Práce se bude zabývat biologickým čištěním odpadních vod (zatížených především anilinem) za využití nanovlákenných struktur jako jednoho z moderních přístupů. Cílem práce bude ověření prostorového (3D) nanovlákenného nosiče biomasy (resp. kombinace textilní mikrostruktury a nanovláken) pro aplikace ve fluidním loži biologického reaktoru. Student bude pod dohledem provozovat laboratorní model biofilmového reaktoru s vybraným typem nosiče, pravidelně bude odebírat vzorky a tyto bude hodnotit standardními laboratorními postupy (měření pH, salinity, respirační rychlosti, absorbance, CHSK, stanovení sušiny na nosiči, mikroskopie povrchu nosiče a další). Reaktor bude provozován kontinuálně alespoň po dobu 3 měsíců a bude inokulován bakteriemi rodu Rhodococcus erythropolis. Přínosy bakalářské práce jsou: (1) ověření vhodnosti použití nanovlákenné vrstvy jako vhodného média (nosiče) při biologickém čištění odpadních vod (zhodnocení afinity bakteriální populace k nanostrukturám); (2) ověření stability nosiče v dlouhodobém procesu (mechanická pevnost); (3) ověření zvýšené účinnosti biodegradace v přítomnosti nanovlákenných struktur.
Anotace v angličtině
The thesis deals with the biological wastewater treatment (mainly loaded with aniline) using the nanofiber structures as one of modern approaches. The goal of the thesis is to verifiy the spatial (3D) nanofiber biomass carrier (resp. a combination of textile microstructure and nanofibers) for application in a fluidized bed biological reactor. The student will operate a laboratory model biofilm reactor with the selected type of carrier under supervision, will regularly take samples and these will be evaluated by standard laboratory procedures (the measurement of pH, salinity, respiratory rate, absorbance, COD, determination of dry matter on a carrier, microscopy carrier surface and others). The reactor will be operated continuously for at least 3 months and be inoculated with bacteria of the genus Rhodococcus erythropolis. Benefits of this thesis are: (1) test the suitability of nanofiber layer as a suitable medium (carrier) in biological wastewater treatment (valorization of affinity of the bacterial population to nanostructures); (2) verify the stability of the carrier in a long-term process. (mechanical strength); (3) the verification of the efficiency of biodegradation in the presence of nanofiber structures.
Práce se bude zabývat biologickým čištěním odpadních vod (zatížených především anilinem) za využití nanovlákenných struktur jako jednoho z moderních přístupů. Cílem práce bude ověření prostorového (3D) nanovlákenného nosiče biomasy (resp. kombinace textilní mikrostruktury a nanovláken) pro aplikace ve fluidním loži biologického reaktoru. Student bude pod dohledem provozovat laboratorní model biofilmového reaktoru s vybraným typem nosiče, pravidelně bude odebírat vzorky a tyto bude hodnotit standardními laboratorními postupy (měření pH, salinity, respirační rychlosti, absorbance, CHSK, stanovení sušiny na nosiči, mikroskopie povrchu nosiče a další). Reaktor bude provozován kontinuálně alespoň po dobu 3 měsíců a bude inokulován bakteriemi rodu Rhodococcus erythropolis. Přínosy bakalářské práce jsou: (1) ověření vhodnosti použití nanovlákenné vrstvy jako vhodného média (nosiče) při biologickém čištění odpadních vod (zhodnocení afinity bakteriální populace k nanostrukturám); (2) ověření stability nosiče v dlouhodobém procesu (mechanická pevnost); (3) ověření zvýšené účinnosti biodegradace v přítomnosti nanovlákenných struktur.
Anotace v angličtině
The thesis deals with the biological wastewater treatment (mainly loaded with aniline) using the nanofiber structures as one of modern approaches. The goal of the thesis is to verifiy the spatial (3D) nanofiber biomass carrier (resp. a combination of textile microstructure and nanofibers) for application in a fluidized bed biological reactor. The student will operate a laboratory model biofilm reactor with the selected type of carrier under supervision, will regularly take samples and these will be evaluated by standard laboratory procedures (the measurement of pH, salinity, respiratory rate, absorbance, COD, determination of dry matter on a carrier, microscopy carrier surface and others). The reactor will be operated continuously for at least 3 months and be inoculated with bacteria of the genus Rhodococcus erythropolis. Benefits of this thesis are: (1) test the suitability of nanofiber layer as a suitable medium (carrier) in biological wastewater treatment (valorization of affinity of the bacterial population to nanostructures); (2) verify the stability of the carrier in a long-term process. (mechanical strength); (3) the verification of the efficiency of biodegradation in the presence of nanofiber structures.
1. Zpracování rešerše: Moderní metody čistění odpadních vod za využití nanomateriálů, rizika použití nanomateriálů (především nanovláken).
2. Provoz laboratorního modelu biofilmového reaktoru s nanovlákennou textilií (sledování vývoje bakteriálního biofilmu, pozorování stavu nanovlákenné textilie, hodnocení účinnosti čistění odpadní vody).
3. Identifikace limitních stavů biofilmového reaktoru (například koncentrace kontaminantů, doba zdržení, maximální a minimální teplota, pH, salinita, rozpuštěný kyslík apod.).
4. Posouzení nanovlákenné textilie jako nosiče bakteriální populace pro čistírny odpadních vod (případně pro další aplikace), doporučení například vhodného tvaru nosiče, velikosti, typu polymeru apod.
5. Zjištění rizikovosti a výhod přístupu použití nanovláken pro čištění odpadních vod.
6. Zhodnocení dosažených výsledků včetně popisu možností využití v reálné praxi.
Zásady pro vypracování
1. Zpracování rešerše: Moderní metody čistění odpadních vod za využití nanomateriálů, rizika použití nanomateriálů (především nanovláken).
2. Provoz laboratorního modelu biofilmového reaktoru s nanovlákennou textilií (sledování vývoje bakteriálního biofilmu, pozorování stavu nanovlákenné textilie, hodnocení účinnosti čistění odpadní vody).
3. Identifikace limitních stavů biofilmového reaktoru (například koncentrace kontaminantů, doba zdržení, maximální a minimální teplota, pH, salinita, rozpuštěný kyslík apod.).
4. Posouzení nanovlákenné textilie jako nosiče bakteriální populace pro čistírny odpadních vod (případně pro další aplikace), doporučení například vhodného tvaru nosiče, velikosti, typu polymeru apod.
5. Zjištění rizikovosti a výhod přístupu použití nanovláken pro čištění odpadních vod.
6. Zhodnocení dosažených výsledků včetně popisu možností využití v reálné praxi.
Seznam doporučené literatury
[1] ZHANG, T.C., Environmental and Water Resources Institute (U.S.). Nanotechnology Task Committee. Nanotechnologies for water environment applications. 2009: ASCE Publications.
[2] Cloete, ET AL., Nanotechnology in Water Treatment Applications. 2010: Horizon Scientific Press.
[3] LINKOV, I., STEEVENS, J., Nanomaterials: Risks and Benefits. 2009: Springer.
[4] DIALLO, M., et al.: Nanotechnology Applications for Clean Water. William Andrew, 1 st ed., ISBN-10:0815515782, ISBN-13:978-0815515784, 2009.
[5] PAPAZAGLOU, E. S., PARTHASARATHY, A., BioNanotechnology. Morgan and Claypool Publishers, 1 st ed., ISBN-10:1598291386, ISBN-13:978-1598291384, 2007
Seznam doporučené literatury
[1] ZHANG, T.C., Environmental and Water Resources Institute (U.S.). Nanotechnology Task Committee. Nanotechnologies for water environment applications. 2009: ASCE Publications.
[2] Cloete, ET AL., Nanotechnology in Water Treatment Applications. 2010: Horizon Scientific Press.
[3] LINKOV, I., STEEVENS, J., Nanomaterials: Risks and Benefits. 2009: Springer.
[4] DIALLO, M., et al.: Nanotechnology Applications for Clean Water. William Andrew, 1 st ed., ISBN-10:0815515782, ISBN-13:978-0815515784, 2009.
[5] PAPAZAGLOU, E. S., PARTHASARATHY, A., BioNanotechnology. Morgan and Claypool Publishers, 1 st ed., ISBN-10:1598291386, ISBN-13:978-1598291384, 2007
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.