450 m3 na tunu sušiny zpracovaného kalu) je využíván k výrobě tepla a případně elektrické energie. Vyhnilý – anaerobně stabilizovaný kal je zahušťován na sušinu 20 – 35 %.
Podstatně méně jsou využívány technologie aerobní stabilizace. V ČR je patentována technologie firmy FORTEX „Oxytherm sludge system“ (OSS) pro velikosti ČOV o velikosti 5 000 a 35 000 EO při použití kapalného kyslíku a 35 000 – 100 000 EO s vlastním zdrojem čistého kyslíku.
Kritéria pro posuzování stabilizovanosti kalů
Kritéria pro posuzování stabilizovanosti kalu můžeme rozdělit do tří skupin:
Přímé – globální (toxicita, infekčnost, zápach).
Nepřímé – charakterizující (obsah organických látek – ztráta žíháním (ZŽ), množství odstranění organických látek, TOC, CHSK, BSK5, respirační rychlost, další produkce bioplynu, ATP, enzymové aktivity, mikrobiologie aj.).
Doplňující (odvodnitelnost, viskozita, kalorická hodnota apod.).
Množství a kvalita organických látek v kalu je nejdůležitějším faktorem pro jeho posuzování a na něm závisí jeho fyzikální vlastnosti a chování. Všechna používaná kritéria pro charakterizaci stabilizovanosti kalu jsou do určité míry měřítkem množství a kvality (rozložitelnosti) přítomných organických látek v kalu. Rozdíl mezi jednotlivými kritérii je především v jejich vypovídací schopnosti a složitostí stanovení. Například BSK5, další produkce bioplynu a některé enzymové z mikrobiologické metody jsou poměrně časově náročné.
Vypovídací schopnost jednotlivých kritérií závisí na tom, do jaké míry a s jakou přesností dané kritérium vystihuje sledovanou vlastnost. Jako příklad je možno uvést porovnání nejčastěji používaných kritérií jako jsou obsah veškerých látek (VL), obsah organických látek (VLorg, ZŽ) a CHSK. Přehled základních kritérií a metod pro měření stupně stabilizovanosti kalů je uveden v tabulce.
Při stanovení veškerých látek (sušiny) se vzorek kalu odpaří a suší při 105 °C, při tomto procesu dochází nutně k vytěkání těkavých organických látek, které při tomto stanovení nejsou detekovány. Touto chybou jsou zatíženy všechny metody založené na sušení vzorku (VL, VLorg, TOC a pod.). Obsah organických látek – VLorg v anaerobně stabilizovaném kalu může být dobrým indikátorem průběhu procesu anaerobní stabilizace pro danou konkrétní čistírnu odpadních vod. Jako kritérium stabilizovanosti kalu má pouze relativní vypovídací hodnotu, která silně závisí na kvalitě výchozího kalu. Vždy nutno porovnávat počátečný a konečný stav.
CHSK je typickou metodou, která zachytí i těkavé organické látky. CHSKhom je měřítkem obsahu organických látek v kalu a současně je měřítkem oxidačního stupně uhlíkového atomu. Výhodou tohoto kritéria je, že zachytí všechny oxidovatelné organické látky, tedy i těkavé, které se při stanovaní VL a VLorg nezachytí. Samotná CHSKhom má jako kritérium stabilizovanosti pouze relativní vypovídací schopnost. Na stupeň stabilizovanosti můžeme usuzovat z jeho změny (snížení na jednotku VL v průběhu procesu stabilizace).
Tabulka: Přehled metod pro měření stupně stabilizovanosti kalů
Měřítkem stabilizace by mělo být množství odstraněné CHSKhom vztažené k počáteční hodnotě CHSKhom:
% CHSKhom.odstr = 100*(CHSKhom.počáteční – CHSKhom.po stabilizaci ) / CHSKhom.počáteční
Vztah mezi CHSKhom a VL je lineární bez ohledu na druh kalu a pro pražské kaly se rovná CHSKhom = 1,56 VLorg
Další metodou vhodnou pro stanovení organických látek včetně těkavých je metoda stanovení organického uhlíku v mokré suspenzi kalu (TOChom). TOChom vykazuje velmi dobrou reprodukovatelnost. Jeho vypovídací schopnost je podobná jako u CHSK. Vhodnost použití jako dalšího kritéria pro posuzování stabilizovanosti kalu je zejména ve spojení s ostatními kritérii, například při výpočtu průměrného oxidačního čísla uhlíkového atomu.
Jako kritérium, dávající možnost posouzení dalšího rozkladného potenciálu zbývajících organických látek při dané mikrobiální aktivitě, je použitelná metoda prodloužené anaerobní stabilizace. Toto kritérium umožňuje posoudit, jak se bude chovat technologicky stabilizovaný kal při dalším skladování, eventuálně při uložení na skládku. Jedná se o nejcitlivější kritérium posuzování stupně anaerobní stabilizovanosti kalu, jedinou jeho nevýhodou je časová náročnost. Teoreticky by se měla sledovat „prodloužená anaerobní stabilizace až do úplného ukončení produkce bioplynu“.
Anaerobní stabilizace
Anaerobní stabilizace je nejrozšířenější metodou zpracování kalů, dochází při ní k přeměně většiny rozložitelných organických látek na bioplyn. Podrobněji – viz kap. Využití odpadních kalů.
Aerobní termofilní stabilizace
Zatím se jedná o technologii v podmínkách České republiky neobvyklou. U nás se obvykle setkáme s anaerobní termofilní stabilizací, nebo klasickou aerobní stabilizací. Anaerobní termofilní stabilizace je proces, při kterém rozkladem organické hmoty v anaerobním prostředí vzniká teplo, které při vyšších teplotách zabíjí mikroorganismy a dochází k tzv. hygienizaci. Hlavním důvodem pro tento postup je to, že takto upravený kal s minimálním množstvím choroboplodných zárodků je pak možné použít na zemědělskou půdu. Aerobní stabilizace je naproti tomu proces, kdy při běžných teplotách kolem 20 °C je kal provzdušňován a dochází tak k oxidaci organické hmoty a tedy k zmineralizování kalů.
Aerobní termofilní stabilizace je tedy v našich podmínkách novinkou, i když první výsledky pocházejí z roku 1968 a od té doby se použití tohoto procesu dále rozšiřuje. Nejprve byl použit při zpracování exkrementů (kejdy), pak postupně k stabilizaci kalů na ČOV a to opět nejprve v USA a pak se jeho použití rozšířilo i do Evropy. V současnosti využívá tohoto systému více než 30 čistíren v Německu a Rakousku a to pro lokality od 5 000 do 40 000 EO, nejčastěji pak pro lokality kolem 20 000 EO. Princip metody vychází z provzdušňování kalové nádrže při teplotě obsahu nádrže 50 °C. Při dostatečném zdržení je tak zabezpečena nejen stabilizace, ale i dostatečná hygienizace kalu.
Technologie využívá tepla uvolňovaného při biochemické oxidaci k ohřátí celého objemu nádrže a k udržování teploty mezi 50-60 °C. Je nutno dodržet technologické uspořádání a postup. Technologie je vhodná tam, kde sušina kalu dosahuje nejméně 4-6 %, přičemž podíl organické hmoty musí být alespoň 70 %, to znamená, že zatížení kalů v aktivaci by mělo větší než 0.1 kg/kg/den. Doba zdržení v systému je pak předpokládána 6-9 dní. Samotná technologie se pak skládá obvykle nejméně ze dvou provzdušňovaných zateplených nádrží, dále vhodného provzdušňovacího a míchacího systému, čerpací techniky a zařízení na předčištění vzduchu. Důležitá je i regulace výšky a pěny na hladině.
Strojní vybavení nádrží ATS
1 – Boční provzdušňovač, zároveň pomáhá i míchání nádrže
2 – Řezací zařízení určené k regulaci výšky pěny na hladině
3 – Centrální provzdušňovač a míchací zařízení
4 – Uzavřená tepelná nádrž
Obrázek: Schéma uspořádání ATS reaktoru
Obrázek: Boční provzdušňovač, centrální provzdušňovač a řezač pěny
Celý systém má pak samozřejmě řadu předností. Svoje uplatnění najde zejména na menších čistírnách tj. tam, kde je neekonomické budovat plynové hospodářství. Zde spoří toto řešení objemy a tím i pořizovací náklady a zároveň řeší i otázku hygienizace kalů. Dále je toto řešení vhodné na čistírnách, které čistí potravinářské vody, nebo jako intenzifikace tam, kde stávající zařízení nevyhovuje kapacitě a nejsou prostory k jeho rozšíření.
Metody hygienizace kalů
Obecně lze k hygienizaci kalů použít všech metod, při kterých dochází k usmrcování mikroorganismů. Základní hygienizační metody je možno rozdělit do tří skupin:
Chemické metody – zahrnují reakci s chemickými činidly (vápno, minerální
kyseliny).
Fyzikální metody – zahrnují působení teploty, radiace, ultrazvuk apod.
V praxi se dosahuje hygienizačního účinku v technologické lince zpracování kalů. Podle zařazení hygienizační metody do technologické linky zpracování kalů se hygienizační metody dělí na:
Volba metody hygienizace kalu je závislá na technologii stabilizace kalů a na velikosti čistírny odpadních vod. S výhodou lze používat metody, kde hygienizační efekt je součástí procesu stabilizace kalů. Pro menší čistírny se doporučuje autotermní termofilní stabilizace kalu, resp. dodatečná úprava kalu vápnem. Chemickou hygienizaci je vhodné použít jako koncovou část kalového hospodářství, což je výhodné při doplnění stávající technologie v případě, že kal nesplňuje mikrobiologická kritéria kvality kalu. Termické procesy se především z ekonomických důvodů používají na velkých čistírnách. Hygienizaci kalu jako součást procesu stabilizace kalu lze s výhodou použít při rekonstrukci kalového hospodářství čistíren odpadních vod.
Chemické metody hygienizace kalu
V technické praxi se nejvíce uplatňuje úprava kalu vápnem. Při úpravě kalu páleným vápnem dochází k hygienizaci kalu spolupůsobením zvýšené teploty a hodnoty pH. Při úpravě kalu hašeným vápnem dochází k hygienizaci kalu pouze v důsledku zvýšené hodnoty pH.
Úprava kalu páleným vápnem s dosažením hodnoty pH upraveného kalu 12 a více při současném dosažení teploty minimálně 55 °C po dobu 2 hodin:
Při aplikaci páleného vápna dochází po smíchání s odvodněným kalem k reakci CaO s přítomnou vodou (hašení vápna) s následným zvýšením teploty v důsledku uvolněného reakčního tepla (lokálně se teplota zvyšuje až na 50-70 °C).
Úprava kalu vápnem s dosažením hodnoty pH upraveného kalu 12 při teplotě prostředí po dobu alespoň 3 měsíců, pH nesmí klesnout pod uvedenou hodnotu.
Obrázek: Hygienizace vápnem
Základní podmínkou hygienizace kalu vápnem je co nejdokonalejší promísení kalu a vápna tak, aby byla v celém objemu dosažena potřebná koncentrace vápna. Podle formy použitého vápna se používají různá technologická řešení, s práškovým vápnem páleným nebo hašeným a vápenným mlékem. Při realizaci technologie hygienizace vápnem je nutné řešit vápenné hospodářství, mísení kalu s vápnem, meziuskladnění hygienizovaného kalu (zde lze doporučit uzavřená sila, kde dochází rovněž k zachytávání emisí amoniaku a minimalizuje se možnost druhotné kontaminace kalu mikroorganismy z ovzduší) a zachycování a zneškodňování vznikajících emisí amoniaku.
Vzhledem k tomu, že prakticky všechny větší čistírny odpadních vod v ČR mají vybudované odvodnění kalu, lze bez větších problémů zařadit linku vápnění kalu do stávajícího provozu kalového hospodářství.
Obrázek: Technologické schéma hygienizace kalu
Fyzikální metody hygienizace kalů
V technické praxi se uplatňují termické metody hygienizace kalů. Jedná se o tyto metody:
Termická předúprava tekutého kalu s následnou mezofilní nebo termofilní anaerobní stabilizací kalu, předúprava probíhá po dobu minimálně 30 min. při teplotě 70 oC, následná mezofilní/termofilní anaerobní stabilizace kalu probíhá při podmínkách obvyklých pro použitý systém stabilizace kalu.
Příkladem je metoda AEROTHERM, která vychází z aerotermní hygienizace a částečné stabilizace kalu. Tato metoda pracuje s neodvodněným kalem o obsahu sušiny 5 – 6%. Pokud by byl obsah sušiny < 2.5 %, je nutné předřadit zahušťovací zařízení. Surový kal vstupuje nejdříve do tepelného výměníku, kde se předehřeje a poté vstupuje do aerotermního reaktoru, kde probíhá samotná rozkladná exotermní reakce. Kal je v reaktoru zahříván na teplotu 60 – 65 oC pomocí topné vody dodávané do topného pláště reaktoru z plynové nebo jiné kotelny nebo z kogenerační jednotky. Takto ohřátý kal odchází přes tepelný výměník, kde dojde k zchlazení kalu, do vyhnívací nádrže k jeho úplné stabilizaci. Odpadní vzduch vznikající při procesu je zbaven zápachu v pachovém filtru.
V aerobním stupni se odbourá 5 až 10 % organické hmoty kalu. Zbytek organické hmoty je odbourán ve vyhnívací nádrži, kde vzniká energeticky bohatý bioplyn. Pokud je instalována kogenerační jednotka, lze využít jako zdroj energie také odpadní tepelnou energii vzniklou spalováním bioplynu v této kogenerační jednotce.
Přednosti metody AEROTHERM:
Upravený kal je v reaktoru nejen hygienizován, ale také příznivě fyzikálně a enzymaticky připraven pro další zpracování (produkce bioplynu, zahušťování).Ve výměníku je využívána rekuperace tepla, kdy přicházející surový kal je ohříván teplým kalem odcházejícím z tepelného výměníku. Relativně vysoký obsah sušiny v kalu významně snižuje objem vyhnívacích nádrží produkujících bioplyn. U stávajících nádrží je možno zahuštěním kalu zvýšit jejich výkon až o 100 %.
Obrázek: Schémata zařízení Aerotherm
Pasterizace kalu – kal je zbaven patogenních mikroorganismů v případě, že provozní parametry procesu hygienizace jsou stejné nebo vyšší, než je jejich minimální požadovaná hodnota.
Obrázek: Technologické schéma pasterizace kalu
Pasterizace je proces, při kterém je kal zahřát na určitou teplotu pouze na krátkou dobu, například na 70 oC, což zaručuje vysoký stupeň devitalizace patogenních mikroorganismů. Pasterizace musí být kombinována s následnou stabilizací kalu, nejčastěji anaerobní ve vyhnívacích nádrži. Důvodem je, že již oslabené patogeny v redukovaném počtu nejsou schopny soutěžit o substrát s anaerobní biomasou ve vyhnívajících nádržích a odumírají v ní. Další výhodou pre-pasterizovaného kalu je jeho lepší stabilizace a lepší odvodňovací vlastnosti.
Pasterizační proces probíhá ve třech zařízeních:
pasterizační nádrž
Čerstvý kal je čerpán do vnitřní komory rekuperačního výměníku. Vnější komora výměníku je plněná ohřátým hygienizovaným (pasterizovaným) kalem, který je čerpán z pasterizační nádrže. K proběhnutí rekuperace je důležité míchání vnitřní komory rekuperačního výměníku, čímž dojde k předání tepla mezi horkým a chladným kalem. Předehřátý čerstvý kal je čerpán do pasterizačního výměníku voda/kal, kde dojde k jeho ohřátí na teplotu 70 oC. Tato teplota musí být udržena minimálně po dobu 30 minut, čehož je dosaženo v pasterizační nádrži. Dodržení potřebné teploty v pasterizační nádrži je snímáno měřiči teploty v této nádrži. Do pasterizačního výměníku je k ohřevu kalu dodávána topná voda o teplotě 80 oC z kotelny popřípadě z kogenerační jednotky.
Pasterizovaný kal je opětovně využit k předehřátí čerstvého vstupního kalu v rekuperačním výměníku. Dojde tak ke zchlazení pasterizovaného kalu, který pak odchází do vyhnívací nádrže, kde proběhne proces stabilizace kalu.
Přednosti pasterizace:
Tepelné sušení kalu, při kterém je dosažena teplota částic kalu nad 80 °C na dobu 10 min. a obsah vody po sušení kalu musí být pod 10 %:
Biotechnologické metody úpravy, zpracování a hygienizace
Jedná se o metody stabilizace kalu s určitým hygienizačním účinkem. Dosažený stupeň hygienizace kalu přitom závisí na podmínkách stabilizace kalů.
Dlouhodobé skladování kalu v tekutém stavu – studené vyhnívání se projevuje obvykle za účelem vyrovnání složení kalů, umožňuje řízení množství kalů aplikovaného v zemědělství. V průběhu skladování kalu dochází k poklesu organického podílu kalu. Hnojivá hodnota kalu klesá. Při dlouhodobém uskladnění tekutého kalu se snižuje množství virů a bakterií v kalu. Dosažený efekt závisí na především na délce uskladnění. Dosažený efekt na parazity, jako nejodolnější patogeny, je však minimální. V chladném podnebí nemá tato metoda uspokojivý efekt.
Aerobní stabilizace kalu při okolní teplotě – prodloužená aerace při okolní teplotě – se provozuje jako vsádkový systém bez přídavku nebo odběru kalu v průběhu procesu. Požadované snížení patogenních mikroorganismů tato metoda nedosahuje.
Termofilní aerobní stabilizace kalu probíhá při teplotě nad 55 °C, přičemž doba od vstupního dávkování kalu po jeho odběr musí být minimálně 2 hodiny. Stabilizace kalů probíhá působením aerobních mikroorganismů, které rozkládají lehce rozložitelné organické látky za současného vzniku tepla. Za optimálních podmínek může teplota přesáhnout 70 °C. V těchto podmínkách je většina patogenů usmrcena. Základní bilanci procesu ovlivňují další podmínky. Při biologické oxidaci organického uhlíku se současně oxiduje i část vodíku a výsledné uvolněné teplo je minimálně 52 kJ na 1 g oxidovaného uhlíku, část takto uvolněné energie (přibližně 12 kJ) z každého oxidovaného gramu uhlíku) se váže na nově produkovanou biomasu. Z tohoto důvodu je použití metody reálné pouze pro kaly s vyšší koncentrací snadno rozložitelných organických látek. Velmi důležitý je způsob a účinnost aerace. Proces je sice jednoduchý, ale energeticky náročný, v případě potřeby při nedostatečné koncentraci lehce rozložitelných látek ve zpracovaném kalu je nezbytná externí dodávka tepla, jinak není zaručen hygienizační účinek.
Mezofilní anaerobní stabilizace je proces stabilizace kalů při teplotě 35 °C s průměrnou dobrou zdržení 15 dní. Obvykle se jedná o dvoustupňový proces, kdy první stupeň je vždy míchaný a vyhřívaný, s odběrem produkovaného bioplynu. Druhý stupeň se nevyhřívá a nemusí být zakrytý. Ačkoliv produkovaný kal je obvykle dostatečně stabilizovaný, požadované snížení patogenních mikroorganismů tato metoda nedosahuje.
Termofilní anaerobní proces je proces stabilizace kalů, který probíhá při teplotě okolo 55 °C. Obvykle se jedná o dvoustupňový proces, kdy první stupeň je vždy míchaný a vyhřívaný, s odběrem bioplynu. Druhý stupeň doporučujeme rovněž míchaný a uzavřený, s odběrem bioplynu. V porovnání s mezofilní stabilizací kalu se dosahuje hlubšího rozkladu organických látek a vyšší produkce bioplynu. Hlavním hygienizačním parametrem je působení teploty po dobu zdržení v reaktoru. Efekt hygienizace snižuje zkratové proudění v reaktoru, pokud je mu zabráněno, výstupní kal dosahuje požadované hygienické parametry.
Termofilní anaerobní stabilizace čistírenských kalů je výhodnější v porovnání s mezofilním procesem. Mezi hlavní výhody patří zvýšení rozkladu organických látek, zvýšení účinnosti, tj. hloubky rozkladu organických látek, a tím i vyšší produkce bioplynu. Termofilní proces má jako vysoce intenzivní proces odpovídající nároky na udržování optimálních podmínek, hlavně teplotních. Další důležitou podmínkou dobré funkce a stability termofilního procesu je aktivní a dobře adaptovaná termofilní kultura. Zpracování mezofilní anaerobní biomasy musí probíhat postupně a dostatečně dlouhou dobu.
Velkou předností termofilní anaerobní stabilizace je zvýšený hygienizační účinek procesu, který spočívá ve zvýšené teplotě a hlavně ve vysoké hydrolytické aktivitě termofilní kultury bakterií. Zvýšení teploty způsobuje také snížení viskozity reakční směsi, což vede k nižším energetickým nárokům na míchání a zlepšuje následnou separovatelnost tuhých částic, což má za následek snížení množství používaných flokulantů při odvodňování.
Převedení procesu anaerobní stabilizace z mezofilních na termofilní podmínky je jedna z možností intenzifikace kalového hospodářství a zvýšení jeho kapacity, která umožňuje lepší využití stávajících zařízení, odstranění přetížených reaktorů a lepší využití stabilizovaného kalu. Termofilní anaerobní stabilizace kalů při teplotě cca 55 °C patří mezi progresivní technologie zpracování kalů.
Při anaerobní stabilizaci dochází k významným změnám v mikrobiálním společenství kalu, dochází k různému stupni destrukce přítomných mikroorganismů, a tím patogenů. Stupeň destrukce závisí na technologických podmínkách, mezi nejdůležitější patří teplota a doba zdržení. Hygienizační účinek vzrůstá s teplotou a s dobou zdržení a je spojen s degradací organických látek v kalu. Čím vyšší je odstranění organických látek v průběhu procesu, tím vyšší je i hygienizační efekt.
Hygienizační potenciál v technologii termofilní anaerobní stabilizace je nesporný, je však třeba dodržet požadované parametry doby zdržení a homogenity nádrží. Pro dosažení hygienizace kalu pomocí termofilní anaerobní stabilizace se doporučuje dodržet dostatečnou dobu zdržení v prvním i druhém stupni stabilizačních nádrží pro daný typ a koncentraci kalu. Míchání prvního a druhého stupně musí minimalizovat vznik zkratových proudů uvnitř nádrží, přívod a odběr kalu z druhého stupně stabilizačních nádrží provádět pouze jednou denně, aby byla zajištěna požadovaná doba 24 hodin pro dosažení hygienizačního účinku procesu.
Kombinace metod zpracování kalů a metod zaručujících dodatečný hygienizační účinek
Duální systém – první stupeň je autotermní aerobní stabilizace při teplotě nad 55 °C s dobou zdržení minimálně 20 hodin, druhý stupeň je mezofilní anaerobní stabilizace.
Tepelné fázování – jedná se o nejnovější modifikaci anaerobní stabilizace kalu, kdy první stupeň je provozován za termofilních podmínek, druhý stupeň za mezofilních podmínek. Toto uspořádání spojuje výhody termofilního i mezofilního procesu a potlačuje jejich nevýhody. Hlavní výhody tohoto procesu jsou nižší potřebná doba zdržení proti mezofilnímu systému, hlubší rozklad přiváděného materiálu, zvýšení specifické produkce bioplynu a dosažení dostatečného hygienizačního účinku.
Termická předúprava tuhého kalu s následnou termofilní nebo mezofilní anaerobní stabilizací kalu. Předúprava probíhá po dobu minimálně 30 minut při teplotě 70 °C, následná mezofilní/termofilní stabilizace kalu probíhá při teplotách obvyklých pro použitý systém stabilizace kalu.
Anaerobní mezofilní stabilizace kalu při teplotě do 40 °C s průměrnou dobou zdržení 12 dní s následnou pasterizací tekutého kalu po dobu minimálně 30 minut při teplotě 70 °C.
Anaerobní mezofilní stabilizace kalu s následnou úpravou kalu vápnem tak, aby vznikla homogenizační směs kalu a vápna. Tato směs musí dosáhnout hodnoty pH nad 12 okamžitě po vápnění a udržet pH > 12 po dobu 24 hodin.
Monitorování hygienizačních technologií
Průběh hygienizace kalů musí být monitorován tak, aby byly dodrženy provozní podmínky zaručující hygienizační účinek. Potom lze výstupní kal považovat za vhodný z hygienizačního hlediska pro zemědělské využití i pro rekultivace, pokud splňuje i další kvalitativní parametry.
Minimální rozsah sledování zahrnuje:
pasterizace
kalu kontinuální kontrolu teploty uvnitř reaktoru a dobu zdržení kalu v reaktoru
Hodnocení účinnosti hygienizace kalu
Účinnost hygienizace se hodnotí především podle počtu termotolerantních koliformních bakterií, enterokoků a bakterií rodu Salmonella obsažených v kalu.
Požadavky na hygienické zabezpečení kalů, které lze používat na zemědělské půdě, k rekultivacím apod. se řídí příslušnými právními předpisy, viz vyhláška č. 382/2001 Sb. v pozdějším znění a vyhláška č. 341/2008 Sb.
Tabulka: Mikrobiologická kritéria pro použití kalů na zemědělské půdě (KTJ – kolonie tvořící jednotku)
Kategorie I – kaly, které je možno obecně aplikovat na půdy využívané v zemědělství při dodržení ostatních ustanovení vyhlášky č. 382/2001 Sb. v pozdějším znění
Kategorie II – kaly, které je možno aplikovat na zemědělské půdy určené k pěstování technických plodin a na půdy, na kterých se nejméně 3 roky po použití čistírenských kalů nebude pěstovat polní zelenina a intenzivně plodící ovocná výsadba, a při dodržení zásad ochrany zdraví při práci a ostatních ustanovení vyhlášky č. 382/2001 Sb.