Sezóna sklizně vína je pro čistírny odpadních vod výzvou. Když se hrozny zpracovávají, množství odpadních vod prudce stoupá – ve falckém městě Edenkoben až 17násobně. Vysokozátěžová anaerobní digesce poskytuje flexibilní řešení, které snižuje spotřebu energie o 20 procent, vyrábí více než polovinu požadované elektřiny na místě a výrazně snižuje objemy splaškových kalů.
Když je vinná réva plná šťavnatých, zralých hroznů, je čas, aby je vinaři a jejich sklizňové pracovníci proměnili ve víno. Proces drcení hroznů však produkuje velké množství znečištěné odpadní vody, která zpochybňuje kapacitu místní čistírny. Tak je tomu i ve vinařské obci Edenkoben v německém regionu Falc. Zatímco zátěž na její čistírně odpadních vod nepřesáhne 7000 ekvivalentů osob (EO) v běžnou neděli nebo státní svátek, během sklizně může vzrůst až na 120 000 EO – 17krát tolik. Toto zvýšení zátěže odpadních vod také zvyšuje spotřebu energie elektrárny, která může v době sklizně vzrůst až na trojnásobek normální úrovně. Malé čistírny odpadních vod používají techniku známou jako aerobní stabilizace, aby se zabránilo vzniku nepříjemného zápachu kalu produkovaného během čištění odpadních vod. To zahrnuje dlouhodobé provzdušňování ke stabilizaci kalu. Nevýhodou je, že provzdušňovací systém spotřebovává hodně energie.
Požadavky na energii sníženy o 20 procent
Čistička odpadních vod v Edenkobenu funguje mnohem efektivněji – a to nejen s ohledem na spotřebu energie – od zavedení anaerobní digesce s vysokým zatížením, což je proces vyvinutý výzkumníky z Fraunhoferova institutu pro mezifázové inženýrství a biotechnologie IGB ve Stuttgartu.„Za pomoci kolegů z několika strojírenských společností jsme závod převedli na proces založený na anaerobní digesci s vysokým zatížením. Nový proces implementovaný v Edenkoben má řadu výhod. Za prvé vyrábí energii, místo aby ji pouze spotřebovával. Za druhé snižuje množství kalu, které by jinak muselo být s velkými náklady likvidováno,“vysvětluje Dr. Werner Sternad vědec Fraunhofer IGB. Spotřeba energie je o 20 procent nižší, protože proces nevyžaduje energeticky náročný provzdušňovací systém. Ze skutečně spotřebované energie se 50 nebo více procent vyrábí z odpadních plynů přímo na místě ve dvou kogeneračních jednotkách. To znamená, že se nakupuje méně než polovina elektřiny, kterou čistírna odpadních vod potřebuje. Likvidace kalů je další oblastí, ve které bylo možné snížit náklady. V minulosti se kal musel denně odvodňovat. Anaerobní digesce produkuje tak málo kalu, že nyní kalolis běží pouze dvakrát týdně, s výjimkou období sklizně vína.
Přizpůsobitelné provozním potřebám
Jednou z hlavních priorit výzkumných pracovníků bylo navrhnout řešení pro Edenkoben přizpůsobené místní situaci, konkrétně velkým sezónním výkyvům v zatížení odpadních vod. "Instalovali jsme dvě vyhnívací nádrže, které mohou být provozovány paralelně během sklizně vína, nebo v sérii v jiných ročních obdobích. To umožňuje přizpůsobit procesní tok objemu produkovaného kalu a optimalizovat zpracování kalu," uvádí Sternad. Nový závod byl uveden do provozu počátkem roku 2016. V sériovém režimu zpracovává přibližně 40 metrů krychlových denně. Při sklizni vína se ale nyní může vyšplhat až na 130 kubíků. "Anaerobní digesce s vysokým zatížením umožňuje pružnou reakci na změny v zátěži odpadních vod," říká Sternad. "Také šetří energii, vyrábí vlastní elektřinu a výrazně snižuje množství čistírenského kalu k likvidaci."
