Podstatou této technologie je odvádění přebytečného stabilizovaného čistírenského kalu do speciálních mělkých aerovaných nádrží s porostem rákosu, ve kterých dochází k zachycení pevných částic obsažených ve zvodnělém kalu a jejich mineralizaci doprovázené tvorbou humusu. Voda odtékající z nádrží je vyčištěna na úroveň, která umožňuje její přímé vypouštění do vodoteče.

Konstrukce nádrží s porostem rákosu

Nejspodnější štěrková vrstva nádrže obsahuje drenážní systém. Na štěrku je položena geotextilie a na ní vrstva písku. Následuje vrstva písčité půdy, do které je vysazena vhodná rákosovitá kultura, která za dobu 1 roku vytvoří na loži kompaktní hustý pokryv.

Princip činnosti

Reed Bed System je podobně jako kořenové čistírny odpadních vod založen na přirozené schopnosti rákosového porostu transportovat atmosférický kyslík do kořenové oblasti. Kořenové exudáty zároveň podporují dobrou prosperitu potřebného bakteriálního konsorcia a přiváděný kal je biologicky přeměňován vlivem několika současně působících dějů. Ve speciálně konstruovaných mělkých kalových nádržích je kromě aerobní zóny přítomna i anoxická a anaerobní vrstva a díky tomu jsou kalové nádrže osídleny celou škálou mikroorganismů, kooperujících na rozkladném procesu organické hmoty. Dochází tedy k mineralizaci a zároveň je kal odvodňován (drenáží, odparem a evapotranspirací). Konečnými produkty jsou CO2, který je odvětráván, H2O, která je odváděna drenážním systémem a humus, který je po ukončení cyklu vytěžen a jakožto kvalitní zemědělská surovina připraven k aplikaci na půdu.

Systém využívá rostlin rodu Phragmites. Sazenice jsou po osázení plochy nádrže nejprve ponechány 1 rok, aby utvořily kompaktní hustý pokryv, po dvou letech je dosaženo maximální kapacity systému.

V rákosovém loži dochází jednak k odvodňování kalu (drenážním systémem a rostlinnou evapotranspirací), dále k jeho mineralizaci a ke tvorbě humusu a také k likvidaci patogenních mikroorganismů.

Provozování Reed Bed systémů

Kal je dávkován do rákosových nádrží v množství 40 – 60 kg sušiny na 1 m2 plochy nádrže za
rok. Přesné zatížení závisí na tom, zda je zpracováván přebytečný aktivovaný kal či vyhnilý
kal. Provozováno je vždy více nádrží (většinou 8 až 12 o celkové ploše 2 až 6 ha – jejich počet
se odvíjí od velikosti čistírny a charakteru kalu), do kterých je kal dávkován střídavě.
Optimální obsah sušiny v přiváděném kalu je 2 – 6%, vzniklá půda obsahuje 30 – 40 %
sušiny.
Funkčnost systému není omezena ani v zimním období (dlouhodobě je řada aplikací této
technologie úspěšně provozována ve skandinávských zemích). Jednou za rok je potřeba rákos
posekat.
K dávkování kalu do jednotlivých nádrží slouží plně automatizovaný distribučmí systém.

Cyklus plnění nádrže trvá 8 – 10 let. Po uplynutí této doby je vzniklá hmota z nádrže vytěžena – jedná se o kvalitní humusovitou půdu s obsahem sušiny 30 – 40 %. Obsah patogenních mikroorganismů v takto vzniklém materiálu je stejně velký jako v kalu zpracovaném kompostováním. Po dobu odtěžby je nádrž vyřazena z provozu – kal je distribuován do ostatních nádrží. Provoz kalových polí je organozován tak, aby v každém roce byla odtěžena jedna nádrž. Po vyprázdnění nádrže je rákosový porost znovu vysazen a cyklus jejího plnění se opakuje.

Technologické parametry Reed Bed systémů

  • Velikost ČOV, pro které je vhodné aplikovat Reed Bed systémy odvodnění kalů: až 200 tis. EO (ekvivalentní obyvatel).
  • Plocha potřebná pro zbudování nádrží: obvykle 2 – 6 ha.
  • Množství dávkovaného kalu: 40 – 60 kg sušiny na 1 m2 plochy nádrže.
  • Obsah sušiny ve zpracovávaném kalu: 2 – 6 %.
  • Obsah sušiny v produktu: 30 – 40 %.
  • Redukce hmotnosti sušiny kalu: až 95 %.
  • Doba plnění nádrže: 8 – 10 let.
  • Obsah patogenních mikroorganismů v produktu (odpovídá kompostům): Salmonella: <2 (počet/100g), Enterococci: <10 CFU/g, E. Coli: <200 (počet/100g).

Výhody Reed Bed systémů ve srovnání s tradičními postupy

Oproti běžným systémům odvodňování čistírenských kalů (kaloisům, sítopásovým lisům, odstředivkám apod.) jsou Reed Bed systémy výhodnější zejména v následujících ohledech:

  • Nízká energetická náročnost systému (prakticky se jedná pouze o náklady na čerpání zvodnělého kalu rákosových nádrží).
  • Výrazně nižší nároky na obsluhu a provoz (systém je plně automatizován).
  • Produkt ze zpracování kalu má charakter kompostu – nevznikají problémy s jeho dalším využitím.
  • Provozem systému nedochází k produkci ani zápachu.
  • Zelené plochy zarostlých kalových nádrží působí jako krajinotvorný prvek.

Příklady aplikací Reed Bed systémů:

Lokalita Helsinge / Dánsko:

  • Počet EO: 42 000.
  • Charakter zpracovávaného kalu: aktivovaný kal.
  • Množství zpracovávaného kalu: 620 t suš./rok.
  • Počet – celková plocha nádrží: 10 ks – 2,2 ha.
  • Doba provozu: od r. 1996.

Lokalita Kulding / Dánsko:

  • Počet EO: 125 000.
  • Charakter zpracovávaného kalu: aktivovaný kal (2/3 objemu), vyhnilý kal (1/3 objemu).
  • Množství zpracoávaného kalu: 2 200 t suš./rok.
  • Počet – celková plocha nádrží: 13 ks – 602 ha.
  • Doba provozu: od r. 1998.

Lokalita Greve / Dánsko:

  • Počet EO: 60 000.
  • Charakter zpracovávaného kalu: aktivovaný kal.
  • Množství zpracovávaného kalu: 1 000 t suš./rok.
  • Počet – celková plocha nádrží: 10 ks – 3,3 ha.
  • Doba provozu: od r. 1999.

Lokalita Skvörde / Švédsko:

  • Počet EO: 60 000.
  • Charakter zpracovávaného kalu: aktivovaný kal.
  • Množství zpracovávaného kalu: 1 200 t suš./rok.
  • Počet – celková plocha nádrží: 10 ks – 3,3 ha.
  • Doba provozu: od r. 2003.

.