Nový standard ve zpracování kalů?
Elektroosmotická technologie MP-EDW

Zpracování kalů představuje dlouhodobě sledované téma v oblasti čištění odpadních vod. Hlavními faktory, které zde hrají roli, jsou nejen provozní náklady, ale také rostoucí nároky na efektivitu a udržitelnost provozu čistíren odpadních vod.

Naším hlavním zaměřením v MIVALT je především oblast mechanického odvodňování kalů. V rámci kontinuálního vývoje rozšiřujeme své produktové portfolio, jehož součástí se v loňském roce stala i nová technologie MP-EDW. Ta představuje alternativu a doplněk k termálním sušárnám kalů – nabízí přibližně třetinovou spotřebu energie, výrazně kompaktnější rozměry a řadu dalších výhod, kterým se podrobněji věnuji v tomto článku.

Proč nestačí mechanické odvodnění?

V České republice je nejběžnější metodou zpracování kalů právě mechanické odvodnění – ať už pomocí odstředivek, sítopásových lisů nebo šnekových lisů. Tato zařízení umožňují zvýšení obsahu sušiny z 1–6 % až na 15–25 %, což odpovídá 70–90% redukci objemu kalu, a tedy významné úspoře nákladů na jeho likvidaci. Odvodněný kal z čistíren nejčastěji využíván v kompostárnách, případně nachází uplatnění při rekultivaci půdy nebo je zpracován alternativními způsoby podle místních podmínek a legislativních možností.

Tabulka 1 - Produkce kalu v ČR 2025 (https://csu.gov.cz/produkty/statisticka-rocenka-ceske-republiky-2024 , 3-31)

Tyto postupy však neřeší spektrum potenciálně rizikových prvků, organických sloučenin a mikroorganismů, které jsou s kaly spojeny. Mechanicky odvodněný kal ideálně obsahuje minimální množství volné vody, nicméně stále zbývá otázka zpracování vázané vody z buněčné struktury. A právě zde nastupují technologie sekundárního odvodnění, mezi něž se řadí i zmiňovaná novinka MP-EDW.

Sekundární odvodnění: krok k bezpečnějšímu a efektivnějšímu využití kalů

Technologie sekundárního odvodnění – jako jsou termální sušárny nebo nově také MP-EDW – řeší dva zásadní problémy, se kterými si samotné mechanické odvodnění neporadí:

   1. Hygienizace kalu

Působením vysoké teploty (u termálních sušáren) nebo elektrického proudu (v případě MP-EDW) dochází k eliminaci patogenů. Výstupní produkt je tak mikrobiologicky stabilní a bezpečný, což otevírá nové možnosti dalšího využití, například jako hnojivo. (dle legislativních podmínek)

   2. Další redukce objemu

Technologie MP-EDW umožňuje zvýšení obsahu sušiny kalu až na 40–65 %, což přináší další výrazné úspory nákladů na přepravu a zpracování. Ačkoli takto dosažená sušina nedosahuje hodnot typických pro termální sušárny (i přes 90 %), hlavní výhodou MP-EDW je násobně nižší energetická náročnost, díky níž představuje ekonomicky i provozně efektivní alternativu.

Pro srovnání: k odvodnění 1 litru vody z kalu spotřebuje technologie MP-EDW přibližně 0,3 kWh, zatímco termální sušárna vyžaduje zhruba 1 kWh. Tento rozdíl otevírá novou možnost využití MP-EDW jako před úpravnou technologii, která výrazně odlehčí navazující termální sušárně. Díky tomu lze při stejné energetické spotřebě zpracovat větší objem kalu, případně dosáhnout požadovaného výsledku s nižšími provozními náklady.

Z hlediska celkové energetické bilance i ekonomiky provozu tedy MP-EDW přináší výrazný přínos nejen jako samostatná technologie, ale i jako doplněk ke stávajícím sušárenským systémům.

MP-EDW: Jak funguje a co dokáže?

K odvodnění dochází působením elektrického proudu, který vzniká mezi středovým bubnem (anodou) a oběžným caterpilarovým pásem (katodou). Mezi těmito dvěma elektrodami je rovnoměrně rozprostřen kal, jenž se následně dostává do aktivní zóny zařízení.

Vlastní proces odvodnění je výsledkem kombinace tří klíčových fyzikálních jevů:

Elektro-penetrace – elektrický proud narušuje buněčné struktury v kalu, čímž uvolňuje vázanou vodu.

Elektroforéza – pevné částice jsou přitahovány ke středovému bubnu (anodě).

Elektroosmóza – voda je elektrostaticky odpuzována od středu zařízení směrem ven, čímž dochází k jejímu oddělení.

Proces krok za krokem:

1. Vstupní materiál:
   Do zařízení vstupuje mechanicky odvodněný kal s obsahem sušiny 15–25 %.
2. Rozprostření kalu:
   Kal je rovnoměrně rozprostřen na dopravní látkový pás v požadované tloušťce a šířce.
3. Odvodňovací zóna:
   Pás opisuje trajektorii mezi:
   • Středovým bubnem (Anoda)
   • Oběžným caterpillar pásem (Katoda)
     Právě v tomto prostoru dochází k působení elektrického proudu a samotnému odvodnění.
4. Výstup:
   Výsledkem je hygienizovaný kal s obsahem sušiny mezi 40% až 60%.
   Celý proces trvá pouhé 2–4 minuty.

Výsledky z provozu

Zařízení MP-EDW bylo na začátku roku 2025 instalováno v městské čistírně odpadních vod Letovice. Během testovacího provozu byly testovány různé typy kalů a jejich náročnost na odvodnění.

Uvedené výsledky odpovídají mediánovým hodnotám ze všech provedených měření a představují tak reprezentativní vzorek hodnot dosažených v běžných podmínkách čistírny.

Obrázky: Mechanicky odvodněný kal 18% sušiny / Kal z MP-EDW 48% sušiny