Předmět se zaměřuje na pokročilé jednotkové operace a procesy využívané při úpravě vody, čištění odpadních vod, dekontaminaci půd a zpracování spalin. Studenti se seznámí s principy mechanické separace, membránovými technologiemi, adsorpčními a absorpčními procesy, reaktory pro biologické i chemické procesy, a s transportem kontaminantů mezi fázemi v různých matricích. Kurz zahrnuje také hydrauliku průtočných systémů, kinetiku růstu mikroorganismů v bioreaktorech a principy sdílení hmoty a energie v environmentálních aplikacích. Důraz je kladen na pochopení řídících mechanismů jednotlivých procesů a jejich využití pro návrh a optimalizaci environmentálních technologií.
Poslední úprava: Bartáček Jan (25.05.2025)
The course focuses on advanced unit operations and processes used in water treatment, wastewater purification, soil remediation, and flue gas treatment. Students will learn about the principles of mechanical separation, membrane technologies, adsorption and absorption processes, chemical and biological reactors, and the transport of contaminants between phases in various environmental matrices. The course also covers the hydraulics of flow systems, microbial growth kinetics in bioreactors, and the principles of mass and energy transfer in environmental applications. Emphasis is placed on understanding the governing mechanisms of individual processes and their application in the design and optimization of environmental technologies.
Poslední úprava: Bartáček Jan (25.05.2025)
Podmínky zakončení předmětu (Další požadavky na studenta) -
Zápočet na základě vypracování samostatných úkolů
Zkoušková písemka (minimum 50 % bodů)
Ústní zkouška
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Credit based on the completion of individual assignments
Exam paper (minimum 50% points)
Oral exam
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Literatura -
Doporučená:
Tchobanoglous, G., Burton, F. and Stensel, H.D... Metcalf&Eddy Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery Edition. 5th. Boston: McGraw-Hill, 2013, 2048 s. ISBN 978-0-07-340118-8.
Tuček, F., Chudoba, J., Koníček, Z. a kol.. Základní procesy a výpočty v technologii vody. 2. přeprac. vyd.. Praha: SNTL, 1988, 640 s. ISBN .
Green, Don W., and Marylee Z. Southard, eds.. Perry's Chemical Engineers' Handbook. 9th ed.. New York: McGraw-Hill Education, 2019, 2272 s. ISBN 978-0-07-147032-1.
Poslední úprava: Bartáček Jan (25.05.2025)
Recommended:
Tchobanoglous, G., Burton, F. and Stensel, H.D.. Metcalf&Eddy Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery Edition. 5th. Boston: McGraw-Hill, 2013, 2048 s. ISBN 978-0073401188.
Tuček, F., Chudoba, J., Koníček, Z. a kol.. Základní procesy a výpočty v technologii vody. 2. přeprac. vyd.. Praha: SNTL, 1988, 640 s. ISBN .
Green, Don W., and Marylee Z. Southard, eds. Perry's Chemical Engineers' Handbook. 9th ed. New Zork: McGraw-Hill Education, 2019, 2272 s. ISBN 978-0-07-147032-1.
Poslední úprava: Bartáček Jan (25.05.2025)
Metody výuky -
Přednášky (1 h týdně), cvičení (2 h týdně), 4 samostatně vypracované úkoly
Poslední úprava: Cibulková Jana (26.05.2025)
Lectures (1 hour per week), exercises (3 hours per week), 4 independently completed assignments
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Požadavky ke zkoušce (Forma způsobu ověření studijních výsledků) -
Pro udělení zápočtu musí student odevzdat 4 průběžně zadávané chemicko-inženýrské úlohy z oblasti environmentálních technologií
Zkouška má písemnou část (výpočty, minimum 50 % bodů) a ústní část (diskuse samostatně vypracovaných úkolů, jedna teoretická otázka)
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
To be awarded credit, the student must submit 4 continuously assigned chemical engineering tasks in the field of environmental technologies. The exam has a written part (calculations, minimum 50% points) and an oral part (discussion of independently developed tasks, one theoretical question)
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Sylabus -
1. Úprava surové vody a separace kalů: Kvalitativní a kvantitativní popis procesů usazování (prosté, rušené) a zahušťování, fluidní vrstva
2. Membránové procesy v technologii vody I: Řídící mechanismy a hybná síla membránových procesů
3. Membránové procesy v technologii vody II: Typy membrán a membránových modulů
4. Odstraňování specifických polutantů I: Mechanismus adsorpce (fyzikální sorpce a chemisorpce), adsorpční izotermy, vícesložkové systémy
11. Reaktory v environmentálním inženýrství: Typy reakční kinetiky a typy reaktorů, ideálně míchané reaktory, kaskáda míchaných reaktorů
12. Bioreaktory v environmentálním inženýrství I: Základní typy procesů, kvantifikace biomasy, výtěžek biomasy, kinetika růstu mikroorganismů, inhibice
13. Bioreaktory v environmentálním inženýrství I: Ideálně míchané bioreaktory (vsádkový, kontinuální, vsádkový s postupným plněním), bioreaktory s postupným tokem, retence biomasy (chemostat, bioreaktory s recyklací biomasy)
14. Rezerva: Konzultace samostatných úkolů
Poslední úprava: Bartáček Jan (25.05.2025)
1. Raw water treatment and sludge separation: Qualitative and quantitative description of settling processes (simple, disturbed) and thickening, fluidized bed
2. Membrane processes in water technology I: Control mechanisms and driving force of membrane processes
3. Membrane processes in water technology II: Types of membranes and membrane modules
4. Removal of specific pollutants I: Adsorption mechanism (physical sorption and chemisorption), adsorption isotherms, multicomponent systems
5. Removal of specific pollutants II: Adsorption columns, front advance speed, breakthrough curve, sorbent regeneration
6. Flue gas treatment: Absorption, absorption columns
7. Aeration systems: Dissolution of gases in liquid
8. Movement of contaminants in soil I: Extraction with limited miscibility phases
9. Movement of contaminants in soil II: Mass distribution between solid, liquid and gas phase
10. Hydraulics of flow systems: Hydraulic characteristics (residence time distribution), plug flow, ideal mixer
11. Reactors in environmental engineering: Types of reaction kinetics and reactor types, ideally stirred reactors, cascade of stirred reactors
12. Bioreactors in environmental engineering I: Basic types of processes, biomass quantification, biomass yield, growth kinetics of microorganisms, inhibition
13. Bioreactors in environmental engineering I: Ideally stirred bioreactors (batch, continuous, batch with gradual filling), bioreactors with gradual flow, biomass retention (chemostat, bioreactors with biomass recycling)
14. Reserve: Consultation of individual tasks
Poslední úprava: Bartáček Jan (25.05.2025)
Výsledky učení -
Po absolvování předmětu bude student schopen:
provádět hmotové a energetické bilance environmentálních procesů,
dimenzovat základní jednotky technologií pro čištění a úpravu vod, odpadů a plynů,
vybrat vhodnou technologii na základě požadovaného výstupu a vstupních parametrů,
propojit teoretické základy chemického inženýrství s praktickým návrhem zařízení,
interpretovat výsledky výpočtů a prezentovat návrh řešení.
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
After completing the course, the student will be able to:
perform mass and energy balances of environmental processes,
dimension basic units of technologies for the purification and treatment of water, waste and gases,
select a suitable technology based on the required output and input parameters,
connect the theoretical foundations of chemical engineering with practical equipment design,
interpret the results of calculations and present a proposed solution.
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Vstupní požadavky -
Znalosti v rozsahu předmětu Chemické inženýrství I, Environmentální technologie
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Knowledge within the scope of the subject Chemical engineering I, Environmental technology
Poslední úprava: Bartáček Jan (19.05.2025)
Studijní prerekvizity -
Znalosti v rozsahu předmětu Chemické inženýrství I, Environmentální technologie
Poslední úprava: Bindzar Jan (22.05.2025)
Knowledge within the scope of the subject Chemical engineering I, Environmental technology