Dělení anaerobní digesce dle teploty
Anaerobní digesci lze provádět při různých teplotních podmínkách. Podle teploty se proces dělí na mezofilní (kolem 35°C), termofilní (kolem 55°C) a psychrofilní (rozmezí do 20°C). Teplota, při které proces probíhá, neovlivní produkci bioplynu.
Celkový čistý výnos energie je však vyšší u použití mezofilních podmínek, jelikož k dosáhnutí termofilních je zapotřebí použít více energie k zahřátí bioreaktoru.
Mezofilní stabilizací se kal hygienizuje pouze částečně. Dosahuje pak třídy II. (B), kal po termofilní anaerobní stabilizaci odpovídá třídě I. (A). Kal po termofilní stabilizaci je možno aplikovat přímo na půdu jako hnojivo. Po mezofilní stabilizaci by se měl kal ještě hygienizovat například kompostováním, nebo i jiným aerobním stabilizováním. Po aerobní stabilizaci je vhodné kal upravit ještě termicky. Pro menší ČOV je vhodná aerobní stabilizace, chemická stabilizace vápnem, nebo odvoz odvodněného kalu ke zpracování na jinou lokalitu (ke kompostování, anaerobní stabilizaci, spalování apod.)
Mezofilní anaerobní stabilizace
Průměrná doba zdržení kalu v mezofilní anaerobní stabilizaci při teplotě kolem 35°C je asi 15 dní. Obvykle se jedná o dvoustupňový proces. První stupeň je míchaný a vyhřívaný. Odebírá se produkovaný bioplyn. Druhý stupeň není třeba zahřívat ani nemusí být bioreaktor zakrytý. Ačkoli produkovaný kal je většinou dostatečně stabilizovaný, požadované snížení množství patogenních mikroorganismů tato metoda nedosahuje.
Termofilní anaerobní stabilizace
Obvykle se jedná o dvoustupňový proces probíhající při teplotě kolem 55°C. První stupeň je vždy míchaný a vyhřívaný. Opět se odebírá produkovaný bioplyn. Druhý stupeň se doporučuje taktéž míchaný a uzavřený na rozdíl od mezofilní stabilizace, opět s odběrem bioplynu. Při termofilní anaerobní stabilizaci je dosahováno hlubšího stupně rozkladu organických látek a vyšší produkce bioplynu v porovnání s mezofilní anaerobní stabilizací. 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 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 anaerobní biomasy mezofilní musí probíhat postupně a dostatečně dlouhou dobu.
Zvýšený hygienizační účinek, který je předností termofilní anaerobní stabilizace, spočívá nejen ve zvýšené teplotě, ale také ve vysoké hydrolytické aktivitě termofilních kultur 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 digesce z mezofilních na termofilní podmínky je jednou z možností, jak intenzifikovat kalové hospodářství a zvýšit jeho kapacitu. Zároveň by se odstranily přetížené reaktory. Termofilní anaerobní stabilizace kalů, 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 i patogenů. Stupeň destrukce závisí na technologických podmínkách. Mezi nejdůležitější patří teplota a doba zdržení. Hygienizační účinek vzrůstá s teplotou a dobou zdržení. Čím vyšší je odstranění organických látek v průběhu procesu, tím vyšší je hygienizační efekt.
Při hygienizaci je zapotřebí dodržet požadované parametry doby zdržení a homogenity nádrží a to v prvním i druhém stupni stabilizace. Tato doba zdržení a homogenita je vypočítávána s koncentrace a typu 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 zajištěná požadovaná doba 24 hodin pro dosažení hygienizačního účinku procesu.
