Vědecký tým z Agronomické fakulty testuje využití kávové sedliny při čištění odpadní vody

Čištění odpadní vody je biologický proces. Vedle činnosti mikroorganismů se při něm v současnosti ale využívá také řada chemických látek. Podle vědců z Mendelovy univerzity v Brně by se některé z nich daly nahradit látkami přírodního původu.

TEXT: Ivana Chatrná

FOTO: AVC MENDELU

Využitím kávové sedliny při čištění odpadních vod se zabývá také doktorand Pavel Suchý.

Odborníci se zaměřili na přísady, které se v čistírnách odpadních vod používají k separaci kalů. Takzvané okulanty zkouší nahradit sloučeninami obsaženými v kávové sedlině nebo odpadu z produkce vína. Chemikálie se vědci snaží eliminovat mimo jiné proto, že se kaly běžně aplikují na zemědělskou půdu.

Ročně v Česku vznikne asi 800 tisíc tun neodvodněných čistírenských kalů. Obsahují spektrum anorganických i organických látek, jsou zdrojem základních živin a stopových prvků. V praxi se proto využívají jako hnojivo pro zemědělskou půdu, při rekultivaci skládek nebo bývají kompostovány. Od odpadní vody se kaly v čistírnách nejčastěji oddělují pomocí dávkování chemikálií na bázi polyakrylamidů, což jsou látky používané také v potravinářství nebo stavebnictví, kde slouží například k úpravě vlastností betonu.

Nahradit tyto polymery látkami na přírodní bázi aktuálně zkouší vědci z Agronomické fakulty. „Důvodem, proč cílíme na změnu okulantů, je mimo jiné to, že polyakrylamidy tvoří velké shluky, které při aplikaci kalu na půdu brání tomu, aby se do země uvolňovaly živiny. Shluky přitom dokážou v kalu vydržet třeba i půl roku bez jakéhokoli rozkladu,“ upozorňuje Pavel Suchý, který působí na Ústavu zemědělské, potravinářské a environmentální techniky.

Podle vedoucího projektu Tomáše

Vítěze navíc doposud neexistuje mnoho výzkumů, které by se zabývaly tím, jak konkrétně polyakrylamidy půdu ovlivňují. „Našli jsme několik publikací ze Španělska a výsledky nebyly úplně uspokojivé. Do přírody se prostřednictvím okulantů dostává obrovské množství syntetických látek, což může představovat riziko,“ říká.

Na základě předchozích výzkumů vědci jako nadějnou alternativu vytipovali tanin: látku, která je obsažená v kávové sedlině nebo třeba odpadu ze zpracování vína. „Tanin je pro nás zajímavý nejen proto, že na jižní Moravě máme spoustu kaváren a aktivní vinařský průmysl, a tudíž můžeme efektivně využívat odpad, který se u nás produkuje, ale ceníme si jej i pro jeho vlastnosti. Například to, že dokáže narušit buňku a přispívá tak k efektivnějšímu odvodnění kalu,“ vysvětluje Suchý a zároveň dodává, že v týmu plánují vyzkoušet i další varianty, například látky, které se dají získat v potravinářství při zpracování mořských korýšů, nebo obyčejný škrob.

Všechny varianty pak odborníci letos otestují v rámci laboratorních experimentů. „Aktuálně se zaměřujeme na anaerobní čištění. Využijeme běžně používané okulanty i námi vytipované přírodní varianty. Sledovat budeme, jak různě nastavené podmínky ovlivní odvodnitelnost kalu,“ přibližuje Vítěz. Platí přitom, že čím více odvodněný kal, tím lépe. A to především kvůli snazší manipulaci, a tedy nižším nákladům na dopravu pro čistírny.

Poznatky z laboratoře by vědci následně rádi přenesli přímo do provozu. V rámci projektu TAČR chystají spolupráci s českým výrobcem čistíren odpadních vod pro města i obce. „Právě proto už nyní chceme mít nějaké předběžné výsledky, abychom mohli ze všech látek vytipovat tu nejperspektivnější variantu,“ říká Vítěz. Zásadní podle něj je, aby zvolený okulant nebyl drahý a byl ho na trhu dostatek. „Musíme nabídnout řešení, které je cenově konkurenceschopné řešením současným. Protože jinak o to praxe nebude mít zájem,“ dodává.

Snahu oborníků najít to nejlepší řešení pro praxi ilustruje také to, že ve spolupráci s Ústavem agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin AF MENDELU budou testovat, jak vyprodukovaný kal působí na půdu a pěstované rostliny. „Je nutné to ověřit vzhledem k tomu, že kaly bývají běžně aplikovány na zemědělské pozemky,“ říká Vítěz. „Spousta látek má například poměrně nižší pH, takže je potřeba vyzkoušet, jestli aplikací nebudeme půdu okyselovat. Jedna věc je najít variantu, která nám bude dobře shlukovat částice, ale musí také dobře fungovat na poli,“ zamýšlí se Suchý. Právě kávová sedlina je ale na druhou stranu schopná vyvazovat těžké kovy a přídavek taninu zase pozitivně ovlivňuje emise skleníkových plynů při skladování takzvaných fermentačních zbytků.

Znovuvyužitelnost surovin se tak prolíná celým procesem. Do čištění odpadní vody vědci zapojují odpadní produkty z potravinářského průmyslu, aby se výsledný kal dal znovu využít například jako hnojivo na polích a cenné živiny se tak navrátily zpátky do půdy.

Do budoucna odborníci plánují výzkum rozšířit o úpravu pitné vody. I v tomto případě by svou roli mohla sehrát káva. „Z pitné vody se většinou kvůli chuti odstraňuje železo nebo mangan. A tím, že taniny vyvazují kovy, dala by se ekonomicky snížit náročnost úpravy takové vody,“ dodává Vítěz. Jestli se předpoklady z laboratoře projeví i v praxi, ukáže přesun technologie směrem do provozů.