Odvodňování: Co zvládnou odvodňovací zařízení 21. století?

O celém procesu zpracování, kterým prochází odpadní voda v čistírnách jste si mohli přečíst v minulém článku na našem blogu. V takzvaných ČOVkách se hromadí kal, odpadní tekutina, která obsahuje pevné látky nečistot. Právě nakládání s kalem, konkrétně jeho odvodňování, patří k procesům, které jsou při jeho zpracování stěžejní. K jedinému cíli, tedy k získání hmoty s co nejmenším objemem a nejvyšším podílem sušiny, vede však více různých cest. Pojďme se seznámit s různými typy odvodňovacích zařízení, která své využití najdou v čistírnách komunálních i průmyslových odpadních vod různých velikostí a zatížení. 

Problém? Objem

Největším problémem kalu je jeho obrovský objem. Řešení je jediné: odvodnění. Při tomto procesu se z kalu různými mechanismy dostává přebytečná voda, čímž se výrazně zmenšuje jeho objem. Kal se stává kompaktní pevnou hmotou, která umožňuje jednodušší manipulaci a přepravu. Zde platí, že čím menší je objem i kalu, tím menší jsou starosti čistíren odpadních vod s ním spojené.

Právě za účelem odvodňování kalu vznikla odvodňovací zařízení, neboli odvodňovače. Cíl mají všechny stejný: zbavit kal co největšího množství vody a získat výslednou pevnou fázi s redukovaným objemem. Výrazně se však od sebe liší propracovaností principu, na kterém pracují, energetickou náročností, životností a poruchovostí i nákladností servisu.

Pojďme si představit základní typy odvodňovacích zařízení, která ČOV při zpracování kalu využívají. Začneme těmi nejjednodušími a dostaneme se až ke složitějším zařízením a uvedeme si jejich výhody a nevýhody.

Odvodňovací vaky

Historicky nejstarší řešení si můžeme představit jako pytle z tkané textilie, do kterých se čerpá kal. Přes děrovanou stěnu pytle pak odtéká pryč voda, zatímco pevné látky zůstávají uvnitř. Děje se tak do té doby, dokud nejsou vaky zcela naplněné, a přijdou tak o schopnost propouštět ven vodu. Zanesený pytel se pak zlikviduje a vymění za nový. Tato první vlaštovka mezi odvodňovacími zařízeními dnes nachází využití především v rozvojových zemích. V našich podmínkách dnes spoléháme na efektivnější zařízení. 

VÝHODY:

• Jednoduchý způsob odvodňování, který je nenáročný na montáž.
• Nízká spotřeba energie a celkové náklady.

NEVÝHODY:

• Výsledná sušina obsahuje hodně vody a ve srovnání s vyspělejšími postupy není redukce objemu kalu tak výrazná.
• Složitá manipulace s plnými vaky a omezené možnosti jejich likvidace. Součástí odvodněného kalu je totiž i samotná pytlovina.
• Omezené možnosti opětovného použití vaků.

Pásový lis

Pásové lisy jsou podobné pásovým dopravníkům. Kal projíždí po děrovaném pásu, kde se z něho nejdříve pouhou filtrací a poté i pomocí systému kladek a přítlaků dostává přebytečná voda. Odvodněný kal s redukovaným objemem poté z pásu vyjíždí, a děrovaný pás se čistí propláchnutím tlakovou vodou.

VÝHODY:

• Kontinuální proces, který funguje jen s minimálním zásahem obsluhy.
• Délka filtračních pásů a vysoký tlak zajišťují poměrně vysokou úroveň odvodnění kalu.

NEVÝHODY:

• Obrovské zástavbové rozměry zařízení.
• Vysoká spotřeba technologické vody, která je potřeba na průběžné proplachování znečištěných pásů. Zároveň se kvůli ostřiku pásů produkuje další odpadní voda.
• Jedná se o otevřené zařízení, které vyžaduje odsávání zápachu a vlhkosti.
• Náročný servis. Výměna pásu obrovského rozměru a hmotnosti je složitá.

Odstředivka

Odstředivky fungují na na bázi velkých provozních tlaků a maximálního vymáčknutí vody z materiálu. Kal se přivádí do otáčivého bubnu odstředivky, kde se za pomocí obrovské síly kal mechanicky roztočí a odstředivou silou se z něj “vymačká” voda. Pevné látky z ní kontinuálně vynáší ven dopravník, oddělená kalová voda se odvádí rovněž kontinuálně.

VÝHODY:

• Kontinuální proces, který se obejde bez obsluhy.
• Sušina s poměrně vysokým podílem pevných látek.
• Zvládá vysoké zatížení. Její používání se vyplatí u obrovských aplikací, jako jsou ČOV pro statisíce či miliony lidí. 

NEVÝHODY:

• Nejvyšší spotřeba energie ze všech zařízení. Ve srovnání například ve šroubovým lisem může být až desetinásobná.
• Hlučnost. Odstředivky při chodu vydávají zvuk srovnatelný se startem tryskového letadla. To musí být v rámci instalace v ČOV zohledněno, například nemohou jet v noci, ruší okolí, musí stát v odhlučněných místnostech, nemohou se v jejich blízkosti pohybovat lidé, protože hrozí poškození sluchu.
• Nízká životnost. Protože jde o zařízení, které pracuje ve vysokých otáčkách, je rychlé opotřebení přirozené. Průměrná životnost odstředivky je v průměru rok, poté se musí kompletně vyměnit ložiska a další opotřebitelné díly.
• Vysoká cena za opravy, náhradní díly a repasy. Dostane-li se do zařízení nějaký předmět (např. kámen), může zařízení výrazně poškodit, protože se vše děje za velkých rychlostí a velkých provozních tlaků. Opravy může provádět výhradně certifikovaná profesionální firma, ideálně sám výrobce.

Komorový kalolis

Komorový kalolis je obdélníková nádoba s děrovaným dnem a stěnami. Kal se do ní podobně jako u výše zmiňovaných filtračních vaků čerpá pod vysokým tlakem. Až je tato komora plná, dojde ještě k jejímu stlačení na principu harmoniky, čímž se odfiltruje další přebytečná voda. Před čerpáním dalšího kalu musí obsluha kalolis otevřít, vyfiltrovaný kal ve formě tzv. koláče odstranit, a stěny komory ručně vyčistit.

VÝHODY:

• Jednoduché řešení, které má své uplatnění například při čištění průmyslové vody, kde se zpracovává menší množství kalu, například v galvanovnách a zinkovnách.
• Kompaktnější výsledný filtrační koláč, se kterým se lépe manipuluje.

NEVÝHODY:

• Jde o diskontinuální systém bez možnosti automatizace. 
• Pro obsluhu časově náročné otevření kalolisu, ruční vybírání napěchovaného kalu a vyčištění stěn komory.
• Komorový kalolis pracuje jak při čerpání, tak při následném lisování s velkými tlaky, které jsou energeticky náročné.

Šroubový (šnekový) lis 

Toto nejnovější a nejpropracovanější řešení funguje na poměrně jednoduchém principu. Srdcem tohoto lisu je šneková hřídel, uložená v sestavě kroužků, která má proměnlivé stoupání jednotlivých závitů. Vyvločkovaný kal se pomocí rotace šnekové hřídele posouvá a vlivem geometrie hřídele a proměnlivého stoupání šnekovnice se zároveň lisuje. Z kalu se vymačkává přebytečná voda, která odtéká mezerami mezi kroužky, zatímco pevné látky se posouvají směrem k výpadu. Vypadávají buďto do záchytného kontejneru nebo na dopravník.

VÝHODY:

• Nejlepší poměr mezi kvalitou sušiny a spotřebovanou energií: Vysoký podíl sušiny v kalu za spotřeby mnohonásobně menšího množství energie než například u odstředivky.
• Jde o kontinuální řešení, které je možné kompletně zautomatizovat, takže se objede prakticky bez obsluhy.
• Díky tomu, že jsou kroužky uvnitř zařízení neustále v pohybu a třou se o sebe, dochází i k plnění efektu samočištění.
• Nízká hlučnost a vibrace. Zařízení se může umístit kamkoliv a odpadá nutnost budování odhlučňovacích zdí.
• Spotřeba oplachové vody je narozdíl od pásového filtru zanedbatelná.
• Malá poruchovost a dlouhá životnost. U šroubových lisů není výjimkou až deset let trvající provoz bez poruch.
• Snadné opravy, rozebrání zařízení a výměnu provozních dílů zvládne v případě potřeby podle přiloženého návodu i obsluha ČOV nebo laik, kterému neschází technické myšlení.

Podtrženo, sečteno…

Stojíme si za tím, že šroubové lisy kvalitativně překonávají všechna ostatní zmiňovaná zařízení. Šroubový lis MP-DW, který jsme v průběhu let vyvinuli, dokážeme přizpůsobit na míru menším i větším čistírnám odpadních vod, průmyslovým a potravinářským provozům i jiným odvětvím lidské činnosti. Ke šroubovým lisům nabízíme i kompletní příslušenství: dopravníky vylisovaného kalu, polymerizační stanice i zařízení na mechanické předčištění surových odpadních vod.

Přemýšlíte nad vhodným zařízením pro zpracování a odvodnění kalu? Kontaktujte nás a rádi najdeme ideální řešení i pro vás.