Výzkumné a vývojové projekty

1. Elektrokoagulační jednotka na separaci řasové biomasy (TJ01000297)

Elektrokoagulace má podobný účinek jako koagulace. Vlivem průchodu elektrického proudu dochází k anodovému rozpouštění železných a hliníkových elektrod, při kterém vznikají hydroxidy železa a hliníku, které slouží jako koagulační činidla. Molekuly těchto hydroxidů vytvářejí ve vodném roztoku částice, tzv. micely, které působí na koloidní částice disperzního roztoku odpadní vody a dochází ke koagulaci (shlukování do větších celků) a poté k tvorbě vloček.

Mezi hlavní přednosti elektrokoagulace patří nenáročný provoz zařízení s vysokou účinností a rychlostí při odstraňování polutantů bez nutnosti úpravy pH.

Elektrokoagulace lze využít:

• čištění průmyslových odpadních vod
• odstraňování kovů
• odstraňování fosforu
• separace řasové biomasy

Samotné zařízení je zrekonstruováno z plexiskla a skládá se ze tří částí:

• elektrolyzér (sedm rovnoměrně uspořádaných ocelových elektrod),
• agregátor (flokulační část)
• separační části (flotace nebo lamelový separátor).

Všechny části jsou vzájemně propojeny a dochází zde k separaci buněk řas/vloček od kapalného kultivačního média.

Projekt je řešen ve spolupráci s Ústavem chemických procesů AV ČR. 

6. Vývoj mobilní jednotky a nových čistících protokolů pro regeneraci filtračních membrán využívaných při čištění odpadních vod (TH04030037)

Zanášení filtračních membrán aplikovaných při čištění odpadních vod je hlavním limitujícím faktorem membránové technologie. Aktuálně je vyvíjena velká snaha, jak tento jev minimalizovat. Nicméně vždy je po čase nutné membránu vyčistit prostřednictvím aplikace specifického čistícího protokolu, aby byla obnovena její hydraulická účinnost. Čištění membrán je aktuálně nejčastěji prováděno prostřednictvím pro životní prostředí nebezpečných chemikálií, např. sloučeniny chloru, hydroxidy, kyseliny a navíc mimo danou lokalitu. Cílem projektu je proto nalézt nové možnosti čištění filtračních membrán, vyvinout, verifikovat a následně optimalizovat jak konstrukci mobilní jednotky, tak vlastní čistící protokoly. Tím bude možné regeneraci membrán prováděna on-site, tedy přímo v místě instalace bez nutnosti transportu.

Projekt je řešen ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci, Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace.

7. Sanace sedimentů – integrované fyzikální, chemické a biologické postupy pro ekonomicky efektivní zpracování dekontaminovaných dnových nánosů (TH04030289)

Hlavním přínosem projektu bude vytvoření možnosti ekonomicky efektivně odstraňovat kontaminované sedimenty z povrchových vod a přecházet tak šíření znečištění, zlepšovat jakost povrchových vod i vodních ekosystémů a umožnit správcům vodních útvarů jejich údržbu, která byla omezena díky přítomnosti kontaminovaných dnových nánosů a nemožnosti jejich odstranění a uložení. Vyčištěný substrát bude možné použít pro zlepšení narušených hydromorfologických podmínek v tocích pod přehradou. Hlavními, i když nepřímými, uživateli výstupů projektu budou správci povodí a vodních útvarů (podniky Povodí, případně Lesy ČR), kterým umožní dosáhnout požadovaného zvýšení jakosti vod a odstranit staré zátěže v tocích a nádržích, a dále subjekty, zabývající se projekční přípravou záměrů i jejich realizací.

Projekt je řešen ve spolupráci s Biologickým centrem AV ČR, v. v. i. a HG partner s.r.o.

8. Odstraňování arsenu, hliníku, manganu a železa pomocí membránové filtrace z povrchových či podzemních zdrojů pro účely úpravy na vodu pitnou (TH04030402)

V podzemních vodách, které jsou hojně využívány jako významný zdroj pitné vody obvykle obsahují zvýšené koncentrace železa a manganu. Výjimečně se v podzemních vodách vyskytují i hliník a arsen. Běžně jsou k úpravě takovýchto vod využívány tlakové pískové filtry, které však při praní produkují velké množství odpadní vody a malé úpravny vody tak mají poměrně vysoké provozní náklady.

Cílem projektu je maximální zjednodušení technologie odstraňování výše zmíněných prvků se zásadním důrazem na ekonomiku provozu. Technologie membránové filtrace je kompaktní, spolehlivá a maximálně flexibilní, která však prozatím není příliš rozšířena. Technologie se vyznačuje především velmi nízkou spotřebou elektrické energie a především nízkou spotřebou vody, která se produkuje při praní systému.

Předmětem projektu je vývoj kompaktního zařízení, které bude zkoušeno v rámci pilotního testování na reálných zdrojích pitných vod a tím prokázat spolehlivost technologie, výborné separační vlastnosti a nízké provozní náklady.

V první fázi proběhlo laboratorní testování a optimalizace chemismu separace prvků, které jsou předmětem projektu. Na základě těchto kroků došlo k návrhu komplexní jednotky, která se aktuálně připravuje. Výsledky projektu jsou vhodné pro malé provozovatele, kteří nedisponují pracovníky, jenž by se museli naplno věnovat technologii a jejich provozní náklady musí být minimální. Zároveň jsou výsledky potřebné pro větší provozovatele úpraven podzemních vod, kteří mají problémy s nefunkčními technologiemi, které mnohdy nedokáží vodu upravit tak, aby splňovala příslušné zákonné předpisy.  

9. Nové možnosti zvýšení efektivity provozu membránových systémů: recyklace retentátu z reverzně osmotických jednotek a inovativní způsoby zpětného proplachu membrán; CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024423

Cílem projektu je dosáhnout vyšší provozní efektivity membránových separačních procesů a minimalizace kapalných a chemických odpadů. Projekt zahrnuje vývoj a poloprovozní verifikaci reverzně osmotické jednotky s navazující technologií čištění retentátu umožňující recyklaci až 70 % retentátu zpět do procesu úpravy vody a vývoj inovativních chemicky podpořených zpětných proplachů filtračních membrán založených na aplikaci ozonu, plazmy a UV záření včetně pilotní verifikace na membránové ČOV.

Na projekt je poskytnuta podpora EU.

10. Hybridní systém MBR-MBBR využívající nanomateriály pro dočišťování odpadních vod FW10010045

 Hlavní cílem projektu je vytvořit hybridní systém pro post-treatment na čistírny odpadních vod, který bude založený na spojení MBR a MBBR technologií. Tato kombinace bude určena především pro maximální zvýšení kvality vod vypouštěných z ČOV. MBBR bude primárně řazen jako post-nitrifikace a post-denitrifikace, tedy bude sloužit pro odstraňování dusíkatých polutantů prošlých standardní biologickou částí ČOV; případně mohou být za předpokladu specifického mikrobiálního osídlení biomasy degradovány i různé organické polutanty. MBR technologie bude před MBBR předřazena, tedy bude zajišťovat účinnou separaci organických, anorganických a biologických látek. Tedy do MBBR části bioreaktoru bude již natékat voda zbavená znečištění (především CHSK), což podpoří průběh samotné nitrifikace a omezí se zanášení nosičů balastem. Do post-denitrifikace bude dávkován substrát v takové koncentraci, která bude plně spotřebována metabolismem denitrifikačních bakterií.