Students will be able to:

apply basic microbniological and biochemical principles together with the knowledge of reactor engineering to the description of biological wastewater treatment and reactors used for the treatment;

put together flow scheme of wastewater treatment plant;

uderstand basic arrangements of activated sludge processs for organic pollution removal, nitrification and denitrification and phosphorus removal, both biological and chemical;

define and calculate basic technological parameters of activated sludge process for its control and design;

find proper control measures for activated sludge separation problems and aply this knowledge also for construction and design of secondary clarifiers.

Studenti budou umět:

aplikovat základní biochemické a mikrobiologické principy spolu se znalostmi z reaktorového inženýrství na popis biologické čištění odpadních vod a uspořádání příslušných reaktorů;

sestavit technologickou linku biologické čistírny odpadních vod;

základní technologická uspořádání aktivačního procesu pro odstraňování organického znečištění, nitrifikaci a denitrifikaci a biologické odstraňování fosforu doplněné o chemické srážení;

definovat a spočítat základní technologické parametry aktivačního procesu pro účely dimenzování;

najít řešení separačních problémů a aplikovat tyto znalosti i na konstrukci a navrhování dosazovacích nádrží.

R:Chudoba J., Dohányos M., Wanner J.: Biologické cištení odpadních vod. SNTK, Praha 1991

R:Henze M. Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3. IWA PUblishing, London 2000

A:Editor(s): V Tandoi, D Jenkins, J Wanner: Activated Sludge Separation Problems: Theory, Control Measures, Practical Experiences; IWA Publishing, 2006

A:Editor(s): M. Henze, M. C. M. van Loosdrecht, G.A. Ekama and D. Brdjanovic: Biological Wastewater Treatment: Principles, Modelling and Design; IWA Publishing, 2008

A:Editor(s): Robert Seviour & Per H Nielsen: Microbial Ecology of Activated Sludge; IWA Publishing, 2010

Z:Chudoba J., Dohányos M., Wanner J.: Biologické cištení odpadních vod. SNTK, Praha 1991

Z:Henze M. Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3. IWA PUblishing, London 2000

D:Editor(s): V Tandoi, D Jenkins, J Wanner: Activated Sludge Separation Problems: Theory, Control Measures, Practical Experiences; IWA Publishing, 2006

D:Editor(s): M. Henze, M. C. M. van Loosdrecht, G.A. Ekama and D. Brdjanovic: Biological Wastewater Treatment: Principles, Modelling and Design; IWA Publishing, 2008

D:Editor(s): Robert Seviour & Per H Nielsen: Microbial Ecology of Activated Sludge; IWA Publishing, 2010

http://web.vscht.cz/pecenkam/

http://web.vscht.cz/pecenkam/

1) Composition of sewage and municipal wastewater; legislation of the Czech Republic dealing with direct and indirect discharge of wastewater; EU directives concerning municipal wastewater treatment and discharge.

2) Flow-schemes of municipal wastewater treatment plants according to the capacity in population equivalents PE (from "small" to "large" plants).

3) Raw wastewater treatment (protecting part of the plant); types and construction of primary settling tanks, basic types of screens and sieves, disintegration pumps, function principles and construction of grit chambers; specific production and processing of screenings and sand

4) Gravitation sedimentation; types and construction of primary settling tanks; effect of primary sedimentation on biological part of wastewater treatment plant; combination of mechanical sedimentation with chemical precipitation and coagulation; processing of primary sludge

5) Biochemical principles of removal of basic pollution forms - organic pollution, nitrogenous and phosphorus compounds; microbial composition of biocenoses used by biological wastewater treatment

6) Kinetics of bacterial growth; Kinetics of substrate removal; growth strategies based on Monod saturation kinetics; selection based on balanced and unbalanced growth; metabolic selection in systems with alternating electron acceptors; population dynamics

7) Activated sludge process; activated sludge composition; formation of activated sludge flocs; reactors used for activated sludge process; hydraulic regime; operation and construction materials

8) Activated sludge aeration; oxygen transfer from air to water; volumetric coefficient of oxygen transfer; effect of wastewater composition on oxygen transfer; oxygenation capacity OC; factors affecting OC; percentage of oxygen dissolved from air and its measurement; energetic efficiency of oxygen transfer

9) Diffused air aeration systems; sources and distribution of pressurized air; aeration elements according the size of generated bubbles - construction, materials, maintenance; mechanical aeration - construction of aeration brushes, mammoth rotors, aeration turbines; combined aeration systems

10) Separation problems of activated sludge and solutions; separation of activated sludge in secondary clarifiers; construction and operation of modern secondary clarifiers; membrane separation

11) Biological nutrient removal activated sludge process; technological modifications; principles of design and dimensioning of reactors for nitrification; denitrification and biological phosphorus removal; chemical phosphorus precipitation

12) Biofilm processes; formation and properties of biofilms; function and construction of trickling biofilters; types and materials of biomass carriers in biofilters

13) Design of trickling biofilters; rotating biofilm reactors; principal construction types and dimensioning procedures; treatment system combining activated sludge process with biofilm processes

14) Operations, processes and facilities for tertiary treatment (e.g., filtration, sorption, disinfection); conditions and areas for wastewater reuse.

1. Složení splašků a městských odpadních vod; legislativa ČR upravující přímé i nepřímé vypouštění odpadních vod; směrnice EU upravující vypouštění městských odpadních vod.

2. Uspořádání technologické linky čistírny městských odpadních vod podle kapacity v ekvivalentních obyvatelích od kategorie "malé" až po "velké" čistírny odpadních vod.

3. Hrubé předčištění odpadních vod (ochranná část čistírny); mechanické čištění; kalové hospodářství a zpětné proudy do vodní linky.

4. Biochemické principy procesů odstraňování základních forem znečištění odpadních vod - organické znečištění, sloučeniny dusíku a fosforu; mikrobiální složení biocenóz používaných při biologickém čištění odpadních vod, analýza mikrobiálního složení.

5. Kinetika růstu mikroorganismů a odstraňování substrátu; růstové strategie založené na monodovské saturační kinetice; kinetická selekce založená na vyváženém a nevyváženém růstu; metabolická selekce v systémech s alternujícími akceptory elektronů, populační dynamika aktivovaného kalu.

6. Aktivační proces: princip tvorby aktivovaného kalu, tvorba vloček aktivovaného kalu; rozdělení reaktorů používaných pro aktivační proces z hlediska hydraulického režimu, způsobu provozu a použitých konstrukčních materiálů

7. Aktivační proces: přestup kyslíku do vody, objemový koeficient přestupu a vliv složení odpadních vod na jeho velikost, oxygenační kapacita a faktory ji ovlivňující, procento využití kyslíku a jeho měření, energetický výtěžek aerace, řízení aerace - řídicí strategie.

8. Aktivační proces: pneumatické aerační systémy, zdroje a rozvod tlakového vzduchu; aerační elementy podle velikosti produkovaných bublin - konstrukce, materiály a údržba; mechanické aerační systémy, princip činnosti a konstrukce mechanických aerátorů se svislou i vodorovnou hřídelí; kombinované systémy aerace; míchání aktivačních nádrží

9. Aktivační proces: separační problémy aktivovaného kalu a jejich řešení; separace aktivovaného kalu v dosazovacích nádržích; konstrukce a způsob provozu moderních dosazovacích nádrží; membránové separátory; porovnání ekonomiky provozu doszovacích nádrží a membrán, pricipy volby.

10. Aktivační proces: systémy biologického odstraňování nutrientů, technologické varianty, zásady dimenzování reaktorů pro procesy nitrifikace, denitrifikace a biologického odstraňování fosforu; chemické srážení fosforu

11. Biofilmové procesy: vznik a vlastnosti biofilmu; princip činnosti a konstrukce zkrápěných biologických kolon (biofiltrů), druhy náplně používané v biofiltrech, zásady dimenzování a ekonomika provozu.

12. Biofilmové procesy: zásady dimenzování biofiltrů; rotační biofilmové reaktory, hlavní konstrukční typy a jejich dimenzování; čistírenské systémy kombinující aktivační proces a biofilmovou kultivaci biomasy, typické oblasti použití

13. Operace a zařízení terciárního čištění (filtrace, sorpce, koagulace a flotace), dezinfekce vyčištěných odpadních vod (chlorace, ozonizace, UV záření).

14. Podmínky pro zpětné využívání biologicky vyčištěných odpadních vod, důvody pro využívání a oblasti opětovného použití biologicky vyčištěných odpadních vod.

hydrochemistry, Microbiology, Chemical Engineering

Hydrochemie, Mikrobiologie, Chemické inženýrství