Zpracované otázky - CHEMIJE

Základní technologické provozní parametry procesu metanizace jsou:

1. doba zdržení (výpočtová) tz (dny)

2. objemové zatížení organickou hmotou: BV (kg/m3.d)

Vyhnívací nádrž lze považovat za směšovací reaktor, i když homogenita obsahu není při vypouštění kalu dokonalá. Oproti anaerobnímu čištění odpadní vody je doba zdržení substrátu a mikroflóry v reaktoru přibližně stejná. Z toho vyplývá, že rozhodujícím provozním parametrem metanizaci čistírenského kalu je průměrná doba zdržení kalu, to je doba, po kterou proces probíhá a teplota, při níž je metanizace realizována. Tyto určují především stupeň rozkladu organické hmoty. Objemové zatížení je parametrem odvozeným, závislým na době zdržení kalu a koncentraci jeho organické sušiny.

V průběhu metanizace dochází k částečnému rozkladu organické hmoty za tvorby bioplynu. Změny anorganické hmoty kalu, přesněji zbytku po žíhání, jsou přitom nepodstatné.

Složení vyhnilého kalu závisí na podmínkách fermentace a do značné míry i na kvalitě vstupního substrátu. V průběhu vyhnívání je s rozkladem organické hmoty uvolňován do kalové vody dusík ve formě amoniaku a fosfor jako fosforečnan. Část těchto prvků přechází do biomasy mikroorganizmů rozkladných procesů, jejíž nárůst je však v anaerobním procesu poměrně malý.

Stupeň rozkladu organické hmoty při úplném vyhnití závisí na jejím složení. Je tím větší, čím je vyšší obsah organické hmoty v surovém kalu. Cílem metanizace však není úplný rozklad biologicky rozložitelné organické hmoty, ale jen dosažení takového stupně rozkladu, při němž je kal dostatečně stabilizován, což se nazývá stupněm technického vyhnití. Tento požadavek není jednoduché přesně vymezit. Vychází se při tom z provozních zkušeností, při čemž stupeň stabilizace se hodnotí z úbytku organické hmoty. Někdy doporučovaný požadavek na 50 %ní odbourání organické hmoty nemůže mít obecnou platnost, neboť jak je výše uvedeno, závisí stupeň odbourání na obsahu organické hmoty v surovém kalu. Účelnější se jeví požadavek na 75 %ní odbourání biologicky rozložitelné organické hmoty.

Podle provozní teploty se rozlišují metanizační nádrže vyhřívané a nevyhřívané. Podle počtu za sebou řazených fermentorů se rozlišuje jedno- nebo dvoustupňový proces. Dvoustupňový proces je používán často v kombinaci vyhřívaného 1. stupně s nevyhřívaným 2. stupněm, v němž kal dohnívá, je zahušťován a oddělován od kalové vody, vracené do čistícího procesu. Druhý stupeň slouží i pro akumulaci kalu na období, kdy z různých důvodů nemůže být kal odváděn k dalšímu zpracování.

U vyhřívaných vyhnívacích nádrží se obvykle volí provozní teplota 30 až 40 °C, průměrná výpočtová doba zdržení 20 až 30 dnů, objemové látkové zatížení organickou hmotou 0,5 až 1,5 kg.m-3.d-1. Při zajištění dokonalého míchání obsahu vyhřívané metanizační nádrže lze snížit výpočtovou dobu zdržení až na 10 až 15 dnů při zatížení organickou hmotou 2 až 5 kg.m-3.d-1 ve vysoko zatíženém procesu. Při tom se však zřejmě nedosáhne technického stupně vyhnití. S dokončením procesu se počítá ve druhém stupni. Vyhnívání při termofilní teplotě je provozováno jen zřídka, neboť energetické nároky na dosažení požadované teploty kalu značně vzrůstají a také tepelné ztráty se zvětšují.