V oblasti čištění odpadních vod ve velkých městech i v malých obcích došlo v posledních letech k intenzívnímu vývoji. Na druhou stranu ani nejmodernější technologie zpravidla nejsou koncipovány tak, aby byly schopny z odpadních vod odstranit látky typu endokrinních disruptorů (ED), reziduí léčiv, PCB, PAU či těžkých kovů. Přesto je koncentrace celé řady těchto látek ve vyčištěné vodě radikálně snížena díky jejich sorpci na pevné částice primárního či sekundárního kalu. Z pohledu procesu čištění odpadních vod je tato v podstatě „náhodná“ inkorporace mikropolutantů do kalu pozitivní. Nicméně, problém nastává v případě záměru aplikovat čistírenský kal na zemědělskou půdu jakožto zdroj živin pro rostlinnou výrobu. V současné době dochází k významnému zpřísnění podmínek aplikace čistírenského kalu na zemědělskou půdu (vyhláška č. 437/2016 Sb.). Existuje tedy reálné riziko, že nebude možno využít potenciál vysokého obsahu hlavních živin v kalu. Přitom například obsah sloučenin dusíku a fosforu je velice vysoký a rychle se snižující zásoby přírodních zdrojů pro výrobu zejména fosforečných hnojiv jsou stále častěji diskutovaným tématem. Dalším palčivým problémem, který je možno (alespoň částečně) řešit využíváním čistírenského kalu v zemědělství, je nedostatek organické hmoty v zemědělské půdě. Je tedy zřejmé, že je potřeba velice intenzivně hledat cesty, které umožní i nadále využívat hnojivý potenciál čistírenského kalu.
Je známo, že některé druhy žížal jsou schopny degradovat či akumulovat zmíněné mikropolutanty. Nabízí se proto možnost využití metabolické aktivity žížal za účelem odstranění zmíněných mikropolutantů z kalu před jeho aplikací na půdu. Řešení výše nastíněných problémů spočívající v biotechnologii založené na aktivitě žížal v sobě nese potenciál zkombinovat vysokou účinnost dekontaminace s ekonomickou nenáročností postupu a zároveň podpoří možnosti recyklace živin v rámci aktivit lidské společnosti. S problémem zvýšeného výskytu ED, reziduí léčiv a jiných mikropolutantů se potýkají také provozovatelé ČOV zpracovávajících specifické odpadní vody vznikající v různých odvětvích průmyslu (zejména farmaceutický průmysl). Současné technologie umožňující odstranění těchto látek jsou velice nákladné. Přitom je možno předpokládat, že vysokou kapacitu systému pro zpracování kalu založeného na využití aktivity žížal k eliminaci mikropolutantů bude možno při velice příznivé ekonomické bilanci procesu využít i k eliminaci uvedených látek z těchto vod.
Výstupy plynoucí z řešení projektu mohou být uplatněny pro zpracování kalu vznikajícího při provozu většiny malých obecních čistíren odpadních vod. Využity však mohou být i pro zpracování kalů z velkých městských čistíren odpadních vod či čistíren zpracovávajících určité typy průmyslových odpadních vod. V určitých modifikacích je u technologie vyvinuté pro vermikompostování kalu možno uvažovat i o využití systému pro biologické zpracování dalších biologicky rozložitelných odpadů (biologicky rozložitelný komunální odpad, rostlinné zbytky z vegetace využívané v rámci kořenových čistíren odpadních vod atd.) buď samostatně, nebo ve směsi s čistírenským kalem.
Postup navrhovaný v projektu by měl přispět k odstranění nebo snížení obsahu mikropolutantů v čistírenských kalech. Zároveň se pomocí žížal vyprodukuje hnojivo, které je mnohem kvalitnější než samotný kal nebo klasický kompost.
Princip navrhovaného řešení:
Vermikompostování bude použito k testování eliminace mikropolutantů na základě nových slibných zkušeností z vědecké literatury. Bude sledován vliv změn faktorů prostředí (zejména teplota, vlhkost, intenzita provzdušňování, hodnota pH, případné směsy s dalšími bioodpady, hustota žížal) v těchto systémech na obsah a transformaci mikropolutantů. Cílem bude nalézt rozmezí faktorů pro co největší eliminaci daného mikropolutantu.
Řešit se bude také odstraňování mikropolutantů ze specifických odpadních vod (zejména z farmaceutického průmyslu), které vznikají zpravidla nárazově a v ne příliš velkých objemech a připadá tedy v úvahu je využít pro zkrápění (zmlžování) systému pro vermikompostování čistírenského kalu za účelem dosažení optimální vlhkosti. Funkce zařízení bude monitorována z hlediska kapacity, schopnosti odstranění polutantů (zejména farmak), žížalí biomasy, optimální vlhkosti a dalších chemických a biologických parametrů. Po průchodu vody systémem dojde k odstranění mikropolutantů, což umožní zpracování získaného výluhu ve standardní lince ČOV. Současně bude zkoumána a porovnávána schopnost samotného vermikompostu jako filtračního media, neboť ten má v důsledku předcházející činnosti žížal a mikroorganismů vysokou hodnotu enzymatické aktivity. Je zde tedy také předpoklad k eliminaci mikropolutantů.