Evaluated presentation of the current topic of biological treatment and re-use of wastewater in consultation with the teacher.

Oral examination.

Hodnocená prezentace zadaného aktuálního tématu z biologického čištění a opětovného využívání odpadních vod v rámci konzultace s vyučujícím.

Ústní zkouška.

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): Rossetti S., V Tandoi, J Wanner: Activated Sludge Separation Problems: Theory, Control Measures, Practical Experiences; IWA Publishing, 2017

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

A:Editor: Asano T. Water Reuse. Metcalf and Eddy, New York, 2007

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): Editor(s): Rossetti S., V Tandoi, J Wanner: Activated Sludge Separation Problems: Theory, Control Measures, Practical Experiences; IWA Publishing, 2017

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

D:Editor: Asano T. Water Reuse. Metcalf and Eddy, New York, 2007

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.

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

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

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.

design processes of tertiary treatment for different purposes of wastewater reuse

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.

navrhovat procesy terciárního čištění pro potřeby opětovného využívání odpadních vod

hydrochemistry, Microbiology, Chemical Engineering

Hydrochemie, Mikrobiologie, Chemické inženýrství