V rámci projektu budou připraveny různé čistírenské kaly (z různých reálných ČOV), jež budou peletizovány společně s vybranými organickými aditivy za účelem zlepšení vlastností pro materiálovou transformaci odpadů prostřednictvím mikrovlnné torefakce do potřeby výsledných produktů. Současně budou ponechány surové sušené čistírenské kaly pro porovnání výsledků před a po torefakci. Bude navržen a z jednotlivých komponentů vyroben funkční vzorek (Gfunk) mikrovlnné torefakce pracující v podtlaku, který bude provozován v laboratorních podmínkách na AdMaS VUT v Brně. Peletizované čistírenské kaly budou zpracovány Gfunk k výrobě následujících produktů: pevný uhlíkatý zbytek, olej a syngas. V rámci projektu se zaměříme na dva směry: energetické využití (sušený čistírenský kal, pevný uhlíkatý zbytek, olej, syngas) a využití v zemědělství (pevný uhlíkatý zbytek). 1. V rámci energetického využití: sušený čistírenský kal, následně produkty pevný uhlíkatý zbytek, olej a syngas bude podroben zkouškám výhřevnosti za účelem zjištění energetického potenciálu. Kromě energetického porovnání vstupních a výstupních vzorků, budou vybrané pevné vzorky (sušený čistírenský kal a pevný uhlíkatý zbytek) před, po torefakci a po spálení (sušený čistírenský kal a pevný uhlíkatý zbytek) podrobeny rozborům se zaměřením na složení vybraných těžkých kovů a fosforu. 2. V rámci využití v zemědělství: na vstupních sušených čistírenských kalech a na pevném uhlíkatém zbytku budou stanoveny koncentrace vybraných těžkých kovů z pohledu jejich celkového obsahu (kyselinový výluh) a biologicky dostupného obsahu pro rostliny (vodný výluh). Součástí projektu bude testování pevného uhlíkatého zbytku z čistírenských kalů v půdním prostředí pro rostliny v nádobových pokusech na MENDELU. U vybraných vzorků budou sledovány další kvalitativní ukazatele (N, P, K, TOC, povrchová analýza BET, apod.). Výsledky rozborů budou porovnány s mezinárodními předpisy pro certifikaci biochar podle IBI a EBC. Pevný uhlíkatý zbytek bude porovnán z hlediska České legislativy a porovnán s požadavky na certifikaci pomocné půdní látky (PPL). Subdodavatelsky bude pro vybrané vzorky stanovena ekotoxicita v půdním prostředí. Dalším výstupem projektu bude souhrnná výzkumná zpráva (V) z testování mikrovlnné torefakce čistírenských kalů za účelem využití v zemědělství a energetického potenciálu, dále pak ostatní výsledky (O) zahrnující min. 2 studie proveditelnosti pro vybrané ČOV pro řešení kalové koncovky na základě výstupů projektu včetně zpracování ekonomiky návrhu, dále pak společná publikační činnost. Výše uvedené postupy jsou z pohledu zpřísňující se legislativy v ČR, jež odráží legislativu EU založenou na principech oběhového hospodářství (cirkulární ekonomika), vysoce aktuální. Energetický potenciál odpadů a využití pevného uhlíkatého zbytku po torefakci je v poslední době silně diskutované téma, které není po vědecko-výzkumné stránce na úrovni mikrovlnné torefakce čistírenských kalů řešeno (viz zpracovaná příloha žádosti – rešerše a publikační činnost žadatele). Na světovém trhu je několik pyrolýz/torefakcí, které nabízejí „řešení“ zpracování odpadů, nicméně v rámci čistírenských kalů se v zásadě jedná o ještě neprobádané vědecko-výzkumné téma, a to ve světovém měřítku (existuje pouze několik pokusných laboratorních zařízení na pouze gramové množství vstupních vzorků čistírenských kalů). Z výše uvedených důvodů je vědecko-výzkumný projekt aktuální, z hlediska použité technologie inovativní s vysokým předpokládaným budoucím komerčním potenciálem.

Popis anglicky
The aim is to define the potential of the torrefaction for the treatment of sewage sludge (SS) for their further use in two ways: energy and material. The first was is focused on the definition of energy in dried SS, then in the products of the torrefaction, i.e. in the solid carbonaceous residue, in the oil and in the syngas. The second way focuses on the material transformation of waste into a product, a solid carbonaceous residue for agricultural use. A part of the project is the design, production and testing of a functional sample of the microwave torrefaction of the SS, with economic and parameters. The project will determine which way will be acceptable from the point of view of legislation, technical solution and economics. This goal will be achieved at the end of this project.

Klíčová slova
Kalové hospodářství; čistírenský kal; torefakce; pevný uhlíkatý zbytek; olej; syngas; pomocná půdní látka

Klíčová slova anglicky
Sludge management, sewage sludge, torrefaction, solid carbonaceous product, oil, syngas, soil amendment substance