Studentská vědecká konference

Nejrozšířenějším procesem pro odstraňování dusičnanů z odpadních vod je heterotrofní denitrifikace, která je účinná pouze při dostatečném množství organického substrátu v odpadní vodě. V případě jeho nedostatečného množství, nedochází ke kompletní denitrifikaci a je nutné zajistit externí zdroj organického uhlíku, což zvyšuje provozní náklady celého procesu. Alternativou je autotrofní denitrifikace, při které jsou na redukci dusičnanů a dusitanů jako donor elektronů využívány redukované sloučeniny síry, sulfidy. Práce zkoumá denitrifikační aktivitu biomasy v neadaptovaném aktivovaném kalu z průmyslové ČOV, která zpracovává odpadní vody z výroby rafinérských, petrochemických a agrochemických produktů. Experimentální práce probíhaly v aparaturách na jednorázové kinetické testy. Byl zjišťován vliv koncentrace dusičnanů na rychlost heterotrofní denitrifikace, vliv přídavku různých dávek sulfidů k určení ideálního poměru S/N, který je klíčovým faktorem pro autotrofní denitrifikaci, a dále byla posuzována jejich inhibiční koncentrace na proces.

Přítomnost sulfanu v bioplynu, vznikajícím anaerobním čištěním odpadních vod bohatých na sírany, může zásadním způsobem negativně ovlivnit kvalitu bioplynu. Sulfan způsobuje korozi betonu a ocelových částí fermentoru a kogenerační jednotky, je zdrojem nepříjemného zápachu a zároveň je toxický pro člověka. K odstraňování sulfanu z bioplynu bylo vyvinuto mnoho technologií, přičemž jako nejméně invazivní a zároveň levná metoda se osvědčila mikroaerace. Dávkováním malého množství kyslíku do reaktoru podporujeme růst sulfidy oxidujících bakterií (SOB), které oxidují sulfan na nezávadnou elementární síru.             Cílem tohoto projektu bylo zapracování a porovnání dvou reaktorů; anaerobního (kontrolního) a mikroaerobního (testovaného) z hlediska účinnosti odstranění sulfanu, kvality bioplynu a kvality odtoku. U mikroaerobního reaktoru se bude hodnotit vliv geometrie systému na rychlost odstranění sulfanu. Získané výsledky budou sloužit pro kalibraci a validaci matematického modelu.  

Mezi nejdůležitější kvalitativní parametry, sledované na odtocích z ČOV, patří zbytkové organické znečištění, a dále tzv. nutrienty, tj. celkový fosfor a celkový dusík. Dostatečná úroveň odstranění obou nutričních prvků je nezbytná pro udržení dobré kvality povrchových vod. Zatímco požadované koncentrace fosforu lze dosáhnout řízeným dávkováním srážecích chemikálií, v případě dusíku je nutno spoléhat čistě na biochemické procesy – nitrifikaci a denitrifikaci. Oba procesy vyžadují specifické a většinou protichůdné technologické podmínky. Optimalizaci těchto procesů je nutné řešit na každé ČOV individuálně. Na sledované ČOV byl řešen problém s nedostatečnou účinností procesu denitrifikace. Pro zjištění příčin a navržení možných řešení je prováděn monitoring technologické linky z hlediska distribuce forem dusíku. Úroveň procesu denitrifikace v závislosti na kvalitě organického substrátu v čištěné OV, technologických a fyzikálně-chemických podmínkách je hodnocena na základě prováděných kinetických testů. V rámci těchto testů je rovněž hodnocena možnost použití dostupných externích substrátů pro podporu procesu denitrifikace.   

Projekt se zabývá možností opakovaného použití tzv. šedých vod (vody z koupelen a praní prádla). Cílem projektu bylo nalezení takové kombinace vhodných technologií čištění, která by dokázala za akceptovatelných nákladů vyčistit tyto vody na kvalitu umožňující jejich další použití, např. na splachování toalet. Jde zejména o snížení obsahu nerozpuštěných látek, snížení hodnoty CHSK a hygienické zabezpečení. Testována byla dvě technologická řešení: 1) koagulace-sedimentace-hygienické zabezpečení oxidem chloričitým, 2) koagulace-membránová filtrace. V rámci koagulačních testů byly provedeny experimenty za použití dvou různých koagulantů, následně i v kombinaci s pomocnými flokulanty. Vyhodnocení testů bylo provedeno na základě srovnání výše uvedených kvalitativních parametrů v surové a upravené vodě. Účinnost hygienického zabezpečení byla vyhodnocena na základě mikrobiologických rozborů dle požadavků vyhlášky č. 252/2004 Sb.

Vyčištěná odpadní voda byla donedávna považována pouze za odpad, který byl bez jakéhokoliv dalšího využití vypouštěn do recipientu. V dnešní době, kdy se stále častěji hovoří o tzv. „vodním stresu“, se na vyčištěnou odpadní vodu začíná pohlížet také jako na možnou surovinu pro další použití. Oblasti využití jsou v zemědělství, pro zalévání městské zeleně a sportovních hřišť, k čištění chodníků a pozemních komunikací atd. Cílem této práce je najít dostatečně účinnou a ekonomicky akceptovatelnou technologii úpravy vyčištěné městské odpadní vody z ÚČOV Praha, aby mohla být dále využívána tam, kde není nezbytně nutné používat kvalitní pitnou vodu. Pro terciární čištění bylo navrženo několik technologických linek, které byly v laboratorním měřítku odzkoušeny na Ústavu technologie vody a prostředí. Testovány byly procesy koagulace, pískové filtrace a membránové filtrace. Jako hygienické zabezpečení byla použita chlorace a UV záření. Na základě stanovení fyzikálně-chemických a mikrobiologických ukazatelů byla hodnocena účinnost jednotlivých procesů a jejich kombinací.    

Při úpravě vody se nejčastěji jako dezinfekční činidlo využívá chlór, chlornan, ozón, peroxid nebo případně jejich kombinace. Tyto látky však mohou představovat určité riziko, protože při jejich používání dochází ke vzniku nebezpečných vedlejších produktů. Feráty jsou silným oxidačním činidlem, při oxidaci se šestimocné železo redukuje na trojmocné za vzniku Fe(OH)₃, což je zároveň silné koagulační činidlo. Vysoká dezinfekční účinnost ferátů byla již prokázána v řadě publikací. Cílem této práce bylo ověřit účinnost férátů na reálných vzorcích kontaminované studniční vody. Testy byly provedeny dle platných legislativních norem. Zároveň byly provedeny testy ekotoxicity, a to se zástupcem zelených řas Desmodesmus supspicatus za účelem ověření ekologicky šetrného preparátu. Součástí práce je také porovnání účinnosti eliminace mikroflóry z vody obsahující fytoplankton s dalšími dezinfekčními činidly.

Antibiotika patří mezi léčiva využívaná při léčbě infekčních onemocnění. Jsou navržena k inhibování růstu bakterií nebo jejich přímému usmrcení. Bohužel jsou některé z těchto látek velmi špatně odbouratelné a znečišťují v nízkých koncentracích životní prostředí. Přítomnost reziduí antibiotik nese riziko rozvoje antibiotické rezistence, která je v dnešní době velkou hrozbou, neboť snižuje účinnost léčby antibiotiky. Cílem experimentální části bylo zhodnotit vliv adaptace aktivovaného kalu na aerobní biologický rozklad tří vybraných antibiotik (penicilin G, chloramfenikol a streptomycin). Inokulum bylo adaptováno v semikontinuálních modelech. Testování aerobní biologické rozložitelnosti probíhalo pomocí stanovení biochemické spotřeby kyslíku v uzavřených lahvičkách – BSK test (ČSN ISO 10707), stanovení anorganického uhlíku v těsně uzavřených lahvičkách – CO₂ headspace test (ČSN ISO 14593) a statické zkoušky – Zahn‑Wellensův test (ČSN EN ISO 9888). Na základě porovnání výsledků zkoušek aerobní biologické rozložitelnosti s adaptovaným a neadaptovaným inokulem byly popsány odlišnosti v průběhu rozkladu testované látky. Během dalších prací budou výsledky doplněny o výsledky testů aerobní biologické rozložitelnosti s aktivovaným kalem adaptovaným na nižší koncentrace testovaných látek.