Obsah sborníku | Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka 
Obsah sborníku | Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka
VYUŽITÍ SORPČNÍCH SCHOPNOSTÍ POPELE K OMEZENÍ TRANSFERU TĚŽKÝCH KOVŮ
odbor agroekologie a jakosti
Využíváním energetických popelů v zemědělství jsme se zabývali po dlouhou řadu let a to od roku 1965. Popele či popílky byly testovány z nejrůznějších hledisek biologických aspektů. Postupně byl nalezen zásadní rozdíl mezi popílky čerstvými, unikajícími z komínů elektráren, a popelnatými hmotami uloženými na složišti (resp. odkališti, tj. po jejich hydraulické přepravě). Později byly tyto rozdíly zakotveny i do terminologie a to takto:
Příčiny těchto rozdílů mezi popílkem a popelem nebyly dlouho objasněny, neboť nebyl zpravidla nalezen zásadní rozdíl ve výluzích obou materiálů podle obsahu rizikových prvků, např. těžkých kovů. Teprve po důkladném všestranném zjišťování vlastností popílků a popelů bylo (ve spolupráci s VÚ hnědého uhlí Most) zjištěno, že změna v charakteristice popelů (oproti popílkům) je způsobena hlavně fyzikálními vlivy. Po kontaktu s vodou se vytváří hydratační vrstvy na povrchu popílkových částic, které jsou mimo jiné též příčinou dalšího zesílení sorpčních vlastností popelů. Vysoká sorpce popelů je všeobecně známa. Promítla se též při hnojení popelů na složišti vysokými dávkami organických hnojiv, a to řádově až 1000 kg N.ha-1, přičemž pěstované plodiny, včetně obilovin, dobře snášely tyto extrémní dávky dusíku. V běžné zemědělské praxi na poli by nesporně porosty polehly a byly by všeobecně znehodnoceny.
Vysoká sorpce popele se projevila nejen vůči základním rostlinným živinám, ale rovněž vůči některým rizikovým prvkům, hlavně těžkým kovům. Proto jsme se při dalším sledování popelů (odebíraných ze složiště) zaměřili na důkladné zjišťování analýz těžkých kovů jak přímo v popelovém substrátu, tak i v rostlinách v něm vypěstovaných.
Výsledky analýz popelů jsme porovnávali s platnými směrnicemi pro obsah těžkých kovů v půdě. Z velkého množství analýz (řádově několik stovek) jsme zjišťovali téměř pravidelně, že většina těžkých kovů v našich popelech (ze složiště) je v limitech pro půdu. Pouze arsen se občas blížil k horní mezi, tj. 20 mg.kg-1, jen výjimečně byl překročen.
Rozhodující pro posuzování využitelnosti popelů jako pěstebního substrátu je však obsah těžkých kovů v rostlinách, vypěstovaných v těchto substrátech. Zde jsme pravidelně dosahovali dobrých výsledků. Obsah arsenu (ani ostatních těžkých kovů) v rostlinách vypěstovaných v popeli nebo v půdě po příměsi popele byl obvykle stejný, či dokonce nižší, než v rostlinách vypěstovaných v půdě.
Těmto výsledkům odpovídaly též analýzy vodních výluhů, které byly zpravidla velmi příznivé. Tyto výsledky spolu se známými vysokými sorpčními schopnostmi popelů pak již směřovaly k vypracování specielní technologie čištění odpadních vod (která je dokonce předmětem Čs. patentu). Nečistoty jsou v popelovém filtru nejen zadrženy, ale zablokovány natolik, že voda vykazuje vynikající vodohospodářské parametry.
Jedná se o t.zv. systém CINIS, což je v podstatě intenzifikovaný zemní filtr, který využívá stavebního řešení dle typizační směrnice : "Dočišťování odpadní vody zemními filtry" z roku 1992, č. HDP-112.514.
Čistící procesy založené na kombinaci prosté filtrace s biologickými procesy zaručují dlouhodobou životnost čistírny. Filtrační procesy převažující především na startu - po zahájení provozu nové ČOV, jsou zárukou okamžitého čistícího efektu bez nutnosti "zapracování". Filtrační náplň CINIS je ideálním nosičem mikroflóry, která zajišťuje biodegradaci organických složek odpadní vody. Vzájemné doplňování fyzikálních a biologických procesů současně probíhajících, je též zárukou stability čištění a kompenzace případné nerovnoměrnosti zátěže na vtoku do čistírny. Tyto schopnosti systému CINIS lze s výhodou využívat zejména v sezónních provozech, např. v rekreačních objektech, hotelech a pod.
Zemní filtr CINIS se využívá s výhodou pro dočištění odpadních splaškových vod pro menší zdroje znečištění, nepřesahující zátěž 350-400 mg BSK5. Napojuje se proto na septik, nebo jiný objekt, kde jsou vody předčišťovány. Systém CINIS lze však dále zkapacitnit a budovat jej v případě potřeby i ve více filtračních jednotkách : buď jako zdvojené filtry nebo satelitní. Tento způsob se dobře uplatní především v obcích a sídlech s rozptýlenou zástavbou, nebo tam, kde obec leží na rozvodí. Zde lze vybudovat i několik filtrů na nejnižších místech obce ve směru spádu jednotlivých toků. Tím lze významně ušetřit na délce stokové sítě a vyloučit tak případnou výstavbu přečerpávací stanice při výstavbě centrální ČOV.
S filtrační náplní se obecně docilují následující účinky čištění : BSK5 90-95%, t.j. 10-15 mg/l, celkový P 80-90% (0,5-1,5 mg/l), celkový N 40-45%. Výstupní voda je čirá, bez zápachu a bez barvy, částečně se slabě železitou chutí (způsobenou železitými bakteriemi). Mimo snížení těchto základních vodohospodářských parametrů lze systémem CINIS čistit zaolejované vody, odstraňovat některé další organické polutanty (ropné látky a j.) a dokonce i těžké kovy.
Výhody využití systému CINIS pro čištění odpadních vod jsou nesporné, jak bylo již naznačeno. Vedle uvedených výhod filtrace vody popelem je zde další velmi významný faktor: z obtížného odpadu lze správnou technologií vytvořit prostředek pro zlepšení životního prostředí, neboť čistá voda je nesporně žádoucí.
