Vodárenský kal

Definice

Kal je suspenze pevných látek anorganického a organického původu ve vodě. Vodárenský kal je kal vzniklý při procesu úpravy pitné vody. Převládají v něm látky anorganického původu a bývá tedy řazen mezi kaly minerální.

Vznik a složení vodárenského kalu

Složení a vlastnosti vodárenského kalu závisí především na kvalitě čištěné vody a zvolené technologii úpravy vody. Kapalnou fázi kalu představuje kalová voda a tuhou fázi částice různého tvaru a velikosti. Voda je v kalu přítomna ve formě volné, koloidně vázané a ve formě chemicky vázané [1]. Při úpravě podzemní vody, která má stabilní složení, kvalita a kvantita kalu bude vždy stejná. Pokud však upravujeme vodu povrchovou, kvalita i kvantita kalu se někdy může citelně měnit. Vodárenský kal obvykle obsahuje organické a minerální suspenze. V povrchových vodách se vyskytují jílové minerály, částice hlíny a písku organické zbytky odumřelých rostlin a živočichů. Podle složení surové vody se dávkuje příslušné množství chemikálií [2]. Kaly vznikají v různých fázích úpravy vody:

Kal z hrubých a jemných česlí - obsahuje málo vody
Kal z prvního separačního stupně, tedy z čiřiče a z usazovací nádrže – hodně vody
Kal z druhého separačního stupně, tedy z filtru

Při čiření se do vody přidávají železité a hlinité koagulanty. Po tomto procesu obsahuje kal podle složení vody hlavně anorganické suspenze, organické látky a oxidy hliníku nebo železa. Z alkalického čištění kal navíc obsahuje i uhličitan vápenatý [3].

Současné metody nakládání s kaly

Obvykle se kaly uskladňují do lomů, dolů a odkališť nebo se likvidují v čistírnách odpadních vod. Další možností je jejich likvidace kalovým hospodářstvím úpraven vod. V tomto případě se kaly pro snazší a ekonomičtější manipulaci nejdříve odvodňují. Většina volné kalové vody se dá z kalu odstranit sušením nebo mechanickým odvodněním. To se provádí buď sedimentací v kalových lagunách, na kalových polích nebo v zahušťovacích nádržích. Koloidně vázaná voda se z kalu odstraňuje poměrně obtížně. Koloidní částice jsou obklopeny molekulami vody, které kolem nich tvoří hydratační vrstvu. Ta brání shlukování částic. K odstranění této formy vody je nutný buď vysoký tlak nebo sušení při vysoké teplotě [1]. Používají se k tomu odstředivky anebo se provádí filtrace v kalolisu nebo sítovém lisu. Odvodněný kal se pak ukládá na skládkách [2].

Možnosti využití v budoucnosti

Kaly by se v budoucnosti daly využít v procesu čištění odpadních vod. Jedná se hlavně o železité kaly, které by bylo možno využít k vázání sulfidů u stokových sítí nebo k odstraňování fosforu ve vlastním procesu čištění městských odpadních vod. Železité kaly lze též využít jako přísada při výrobě cementu. Díky obsahu živin některých vodárenských kalů se zkoumá možnost aplikace kalů v zemědělství a lesnictví přímo do půdy. Vzhledem k vysokému obsahu hliníku v kalech (15 – 45%) po aplikaci hliníkového koagulantu v procesu čištění vody, by se v budoucnu mohl hliník zpětně z kalu získávat a vracet do procesu [2].

Témata

Zdroje

Grünwald, A. (1993) Hydrochemie. Vydavatelství ČVUT, Praha.
Kyncl, M. (2008) Oportunities for water treatment sludge re-use. GeoScience Engineering, Vol. 54, No.1, p. 11-22. Přístupný na: http://gse.vsb.cz/
Žáček, L. (1981) Chemické a technologické procesy úpravy vody. SNTL, Praha.