Základ portfolia technologií firmy BIOTHANE tvoří zejména anaerobní procesy. Jde tedy o vysoko zátěžové anaerobní reaktory pracující s granulovanou biomasou, typu UASB a EGSB. Dále do portfolia patří kontaktní reaktory BIOBULK a reaktor na biologické odsiřování bioplynu BIOPURIC. BIOTHANE je jednou ze společností, která stála u zrodu  této technologie a aktivně se podílela na jejím vývoji. V roce 1973 byl instalován první poloprovozní UASB reaktor na odpadních vodách z cukrovarnického průmyslu, který pak v roce 1976 následovala první instalace UASB reaktoru. Biobed^® EGSB reaktor by vyvinut začátkem devadesátých let, kdy též proběhly první úspěšné instalace. Dnes převládají dodávky Biobed^® EGSB reaktorů. Zajímavým produktem zejména pro menší průmyslové podniky je modulární systém Biobed^® MP, který může tvořit až pět modulů EGSB každý s maximální kapacitou 1t CHSK/den. V současnosti reprezentuje technologie BIOTHANE více než 450 úspěšných instalací po celém světě.

Princip
Jádrem anaerobních procesů je aktivita methanogenních bakterií, které přeměňují organický substrát (nižší mastné kyseliny) na methan. Činností dalších skupin bakterií, které štěpí složitější organické sloučeniny na nižší mastné kyseliny vzniká také oxid uhličitý. Směs methanu (60 - 80%) a oxidu uhličitého tvoří bioplyn, který je energeticky využitelný podobně jako zemní plyn. Celý proces je mezofilní, největší účinnosti tedy dosahuje při teplotě 35°C. Největší výhodou při aplikaci této technologie ve srovnání s klasickým aerobním rozkladem je jednoznačně úspora na provozních nákladech. Na klasické aerobní ČOV probíhá oxidace organických znečišťujících látek pomocí aerobních bakterií, které spotřebovávají vzdušný kyslík. Tato biomasa také poměrně rychle narůstá, což způsobuje relativně vysokou produkci přebytečného kalu (cca 30% rozložené CHSK). Spotřeba elektrické energie na provzdušňování nádrží a finální likvidace přebytečného kalu jsou dvě nejdůležitější položky tvořící provozní náklady ČOV. Anaerobní technologie jsou právě v těchto bodech velmi účinné, jednak proto že proces probíhá bez přítomnosti vzdušného kyslíku a šetří se tím tedy náklady na elektrickou energii, dále produkce kalu je velmi nízká ( cca 1 - 3% rozložené CHSK) a tím je i nízká spotřeba nutrientů, pokud daný typ odpadních vod dávkování nutrientů vyžaduje. Nespornou výhodou je pak produkce bioplynu. Při nižších teplotách čištěné odpadní vody se bioplyn částečně spotřebuje na ohřev odpadní vody na optimální teplotu 35°C. Velká část produkovaného bioplynu je pak využitelná pro výrobu tepla případně "zelené" elektrické energie v kogeneračních jednotkách. Neposlední výhodou je kompaktnost celého systému díky vyššímu aplikovatelnému objemovému zatížení. Obecně reaktory UASB a EGSB jsou cca 10 - 20x objemově méně náročné než systém klasický.

UASB A EGSB reaktory 
UASB reaktor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) je konstrukčně starší typ reaktoru, který funguje na bázi kalového lože granulované biomasy, které je protékané zespoda nahoru. Hlavní část konverze znečištění na methan probíhá právě v tomto loži. Separace biomasy, bioplynu a vody je zajištěna pro tyto účely speciálně zkonstruovaným separátorem umístěným v horní části reaktoru. Reaktory jsou nejčastěji betonové s polypropylenovými vnitřními vestavbami. Uvnitř reaktory se pak nenachází žádná pohyblivá strojní část, což maximálně zjednodušuje jeho údržbu.

Biobed^® EGSB reaktor (Expanded Granular Sludge Bed) je novější typ reaktoru, který pracuje s granulovanou anaerobní biomasou v expandovaném loži. Díky tomu je ve srovnání s UASB reaktorem zajištěno intenzivnější míchání a tak i homogenní distribuce substrátu. Toto uspořádání tedy ve svém důsledku umožňuje aplikovat vyšší objemové zatížení a Biobed^® EGSB reaktor je ve srovnání s UASB ještě kompaktnější. Princip průtoku odpadní vody granulovaným ložem a separace na třífázových separátorech je podobný jako u Biobed^® EGSB reaktoru. Konstantní intenzivní míchání a homogenní nátok, který je esenciální pro stabilní provoz reaktoru je zajištěn externí recirkulací pomocí čerpadel a není závislý na produkci bioplynu. Biobed^® EGSB reaktor je možné dodat jak v provedení nerezovém tak i ocelový s epoxidovým vnitřním nástřikem nebo i v betonovém provedení. 

V současné době je zhruba 80% dodávaných reaktorů typu EGSB, nicméně zejména u některých typů odpadních vod je vhodnější aplikace UASB reaktoru. V UASB reaktoru je díky nižšímu objemovému zatížení obecně delší doba zdržení, což je výhodnější zejména u odpadních vod, které obsahují složitější organické sloučeniny nebo nerozpustné látky organického charakteru.

Modulární systém Biobed^®  MP
Velmi zajímavým produktem aplikovatelným na českém trhu jsou velmi kompaktní Biobed^® EGSB  modulární jednotky. Ve srovnání s jediným reaktorem specifického návrhu nabízí modulární systém mnoho výhod jako je rychlá instalace, snížení projekčních prací apod. Všechny součásti systému jsou smontovány ve výrobním závodě, řádně testovány a podrobí se inspekcím kvality a teprve potom transportovány na místo instalace jako prefabrikované moduly připravené k zapojení do komplexního systému ČOV. Systém modulárních jednotek  je navržen takovým způsobem, aby vyžadoval minimální zásahy obsluhy, takže jeho výkonnost nezávisí tak silně na dovednostech obsluhy. Samozřejmě obsluha je dostatečně proškolena během nabíhání tak aby získala maximální jistotu při provozování systému. Modulární systém Biobed^® EGSB je možné dále jednoduše rozšiřovat a zvyšovat tak celkovou kapacitu. Na jednu základní jednotku CT je možné připojit až 5 modulů EGSB. Může tedy dojít k navýšení až na 250% původního látkového zatížení. Celý systém je navržen s dostatečným počtem připojovacích bodů tak, aby toto rozšíření mohlo kdykoliv hladce proběhnout. Prefabrikovaný charakter systému umožňuje snadnou instalaci během 2 - 3 týdnů. Celková doba dodávky je v každém případě výrazně kratší než u reaktoru přizpůsobeného a navrhovaného pro konkrétní zatížení.

Aplikace 
Obecně je výhodné technologii vysoko zátěžových anaerobních reaktorů aplikovat na teplejší odpadní vody obsahující vyšší koncentrace biologicky snadno rozložitelného CHSK. Za určitých podmínek zejména díky externí recirkulaci je možné tento proces aplikovat i na odpadní vody obsahující vysoké koncentrace organických látek , které jsou při těchto koncentracích toxické vůči organismům. Většina těchto látek jsou pak v nižších koncentracích, které jsou dosažitelné vhodným dimenzováním externí recirkulace naopak vhodným substrátem pro anaerobní bakterie. Stejně tak je možné principielně využít tento proces i pro čištění zředěných nebo chladnějších odpadních vod, v těchto případech je ovšem nutné prověřit návratnost takové investice vzhledem k zvýšeným provozním nákladům a snížené účinnosti.

Perspektivy pro Českou republiku
Jak je patrné z výše uvedených faktů anaerobní technologie mají širokou možnost aplikace i na českém trhu. Perspektivní se jeví zejména aplikace modulárního systému, kde tímto způsobem lze docílit úspory investičních nákladů.

Firma VWS MEMSEP, která reprezentuje technologie společnosti BIOTHANE na českém trhu je pak připravena reagovat na poptávku po těchto procesech.

Ing. Petr Horecký
petr.horecky@veoliawater.com
VWS MEMSEP s.r.o.
U Nikolajky 13,
150 00 Praha 5
www.memsep.cz