„Jo, smrdí to asi tak, jak jsem očekával.“
„Jo, smrdí to asi tak, jak jsem očekával.“ Je to divné říkat něco o místě, které máte už nějakou dobu na seznamu návštěv, ale přesně tato slova jsem pronesl, když jsem vstoupil do budovy s příznačným názvem „kalová stodola“ v Crossness.
Tento areál v Thamesmeadu v jihovýchodním Londýně má dlouhou historii spojenou s vodou a odpadem. V 19. století sloužila londýnská řeka Temže jako skládka všeho (a tím myslím opravdu všeho), co se ve městě vyprodukovalo. Rok 1858 s sebou přinesl překvapivě horké léto, ale to nebyl důvod k radostným oslavám. Řeka zanesená hnijícím jídlem, zvířecími mršinami a výkaly začala zapáchat tak, že se město doslova zastavilo. Období, kterému se dnes říká Velký zápach, se do historie dostalo až poté, co inženýři pod vedením Josepha Bazalgetta vybudovali rozsáhlou londýnskou podzemní kanalizační síť, která odpad odváděla pryč z města. A Crossness měl hlavní roli – právě tam obrovské parní stroje odčerpávaly splašky z kanalizace a vypouštěly je neupravené do řeky.
stará přečerpávací stanice Crossness již v londýnské kanalizační síti nehraje žádnou roli. Nedávno však byla pečlivě obnovena do své bývalé krásy a je přístupná návštěvníkům (Obrázek: Wikipedia CC)
Naštěstí se přístup Londýna k čištění odpadních vod od Bazalgettovy doby vyvinul – odpadní vody se nevypouštějí jen tak do vodních toků! Abych pochopil moderní proces čištění a zjistil, jak se mění, byl jsem pozván na prohlídku velmi působivé čistírny odpadních vod Crossness, kterou provozuje společnost Thames Water. Dr. Nick Mills a Aurelien Perrault pracují v týmu pro inovaci odpadních vod a vedle nakládání s dnešním odpadem budují čistírnu nové generace, která z odpadních vod udělá velký byznys.
Začněme tedy tím, co se děje při spláchnutí záchodu. Vše, co opustilo vaše tělo, všechny použité kapesníky nebo papír a voda v míse, opustí váš domov a dostane se do městské kanalizace. Tam se spojí s dalšími odpadními vodami a v případě Londýna i s dešťovou vodou a je odveden do čistírny odpadních vod, jako je ta v Crossness. Tam se z odpadní vody odstraní všechny velké předměty – obvykle věci, které by tam stejně neměly být, jako jsou pleny, kondomy a lahve. Veškerý písek a štěrk ve vodě se v této fázi také filtruje, ale na rozdíl od ostatních věcí se čistí a používá při stavebních projektech jinde. (PS: Bylo mi vyprávěno několik hororových příběhů o dalších předmětech, které se vynořily z kanalizace, ale nebudu je zde opakovat!) Olej a tuk se s vodou nemísí, takže je lze v této fázi z povrchu odpadní vody také odplavit.
A teprve nyní začíná vlastní čištění. Nejprve se přefiltrovaná odpadní voda uloží do obrovských usazovacích nádrží. Tam se jemně promíchá, aby se přidal kyslík a aby se podpořilo vytváření větších shluků malých částic kontaminantů (např. výkalů), kterým se říká „vločky“. Jakmile jsou tyto shluky dostatečně velké a těžké, klesnou na dno nádrže, kde vytvoří tmavý kašovitý materiál zvaný kal. Při jejich míchání škrabky tlačí kal do středu nádrže, odkud je odčerpáván k dalšímu zpracování.
Nyní o něco čistší, ale stále hnědá voda je předávána k tzv. sekundárnímu čištění, při němž se ve velkém měřítku využívá mikrobiologie. Přidávají se do ní určité druhy bakterií, které si pochutnávají na nebezpečných patogenech přítomných v odpadní vodě naplněné výkaly. Protože tyto bakterie jsou závislé na kyslíku, přidává se současně vzduch, který jim umožňuje prospívat a množit se. Jakmile bakterie rozloží všechny patogeny, vykonají svou práci. Voda se přesune do další nádrže, kde se přefiltruje a vydezinfikuje, a pak je připravena k čerpání zpět do našich domovů.
Jakkoli je proces čištění vody působivý, pro mě je mnohem zajímavější kal. Jak jsem již zmínil v předchozím příspěvku, města jako Stockholm jej využívají jako zdroj paliva pro automobily, ale to není jediná možnost. Projděme si, co se děje poté, co kal opustí usazovací nádrže. V tomto okamžiku je kal převážně tekutý – ve skutečnosti mi Aurelien řekl, že obvykle tvoří pevné látky jen asi 3 % objemu. Než tedy dojde k jakémukoli významnějšímu zpracování, musí se směs vysušit. K tomu se používají odstředivky, které se rychle otáčejí a vytlačují pevné látky jedním směrem a kapalinu druhým. Jakmile se objem kapaliny sníží (pevné látky nyní dosahují ~ 16 %), je kal připraven ke vstupu do zařízení na termickou hydrolýzu (THP). (POKRAČUJEME…)
Plains, in Washington DC (Image credit: Wikipedia CC)
THP nejprve vaří kal pod vysokým tlakem a poté jej rychle dekomprimuje. Kombinace těchto dvou kroků kal sterilizuje a také usnadňuje jeho rozklad. Na THP v Crossness je impozantní pohled – několik vysokých ocelových sil, které sálají teplo. „Tradičně se v tomto odvětví jednalo o betonové trubky a obrovské nádrže,“ říká Nick, „my se začínáme mnohem více podobat chemicko-inženýrským procesům.“
Po úpravě THP je kal horký – někde kolem 160 °C – takže předtím, než pokračuje dál, je ochlazen na 40 °C. Pak je připraven na setkání s novou třídou mikrobů – anaerobními bakteriemi – ve fermentoru. Tyto bakterie mohou kal rozkládat a produkovat metan jako vedlejší produkt. Tento plyn je směrován do zařízení na kombinovanou výrobu tepla, elektřiny a chlazení, které se skládá ze tří 2MW motorů. Ta vyrábí elektřinu – dostatečnou pro napájení celého areálu – a teplo, které se používá k výrobě páry potřebné v THP. Ano, zařízení, které čistí odpadní vody, je také poháněno odpadními vodami. Také se výrazně zefektivnila, jak vysvětlil Nick. „Dříve jsme ke zpracování kalů na tomto místě používali 16 vyhnívacích zařízení. Nyní jich díky THP potřebujeme jen šest, abychom zvládli stejný objem.“
Procházeli jsme se po obrovském areálu v chladném, větrném podzimním dni a ve vzduchu byl cítit jen nepatrný náznak odpadních vod. Jakmile jsme však vstoupili do teplých prostor kalové haly, situace se změnila. Smrdělo to tam. Věděl jsem, že se blížíme ke konci procesu čištění, ale než jsme otevřeli dveře stodoly, zamířili jsme nahoru do další obrovské místnosti čistírny – právě sem se posílá na živiny bohatý vyhnilý kal, než je připraven k použití jinde. Místnosti dominovalo několik obrovských strojů, z nichž jeden byl právě v servisu, což mi umožnilo prohlédnout si mechanismus uvnitř. Když jsem se Aurelienovi zmínil, že mi to připadá povědomé, řekl: „Tyhle stroje byly nejprve vyvinuty pro použití v moštárně, aby oddělovaly dužinu od tekutiny.“ Aurelien mi odpověděl: „Tohle jsou stroje, které se používají v moštárně. Tyto odvodňovací stroje mechanicky suší sterilní kal nepřetržitým otáčením a lisováním. Kapalina prochází přes membrány, které ji dále čistí, a pevné látky se shazují do stodoly pod nimi. „Během příštích dvou let, jakmile uvedeme do provozu naše nové zařízení, budeme tímto typem procesu posílat 50 % našich kalů,“ řekl Nick, „to odpovídá odpadu, který vyprodukuje 7,5 milionu lidí.“
(Obrázek: L. Winkless)
Závěrečnou zastávkou mé prohlídky byla samotná stodola. Uvnitř obrovského prostoru vjížděl a vyjížděl bagr z výklenků ve stodole a pokaždé se vracel k čekajícímu nákladnímu autu, aby naložil čistý, suchý kal. Většina z něj putuje na zemědělskou půdu – je to dokonalé hnojivo. Ale hned za stodolou kopali stavební dělníci základy pro další etapu rozvoje společnosti Crossness; zařízení pro pokročilé energetické využití, které část kalů převezme a získá z nich ještě větší hodnotu!“
Namísto toho, aby je Nick a jeho tým všechny spálili ve spalovně, staví zařízení na pyrolýzu. Pyrolýza využívá tepelný rozklad k přeměně části pevného materiálu na plyn; obvykle směs oxidu uhelnatého, metanu a vodíku (v podstatě stejným dílem). Toto palivo by se pak mohlo vrátit do kogenerační elektrárny a vyrábět elektřinu. Tým z Crossness se domnívá, že kombinací THP, udržitelného termického sušení a pyrolýzy by mohl téměř zdvojnásobit míru přeměny odpadních vod na elektřinu, což by mohlo vést k tomu, že se stanou čistými vývozci elektřiny.
Studie podpořená britským ministerstvem energetiky & Climate Change ukázala, že pokud by byl tento kombinovaný přístup nasazen v celé Velké Británii, mohly by kaly z čistíren odpadních vod ročně vyrobit dalších 1 310 GWh elektřiny z obnovitelných zdrojů. Jestli jsem se při návštěvě Crossness něco naučil, pak to, že aby bylo čištění vody a odpadů skutečně odolné vůči budoucnosti, musí být soběstačné – musí se jednat o skutečnou recyklaci energie a materiálů. And it looks like Crossness is well on its way to achieving that.