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:	doc. RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřená na hodnocení biodegradabilního porézního materiálu na bázi PU pěn, který bude sloužit jako nosič biomasy v aktivačních čistírnách odpadních vod a povede ke zlepšení účinnosti biologických procesů odstraňování dusíku, zejména nitrifikace v zimních měsících. PU nosiče budou testovány v laboratorních SBR reaktorech, kde budou monitorovány fyzikálně-chemické parametry (pH, rozpuštěný kyslík, CHSK, anorg. formy N, TKN, PO₄^3-, sušina kalu) a biologické parametry (hydrobiologie/mikrobiologie). Diverzita přítomných mikroorganismů na PU nosičích bude hodnocena mikroskopicky (světelná a epifluorescenční mikroskopie) i kultivačně (zastoupení mikrobiální populace a její aktivity, tj. koliformní a termotolerantní koliformní bakterie, klostridia, kultivovatelné mikroorganismy při 22 °C a 36 °C, nitrifikační/denitrifikační bakterie). Na základě výsledků laboratorního testování bude receptura PU nosičů dále optimalizována v poloprovozních a provozních podmínkách reálné aktivační čistírny s volitelnou membránovou vestavbou, na které budou testovány provozní stavy spojené s aplikací PU nosičů.

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

Jednou z perspektivních cest pro rozvoj oboru technologie vody je odhalení a valorizace unikátních a potenciálně vysoce hodnotných komponent mikrobiálních populací zapojených do čištění odpadních vod. Mezi tyto komponenty můžou patřit například enzymy, polymery, či lipidy. Nedávno objevené anammox bakterie například jako jediné v přírodě syntetizují tzv. ladderány, membránové fosfolipidy charakteristické spojenými cyklobutanovými řetězci. Tato práce vyvíjí postupy pro produkci ladderánových lipidů z anammox bakterií, a to i) využitím odpadní anammox biomasy z čistírenských technologií, ii) kultivací vysoce obohacených anammox kultur v laboratorních podmínkách, a iii) objasněním biosyntézy ladderánů a její expresi v rychleji rostoucích mikroorganismech.

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

Evropská komise připravuje od roku 2024 novou směrnic o městských odpadních vodách, která by měla nahradit směrnici č. 91/271/EEC. Podle dosud publikovaných očekávaných změn bude v oblasti odstraňování nutrientů z odpadní vod kladen důraz na i) výrazné zvýšení účinnosti odstraňování celkového fosforu a ii) na efektivní opětovné získávání tohoto nutrientu ve formě využitelné pro hnojení zemědělských plodin. Náplní disertační práce bude proto optimalizovat podmínky pro zvýšené biologické odstraňování fosforu, zejména pak snížení kompetice mezi bakteriemi odstraňování fosforu a dusíku. Požadavky nové směrnice budou u většiny městských ČOV znamenat rovněž doplnění čistírenských technologií o procesy terciárního srážení fosforu. Součástí práce bude proto i optimalizace toho procesu, zejména z hlediska řízení dávky srážedla a separace vznikající sraženiny. V obou případech biologického i chemického odstraňování fosforu budou studovány postupu opětovného získávání fosforu ve formě optimálně využitelné hnojenými rostlinami.

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

V současnosti je velmi aktuální problematika fosforu v odpadních vodách a to jak z pohledu vnosu fosforu do vodárenského povodí (eutrofizace vodárenských nádrží) tak i z pohledu možnosti získávání fosforu jakožto strategické suroviny. Předpokládaný průběh praktické části zahrnuje vývoj a testování zařízení omezující negativní vliv bodových zdrojů znečištění. Cílem je vývoj zařízení – terciálního stupně čištění. Další práce budou mít za cíl získat z odpadních vod fosfor ve formě vhodné k dalšímu použití. Předpokladem je, že práce budou probíhat nejen v laboratoři ale i v poloprovozním měřítku na vybraných ČOV.

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

Stále se zpřísňující požadavky na kvalitu čištění odpadních vod jak pro velké, tak i pro menší a průmyslové ČOV spolu s postupně se zvyšujícím zájmem o recyklaci odpadních vod ve vztahu k ekonomické náročnosti vedou k nutnosti využívání nových komplexních řešení návrhů ČOV. Cílem práce je využití moderních metod pro návrh rekonstrukcí ČOV, včetně instrumentace online měření a využití matematického modelování jak pro návrh samotného základu technologie, tak i řízení ČOV. V rámci modelování budou sledovány vlastnosti aktivovaného kalu ve vztahu k nastavení parametrů matematických modelů. Také budou porovnány možnosti různých modelů a vývoj během posledních desetiletí v této oblasti. Do práce budou vnesen i pohled dlouhodobých zkušeností z reálné praxe.

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

Anotace

Potravinové odpady produkované v městských aglomeracích jsou ideální surovinou pro biotechnologickou výrobu bioplynu a biometanu. Pro minimalizaci transportních nákladů a s tím související minimalizaci uhlíkové stopy by bylo optimální zpracovávat tyto odpady co nejblíže místu jejich vzniku, proto se nabízí zpracovávat je na městských čistírnách odpadních vod, pro které má toto řešení rovněž vysokou přidanou hodnotu, protože umožňuje přiblížit jejich provoz k úplné energetické soběstačnosti. Zpracování potravinových odpadů koferementaci s čistírenskými kaly má však také řadu rizik: omezená kapacita fermentačních nádrží, příliš rychlá acidifikace, inhibice amoniakálním dusíkem apod. Tato rizika se však dají eliminovat nebo omezovat vhodným technologickým uspořádáním fermentace a postupem při dávkování potravinového odpadu. Cílem výzkumu bude najít optimální technologické podmínky z hlediska provozní teploty, z hlediska uspořádání fermentorů, z hlediska látkového zatížení, respektive distribuce látkového zatížení mezi stupně procesu.

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

Situace ve vodních zdrojích v zemích Evropské unie vede ke stále častějším snahám o využití vyčištěných odpadních vod jako alternativního zdroje vody např. pro zavlažování zemědělských plodin nebo městské zeleně. S tímto způsobem využití recyklované vody jsou spojena určitá rizika přenosu zbytkového chemického znečištění z odpadních vod do zavlažované půdy či rostlin. Současně je nutno zajistit vysokou bakteriologickou i virologickou bezpečnost recyklované vody. Míra těchto rizik bude od r. 2023 řízena postupy podle NAŘÍZENÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY (EU) 2020/741 o minimálních požadavcích na opětovné využívání vody. Tato disertační práce se bude zabývat aplikací pokročilých procesu s vysokou účinností odstraňování organických mikropolutatntů a pokročilými procesy hygienického zabezpečení vyčištěných odpadních vod. Při studiu vhodnosti takto upravených vyčištěných odpadních vod bude sledován i dopad těchto zavlažovacích vod na složení zavlažované půdy a její mikrobiální aktivitu.

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

Šíření antibiotické rezistence je jedním z nejpalčivějších světových problémů souvisejících se zdravotní tématikou. Každým rokem roste množství pacientů, kteří nemohou být léčeni běžnou antibiotickou léčbou, protože jsou infikování antibioticky rezistentními kmny bakterií. Odpadní vody a čistírenské kaly jsou jednou z nejdůležitějších cest vnosu antibiotické rezistence (formou rezistentních patogenních bakterií nebo jejich genetickou informací - genů antibiotické rezistence) do životního prostředí. Tato práce se bude zabývat sledování genů antibiotické rezistence v odpadních vodách, jejich odstraněním v čistírnách odpadních vod a jejich osudem po té, co se dostanou do životního prostředí. Hlavními sledovanými prostředími budou sedimenty recipientů odpadních vod a půda zavlažovaná recyklovanou odpadní vodou.

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

V průběhu celosvětové epidemie covid-19 se mnohokrát potvrdilo, že přesný monitoring šíření viru SARS-CoV-2 v populaci je klíčový pro zvládání epidemie ve všech oblastech života společnosti. Měření přítomnosti viru v odpadních vodách může být jedním z účinných nástrojů tohoto monitoringu jak na úrovni velkých skupin obyvatelstva (celých měst nebo jejich částí) tak na úrovni malých cílových skupin (školy, domovy důchodců, studentské koleje). Tento monitoring byl naším týmem prováděn již od léta 2020 a přinesl řadu celospolečensky důležitých informací. Cílem této dizertační práce bude optimalizace postupů pro monitoring virovych epidemii, definice metodiky pro správnou volbu sledovaných lokalit vč. frekvence vzorkování, volba správné metodiky stanovení viru (vč. sledování důležitých variant), analýza naměřených dat a metodika stanovení návazných protiepidemických opatření. Součástí práce bude také analýza dat z již běžících sledování ve školách a domovech důchodců. Ambicí práce je výsledky monitoringu SARS-CoV-2 zobecnit tak, aby mohly být tyto poznatky použity i pro monitoring dalších epidemiologicky významných nemocí.

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

V procesu shromažďování, čištění a vypouštění odpadních vod, stejně jako při jejich recyklaci, vzniká nezanedbatelné množství skleníkových plynů. Jde jednak o přímé emise (např. emise methanu ze stokové sítě, emise oxidu dusného z denitrifikace), jednak o nepřímé emise především dané spotřebou elektrické energie v různých částech procesu. Tato práce má tři hlavní části: (1) teoretické mapování různých zdrojů emisí, (2) experimentální měření emisí z různých procesů v provozním měřítku a (3) vývoj matematického modelu, který dokáže predikovat změny produkce skleníkových plynů při změně čistírenských procesů, při změně technologických postupů a při změně kvality odpadní vody (např. vlivem srážek). Cílem je nabídnout provozovatelům a projektantům softwarový nástroj, který jim pomůže při snižování emisí skleníkových plynů.