Ústav energetiky

Garantující pracoviště:	Ústav energetiky
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D.

Anotace

Ačkoli jsou iontově výměnné membrány komerčně dostupné, jedná se většinou o heterogenní membrány na bázi běžných měničů iontů používaných v průmyslu a nebo homogenní membrány na bázi fluoropolymerů. Cílem práce je příprava homogenních iontově výměnných membrán pro elektrodialýzu a elektro deionizaci. U membrán na bázi poly(styrenu-co-divinylbenzenu), případně dalších polymerů, bude možné sledovat vliv stupně zesítění a funkčních skupin.

Garantující pracoviště:	Ústav energetiky
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Michael Pohořelý, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na problematiku chování organických polutantů v popelovinách při mono-spalování čistírenských kalů. Mono-spalovny čistírenských kalů jsou běžnou součástí managementu zpracování kalu v západní Evropě a Polsku a do budoucna lze předpokládat podobný rozvoj i ve zbytku východoevropské části. Spalování probíhá primárně ve fluidních kotlích, na které jsou kladeny stejné nároky na čištění spalin jako na spalovny odpadu. Spolu s organickou hmotou by měly být rozkládány i přítomné organické mikro-polutanty jako jsou PCB, PAH, zpomalovače hoření, mikroplasty nebo PFAS a jejich indikátory – organický fluor (PFAS a vybraná léčiva a agrochemikálie) a organický bróm (brómované zpomalovače hoření). Cílem disertační práce je zaměření se na výše zmíněné organické mikro-polutanty a jejich indikátory a určit, zda se opravdu odstraňují nebo jejich část přechází do některého z produktů mono-spalování čistírenských kalů: lóžový popel, popel z primárního cyklonu, popílek, případě spaliny. Pokud nedochází k rozkladu při podmínkách průmyslového zpracování kalu, je nutné určit změnu nastavení provozních parametrů tak, aby k rozkladu bezpečně došlo. Metodologie disertační práce bude spočívat v kombinaci literární rešerše, analýzy dostupných dat a experimentální práce na laboratorních a poloprovozních fluidních kotlích. Očekávanými výstupy bude výzkum chování vybraných organických mikro-polutantů a jejich indikátorů při mono-spalování čistírenských kalů a případná úprava samotného spalovacího procesu (teplota, doba zdržení, cirkulace apod.). Výsledky disertační práce budou mít praktické využití, a to pro průmyslové partnery, kteří jsou aktivní v oblasti vývoje fluidních kotlů umožňující spalování čistírenských kalů v České republice. Cílem je poskytnout konkrétní podněty, které budou sloužit k optimalizaci a transformaci fluidních koltů vhodných pro spalování čistírenských kalů, a tím přispět k řešení aktuální energetické krize a potřebě produkce čistých popelovin vhodných pro chemickou regeneraci obsaženého fosforu.

Garantující pracoviště:	Ústav energetiky
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Luděk Jelínek, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je studium a optimalizace separace iontů strategicky významných kovů (např. lithia) pomocí preparativní iontové chromatografie se simulovaným pohyblivým ložem. Důležitou součástí práce bude sestavení chromatografu sestávajícího z 8-12 kolon a řešení řízení procesu. V další fázi pak optimalizace podmínek separace iontů kovů z hlediska složení stacionární i mobilní fáze a dalších parametrů procesu. Potenciálním směrem výzkumu je také izotopové obohacování lithia kontinuální iontovou chromatografií.

Ústav chemie ochrany prostředí

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Dizertační práce bude zaměřena na problematiku monitoringu kontaminace povrchových vod pomocí bentických organismů. Součástí bude hodnocení vlivu sezonních změn a druhové specifity na kvalitu dat. Laboratorní práce budou zahrnovat ekotoxikologické testy a určení bioakumulačního potenciálu vybraných polutantů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na problematiku pokročilých oxidačních a redukčních procesů využitelných pro regeneraci adsorpčních materiálů nasycených PFAS a degradaci desorbovaných PFAS ve vodném prostředí. Výzkum bude konkrétně zaměřen na možnosti použití rozličných metod v rámci pokročilých oxidačních a redukčních procesech. Jednotlivé metody budou posuzovány s ohledem na faktory, jako je účinnost regenerace adsorbentů a degradace PFAS, kinetika procesů, spotřeba činidel/energie či tvorba vedlejších transformačních produktů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Kontaminace oděvů a veškerého vybavení hasičů zasahujících u požárů může mít potenciálně negativní vliv na zdraví hasičů, kteří tyto oděvy a vybavení používají. Tato práce se tak bude zabývat možnostmi analýzy kontaminace jednotlivých složek oděvů a dalšího vybavení použitého při hasebním zásahu, účinnostmi dekontaminace tohoto vybavení a zhodnocením případných vlivů na zdraví zasahujících hasičů.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie ochrany prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Lenka McGachy, Ph.D.

Anotace

Disertační práce se zaměřuje na využití výstupních proudů ze zemědělských bioplynových stanic pro autotrofní kultivaci vybraných druhů mikrořas. Digesční zbytky a spalinový spalinový oxid uhličitý budou zužitkovány pomocí mikrořas v nízkonákladových průtočných fotobioreaktorech a následně bude ověřena možnost produkce bioplynu ze získané biomasy.

Ústav technologie vody a prostředí

Garantující pracoviště:	Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jan Bartáček, Ph.D.

Anotace

Odlehčované odpadní vody (OOV) způsobují epizodické přísuny širokého spektra znečišťujících látek do povrchových vod, často v obrovském množství a s vysokou četností. Toto znečištění může způsobit neúnosné hydraulické zatížení vodních toků, snížení kvality vody i říčního sedimentu a narušení ekologického stavu toku. Dopady na kvalitu vody jsou zvlášť závažné v případě recipientů využívaných pro vodárenské účely či k rekreaci. Odlehčením jsou nejvíce ovlivněny toky s relativně malým průtokem, jelikož je pak průtok zaústěných OOV i násobně větší. Pro přepady z odlehčovacích komor je typický vysoký obsah snadno rozložitelných organických látek, které způsobují deficit rozpuštěného kyslíku, vysoké zatížení CHSK i BSK, snížení průhlednosti vody, adsorpci těžkých kovů či mikropolutantů a velké množství dusíku a fosforu, které způsobují eutrofizaci povrchových vod či toxicitu NH3 pro ryby. Z hygienického hlediska je velmi závažná mikrobiální kontaminace, včetně rizika šíření genů antibiotické rezistence. Odlehčovací komory jsou také zdrojem až 90 % ročního zatížení recipientů mikropolutanty, které se na ČOV účinně odstraňují. Úkolem doktoranda bude systematicky analyzovat znečištění vodních útvarů způsobené odlehčovanými odpadními vodami. Bude provedeno důkladné monitorování a analýza odlehčovaných odpadních vod v různých lokalitách. Vzorky budou odebírány při a po větších srážkových událostech a analyzovány na chemické a biologické ukazatele, včetně organického uhlíku, ropných látek, nutrientů, mikropolutantů, antibioticky rezistentních bakterií (ARB) a genů antibiotické rezistence (ARG). Bude také sledován průtok odlehčovaných vod a vody ve sledovaných profilech recipientů. Dále budou navrženy různé extenzivní technologie čištění odlehčovaných odpadních vod, jako jsou umělé mokřady a zemní filtry. Tato dizertační práce bude financována v rámci projektu TA ČR Prostředí pro život 2 (SQ01010193): "Udržitelné nástroje pro zhodnocení a omezení vlivu odlehčovaných odpadních vod na recipienty"

Garantující pracoviště:	Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc.

Anotace

Jednotka parciální oxidace ropných zbytků (POX) patří k důležitým výrobním zařízením litvínovského závodu společnosti ORLEN Unipetrol RPA s.r.o. Jedním z jejích výstupů jsou odpadní vody obsahující vysoké koncentrace amoniakálního dusíku, sulfidů, kyanidů a dalších významných polutantů. Cílem práce bude komplexní řešení problematiky čištění těchto odpadních vod s důrazem na možnost využití kapacity stávající biologické čistírny odpadních vod, s případným fyzikálně chemickým předčištěním. V rámci práce budou také zkoumány dopady zpracování ropných směsí ve výrobním závodu v Litvínově vyvolaného válečným konfliktem na Ukrajině a rovně různé režimy provozu jednotky POX na jakost odpadních vod a následné procesy čištění.

Garantující pracoviště:	Ústav technologie vody a prostředí
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D.

Anotace

V technologii vody se při rutinním biologickém hodnocení environmentálních vzorků (tj. vod, sedimentů, kalů, nárostů, biofilmů atp.) používají na různé úrovni a stupni složitosti mikroskopické metody a metody molekulární biologie. Na některé typy environmentálních vzorků se používají buď nesystematicky anebo mají svá omezení, což rozhodně nabízí prostor pro vědecko-výzkumnou a případně vývojovou činnost. Prvním cílem práce bude sumarizace kvalitativních, semikvantitativních a kvantitativních postupů a metod určených pro detekci cílových mikroorganismů různých trofických úrovní zastoupených v hodnocených environmentálních vzorcích; a následně pak zjištění kritických a problematických míst zhoršujících reprodukovatelnost a opakovatelnost použitých metod. K tomuto budou použity různé typy mikroskopie – světelná, fluorescenční (barvicí techniky, FISH, Live/Dead, vlastní pigmenty mikroorganismů), invertovaná, konfokální atp. Doplněním metod a přístrojové techniky bude průtoková cytometrie a její využití jako případného nástroje signalizace počtu a velikosti buněk ve vodných vzorcich, jinak běžně hodnocených mikroskopicky. Analýza dat přispěje k vytvoření určité metodologie vhodnosti/nevhodnosti daného postupu při jeho rutinním použití ve vědecko-výzkumných a běžných provozních laboratořích ČR. Jedním z cílů práce bude vytvoření databáze snímků a prostřednictvím vhodných nástrojů digitalizace příprava podkladů pro sestavení softwaru rozpoznávajícího objekty, struktury a se schopností kvantitativního vyhodnocení obrazu.

Ústav udržitelnosti a produktové ekologie

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelnosti a produktové ekologie
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D., MBA

Anotace

Práce bude zaměřena na tvorbu charakterizačního modelu vyčíslování environmentální indikace přítomnosti mikroplastů a nanoplastů v jednotlivých složkách prostředí. Současné metody hodnocení dopadů životního cyklu nemají k dispozici propracovaný postup charakterizace plastových mikro- a nanočástic. Práce navrhne postup určení indikátoru nové kategorie dopadu či postup charakterizace elementárních toků nano- a mikročástic ve vhodném existujících charakterizačním modelu.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelnosti a produktové ekologie
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie ochrany životního prostředí ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Michal Šyc, Ph.D.

Anotace

Odpadní a technologické vody jsou generovány v široké škále průmyslových činností, což také vede k výskytu různorodých polutantů. Účinné čištění a bezpečné vypouštění těchto vod do povrchových vod a kanalizací představuje výzvu. Přísné dodržování limitů je nejen žádoucí ale i klíčové pro ochranu ekosystémů a veřejného zdraví. Čištění vod od přítomných kovů může být spojené i s jejich získáváním. Následnému využití musí ale odpovídat čistota a forma získávaných kovů. Projekt navrhuje využití membránové elektrolýzy tak, aby docházelo k selektivnímu získávání kovů bez spotřeby chemikálií. Cílem práce by měla být optimalizace, nastavení a nalezení limitů procesu z pohledu variability složení vstupní suroviny a žádaných vlastností výstupních proudů a vhodný výběr předúpravy vody či následné úpravy produktu. Kromě podpory surovinové bezpečnosti a oběhového hospodářství může vést využití membránové elektrolýzy i k úsporám právě díky možnosti zpeněžení produktů, snížení nákladů na skládkování, či eliminaci nebo omezení spotřeby chemikálií.

Ústav udržitelných paliv a zelené chemie

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.

Anotace

Cílem práce je získání souboru informací a podkladů pro hodnocení technických a bezpečnostních rizik v dopravě a využití směsí zemního plynu s přídavkem vodíku o různých koncentracích. Součástí práce je rovněž vyhodnocení výsledků získaných při realizaci pilotního projektu zaměřeného na využití zeleného vodíku v distribuční síti zemního plynu.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

Anotace

Práce je věnována heterogennímu charakteru rop a jejich směsí, který může být zdrojem technologických problémů v procesu potrubní přepravy, dlouhodobého uskladnění a primárního rafinérského zpracování. Předmětem studia jsou především dvě skupiny látek: asfalteny a jejich koloidní stabilita, a parafinické látky ovlivňující nízkoteplotní a reologické vlastnosti. Cílem práce je optimalizace tvorby směsí a technologických podmínek tak, aby byly minimalizovány negativní důsledky chování těchto směsí.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na výzkum a vývoj spojení keramických a kovových materiálů tak, aby byl spoj dostatečně odolný v prostředí vysokoteplotních plynů (typicky He s minoritním obsahem příměsí do teploty 900 °C) a tavenin kovů Pb, Pb-Li (typicky do teploty cca 600 °C). Případně alespoň v jednom z uvedených prostředích, ideálně i v případě „přiměřených“ teplotních skoků (cyklování). Uvažuje se o použití austenitických a feritickomartenzitických ocelí v kombinaci s oxidovou keramikou na bázi Al2O3 a SiO2. Budou zkoušeny a modifikovány různé metody spojení a nebo kombinace těchto metod. Vzorky spojů pak budou testovány v prostředí tavenin kovů Pb, Pb-Li a vysokoteplotních plynů – helia s různým zastoupením příměsí, především vlhkosti, popř. vzduchu nebo simulovaných spalin. Počítá se s dlouhodobými expozicemi s trváním v řádu stovek hodin s případným teplotním cyklováním. Po expozicích bude vyhodnocena odolnost spoje, případně navrženy úpravy technologie spojení.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

Anotace

Významný podíl produkce povrchově aktivních látek používaných pro výrobu detergentů je v současnosti stále závislý na fosilních surovinách, primárně ropě. Náplní disertační práce bude studium možností výroby povrchově aktivních látek z odpadních surovin, primárně z produktů termického rozkladu plastového odpadu. Vedle snížení uhlíkové stopy detergentů je cílem přispět ke zvýšení míry upcyklace obtížně recyklovatelných odpadních materiálů.

Garantující pracoviště:	Ústav udržitelných paliv a zelené chemie
Studijní program/specializace:	Energie a paliva ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D.

Anotace

V posledních letech je stále aktuální téma využití oxidu uhličitého v technologiích označovaných jako CCU (Carbon Capture and Utilization). Jednou z těchto technologií je využití oxidu uhličitého při výrobě alkoholů. Cílem práce bude využití oxidu uhličitého, který odpadá při fermentační výrobě bioethanolu, na alkoholy se zápornými emisemi. Práce se bude zaměřovat na studium a vývoj vhodných heterogenních katalyzátorů a stanovení jejich aktivity a stability. Dále návrhem a experimentálním ověření způsobu dočištění oxidu uhličitého.