Laboratóriá oddelenia environmentálneho inžinierstva
Fakulta chemických a potravinárskych technológií STU
Katedra/ústav: Ústav chemického a environmentálneho inžinierstva
Kontaktná osoba: prof. Ing. Miloslav Drtil, PhD.
Kontakt: 02-5932 5234, 0918 674 661
e-mail: miloslav.drtil@stuba.sk
web stránka: http://www.fchpt.stuba.sk/$2498$
Kľúčové slová a hlavné zamerania výskumu:
Alternatívne zdroje energie, bioplyn, čistiarne odpadových vôd (ČOV), integrovaný prístup, intenzifikácia, komunálne a priemyselné odpadové vody, modelovanie, navrhovanie, procesy a technológie, ochrana povrchových a podzemných vôd, pitná voda, spracovanie kalov a tuhých odpadov, úprava vody.
Charakteristika:
Výskumné aktivity Oddelenia environmentálneho inžinierstva sú zamerané predovšetkým na ochranu kvality povrchových a podzemných vôd ako základného predpokladu ich trvale udržateľného využívania. Dominantnými sú procesy a technológie čistenia odpadových vôd, vrátane odstraňovania makronutrientov, postupy ochrany pôdy a podzemnej vody pred znečistením, ich sanácie a procesy a technológie úpravy vody.
K dôležitým výskumným aktivitám v laboratóriách environmentálneho inžinierstva patrí aj výskum procesov a technológií spracovania a zneškodňovania úpravárenských a čistiarenských kalov, spracovania tuhých odpadov a výskum alternatívnych zdrojov energie. Významnou súčasťou výskumu v týchto laboratóriách sú oxidačné postupy detoxikácie priemyselných odpadových vôd a zvýšenia ich biologickej rozložiteľnosti.
Vyššie uvedené činnosti sú spojené nielen s vývojom a testovaním nových a efektívnych procesov, ale aj so zvyšovaním efektívnosti využívaných procesov a technológií a vývojom nových procesov a reaktorov. K nemenej dôležitým patria aj aktivity súvisiace so zvyšovaním odbornej erudície zainteresovaných pracovníkov, organizáciou vedeckých konferencií, participáciou na príprave legislatívnych a normotvorných materiálov a expertným pôsobením pri vypracovaní koncepčných a rozvojových programov na národnej i nadnárodnej úrovni.
Tieto aktivity zahrňujú navrhovanie technológií rekonštrukcie klasických čistiarní komunálnych odpadových vôd na pokročilé technológie s odstraňovaním makronutrientov (dusík a fosfor), intenzifikácie procesov a zvyšovanie efektívnosti prevádzkovaných technológií komunálnych i priemyselných odpadových vôd ako aj návrhy nových technológií. V rámci doterajších aktivít boli vypracované a následne realizované návrhy rekonštrukcie, štúdie uskutočniteľnosti, intenzifikácie a optimalizácie prevádzky a prevádzkové poriadky technológií viac než 100 mestských a priemyselných čistiarní odpadových vôd. Príklady hlavných referencií ČOV sú:
Laboratórium procesov odstraňovania nutrientov z odpadových vôd
Vybrané vedecké podujatia a odborné akcie:
Bodík I., Drtil M., Hutňan M., Turanová Z., Derco J., Králik M., Németh P.: Progresívne metódy čistenia odpadových vôd - odstraňovanie dusíka a fosforu. 1. a 2. časť. 1. letná škola. KŽP-CHTF STU, Bratislava, 1992.
Bodík I., Drtil M., Kucman K., Hutňan M., Derco J., Wanner J. Berešíková Z., Németh P.: Možnosti intenzifikácie a rozšírenia ČOV na ČOV s odstraňovaním nutrientov. 2. letná škola. KŽP CHTF STU, Bratislava, 1995.
Bodík I., Antalová S., Kucman K.: Rekonštrukcia ČOV Trnava. Vodní hospodářství 60 (10), pp. 279-281 (2010).
Derco J., Drtil M., Bodík I., Hutňan M.: Odborný seminár a konferencia "Progresívne postupy čistenia odpadových vôd". 1995; 1998.
Derco J., Bodík I., Hutňan M., Drtil M., Kovács A.: Simulovanie biologických procesov čistenia odpadových vôd. Odb. seminár KZP ChTF STU Bratislava v rámci TEMPUS Project 11049/96, 1999.
Hutňan M., Drtil M., Mrafková L., Bodík I., Derco J., Herdová B.: Anaeróbne čistenie odpadových vôd a spracovanie organických odpadov.Odb. seminár KZP ChTF STU Bratislava v rámci TEMPUS Project 11049/96, 1999.
Drtil M., Hutňan M., Bodík I., Derco J., Buday J.: Navrhovanie vybraných technológií ČOV. Odb. seminár KZP ChTF STU Bratislava v rámci TEMPUS Project 11049/96, 1999.
Drtil M., Derco J.: Technologické procesy čistenia odpadových vôd. Odb. seminár – vzdelávanie vedúcich stredísk na úseku kanalizácii, SeVak Žilina, Rajecké Teplice, 2000.
Derco J., Drtil M., Bodík I., Hutňan M.: Technológia a ochrana vodných zdrojov (Kurz dištančného vzdelávania – IDEP) I. a II. časť. Recenzenti: Belica P., Rajczyková E., FCHPT STU Bratislava, grantová podpora Nadácie otvorenej spoločnosti – Open Society Foundation. UVTIP Nitra, Bratislava 2004.
Derco J., Drtil M.: Odborné technologické školenia pracovníkov ČOV Hrboltová, 2005 - 2007.
Derco J., Drtil M., Bodík I., Hutňan M.: Technológia a ochrana vodných zdrojov. Kurz dištančného vzdelávania – IDEP, FCHPT STU, grantová podpora Nadácie otvorenej spoločnosti – Open Society Foundation. Bratislava, 2007.
Derco J., Hutňan M.: Odborné technologické školenie pracovníkov ČOV Hrboltová, 2009.
Drtil M., Bodík I., Derco J., Hutňan M.: Bienálne konferencie AČE SR Odpadové vody. 2002- doteraz.
Drtil M.: Odborné technologické školenie pracovníkov Stredoslovenskej vodárenskej spoločnosti Veolia Voda. 2010.
Vývoj nových postupov a reaktorov je zameraný hlavne na intenzifikáciu procesov a technológií čistenia odpadových vôd a úpravy vôd s využitím kombinovaných aeróbnych a anaeróbnych procesov a reaktorov, vysokovýkonných anaeróbnych reaktorov, anaeróbnych a denitrifikačných reaktorov s granulovanou biomasou a reaktorov s membránovou separáciou kalu.
Výskum a vývoj novej reaktorovej techniky je zameraný na uskutočnenie procesu denitrifikácie v UASB reaktore a využitie reaktora s fluidizovanou vrstvou na uskutočnenie tohto procesu a procesu rekarbonizácie pitnej vody, ktorá je vyrábaná z povrchového zdroja.
Laboratórium analýz a monitoringu špecifických polutantov vo vodách
Dosiahnutie dobrého stavu vody je v súlade s Rámcovou smernicou o vode podmienené dodržaním požadovaných hodnôt environmentálnych noriem kvality. Odstraňovanie špecifických syntetických látok, resp. v širšom kontexte prioritných, nebezpečných a/alebo relevantných látok, vyžaduje výskum a aplikáciu nových postupov. Za perspektívne metódy sú považované aj degradačné postupy s využitím ozónu a Fentonovej reakcie.
V oblasti kombinovaných anaeróbnych a oxických procesov (SK patent č. 282499 a CZ patent č. 293441) bolo v rokoch 1997 až 2006 realizovaných v 9 krajinách EÚ viac než 1000 malých a domových ČOV ANACOMB.
Výsledky výskumu membránových reaktorov na čistenie priemyselných a splaškových odpadových vôd v a.s. Duslo Šaľa boli využité napr. pri vypracovaní technologického návrhu rekonštrukcie technológie ČOV pre DUSLO a.s. Šaľa.
Laboratórium oxidačných procesov s využitím ozónu Ejektorový ozonizačný reaktor
Vybrané publikácie, projekty a patenty:
Blšťáková A., Bodík I., Dančová L., Jakubčová Z.: Domestic wastewater treatment with membrane filtration – two years experience. Desalination 240, 160-169 (2009).
Bodík I., Ridderstolpe P. (Eds.): Sustainable Sanitation in Central and Eastern Europe. Global Water Partnership 2007, p. 98, ISBN 978-80-969745-0-4 (vydané v 12 jazykoch).
Bodík I., a kol.: Aplikácia membránových reaktorov na čistenie priemyselných odpadových vôd v a.s. Duslo Šaľa, projekt APVV-0144/07.
Bodík I., Vilím D., Dorňáková, Németh P., Buday M.: Operation of MBR pilot plant – industrial wastewater treatment in Duslo Šaľa. Desalination and Water Treatment 35 (1-3), pp.247-254
Derco J., Kassai A.: Biological Denitrification in a Fluidised Bed Reactor. Chem. Listy, Symposia 96 (2002) S260-S292.
Derco J., Žgajnar Gotvajn A., et al.: Methodology for evaluation of biotreatability improvement of heavily polluted wastewaters after chemical treatment. SK-SI-0019-10, 01/11-12/12.
Derco a kol.: Odstraňovanie vybraných špecifických syntetických látok z vôd procesmi s využitím ozónu, APVV 656-12, 10/13-09/17.
Derco J., Žgajnar Gotvajn A., et al.: Degradation of selected harmful compounds by ozonation. SK-SI 01516, 05/06-06/08.
Galbová K., Pagáčová P., Drtil M., Jonátová I.: Porovnanie anoxickej granulácie v USB reaktore s rôznymi druhmi inokula, Vodní hospodářství 59(11), (2009) 406 – 410.
Gašpariková E., Kapusta Š., Bodík I, Derco J., Kratochvíl K.: Evaluation of Anaerobic-Aerobic Wastewater Treatment Plant Operation. Pol. J. Environ. Stud. 14(1), (2005) 29-34.
Hutňan M., Drtil M., Kalina A.: Anaerobic stabilisation of sludge produced during municipal wastewater treatment by electrocoagulation. Journal of Hazadrous Materials B131, 1-3(2006), 163-169
Hutňan M., Drtil M., Mrafková L., Derco J., Buday J.: Comparison of startup and anaerobic wastewater treatment in UASB, hybrid and baffled reactor. Bioprocess Engineering 21, 5(1999), 439-445
Hutňan M., Drtil M., Horňák M., Mrafková L.: Biodegradation of hexametylenetetramine in anaerobic baffled reactor. Polish J. Env. Stud. 14, 5(2005), 585-591
Luptáková, A., Derco, J., Munka, K. (2012): Využitie fluidizačného reaktora na obohatenie vôd o biogénne prvky. In Odpadové vody 2012: Zborník prednášok 7. bienálna konferencia s medzinárodnou účasťou Štrbské Pleso, SR, 18.-20. 10. 2012. AČESR, s. 47-51.
Luptáková A., Munka K., Derco J.: Increasing of drinking water quality at real water treatment plant by recarbonozatiion process. Acta Chimica Slovaca 5(1), (2012) 75-79.
Matulová Z., Hlavínek P., Drtil M.: One-Year Operation of Single Household MBR Plant, Water Science Technology 61, 2010, 217-226
Pagáčová P., Galbová K., Drtil M.: Denitrification in USB reactor with granulated biomass, Bioresource Technology, 101/1, 2009, 150-156
Zorpas A.A., Coumi CH., Drtil M., Voukalli I., Samaras P.: Operation description and physicochemical characteristics of influent, effluent and the tertiary treatment from a sewage treatment plant of the Eastern Region of Cyprus under warm climates. Desalination and Water Treatment 22 (2010) 244-257
Výskumné laboratória Oddelenia environmentálneho inžinierstva participujú od mája 2005 na činnosti Centra excelentnosti integrovanej protipovodňovej ochrany územia, ktoré bolo vytvorené na STU v rámci štrukturálnych fondov EÚ, Operačný program výskum a vývoj. Výskumná činnosť oddelenia je zameraná hlavne na integrovaný prístup k modelovaniu komunálnych systémov odpadových vôd. Cieľom je využitie matematických modelov pre maximálnu ochranu kvality vody v recipiente pri zachovaní efektívnej prevádzky a funkčnosti a ČOV, a to počas suchých / bezdaždivých období i daždivých období.
Významným prvkom integrovanej ochrany kvality vôd je hydraulická ochrana podzemných vôd. S využitím matematického modelovania bol vypracovaný postup optimálnej prevádzky reálneho systému hydraulickej ochrany.
Výskum je orientovaný aj na minimalizáciu vypúšťania špecifických syntetických, nebezpečných, toxických a rezistentných látok do vodného ekosystému. Keďže konvenčné biologické postupy čistenia odpadových vôd nezabezpečujú dostatočné odstránenie týchto látok, je potrebné nielen kombinovať a integrovať viacero postupov ale aj vyvíjať nové separačné i degradačné postupy.
K základným aplikačným referenciám v tejto oblasti patria navrhnuté postupy čistenia priesakových vôd z dvoch skládok tuhých komunálnych odpadov a detoxikácie priemyselných odpadových vôd s cieľom umožniť ich následné biologické čistenia. Obidve technológie sú založené využití ozónu a jeho kombinácii s biologickými postupmi.
Vybrané publikácie, projekty a patenty:
Černochová L., Derco J., Drtil M., Melicher M.: Simulovanie vplyvu prívalových dažďov na stav ČOV a recipienta. Acta Hydrologica Slovaca 12 (2011)143-147.
Černochová L., Derco J., Schuetze M., Melicher M.: Modelovanie kvality rieky Nitra a integrovaný prístup k modelovaniu komunálnych systémov odpadových vôd. In: Odpadové vody 2010, 6. bien. Konf. s medzinár. účasťou, 20.- 22. október 2010, Štrbské Pleso. : AČE SR SR, s. 35-40.
Derco J., Mencáková A., Almásiová B.: Vyuzitie ozónu na čistenie priesakovej vody zo skládky komunálneho odpadu. Chem. Listy 103, (2009) 581-588.
Derco J., Melicher M , Kassai A., Dudáš, J., Valičková, M.: Removal of benzothiazols by ozone pretreatment. Environ. Eng. Sci. 28(11) (2011) 781-785.
Derco J., Černochová L., Ivančinová J., Lalai A., Pijáková I.: Mathematical Modelling of an Oil Refinery WWTP. Pol. J. Environ. Stud. 21(4), (2012) 845-853.
Derco J., Gulyásová A., Horňák M.: Influence of Ozonation on Biodegradability of Refractory Organics in a Landfill Leachate. Chem. Papers 56(1), (2002) 41- 44.
Derco, J., Černochová, L., Krcho, Ľ., Lalai, A.: Dynamic simulations for wastewater treatment plant operation. Chem. Papers 65(6), (2011) 813–821.
Derco J., Valičková M., Šilhárová K., Dudáš J., Luptáková A.: Removal of selected chlorinated micropollutants by ozonation. Chem. Papers 67(12) 1585-1593 (2013).
Derco J., Černochova L., Krcho Ľ., Annus J.: Možnosti využitia dynamických simulačnych programov pri prevadzkovani čistiarni odpadovych vod. Vodní hospodářství 9(2011) 342-345.
Derco J., Gotvajn Zgajnar A., Mencáková A.: Oxidative Treatment of Landfill Leachate. In Landfills: Waste Management, Regional Practices and Environmental Impact. Ed. By Gustavo B. C. Cabral and Beatriz A. E. Botelho. Nova Science Publishers, Inc., NY, 2012, p. 83/343.
Derco J., Melicher M., Kassai A.: Removal of selected benzothiazols with ozone. In Municipal and industrial waste disposal. Ed. by Xiao-Ying Yu. INTECH, Rijeka, Croatia, 2012, 26/239 p.
Derco J., Králik M., Bodík I., Brňák R., Farkaš J.: Spôsob automatizovaného prevádzkovania hydraulickej ochrany podzemmných vôd. AO č. 264 168.
Pijáková I., Derco J., Černochová L., Hartman R. (2012): Integrované modelovanie systému komunálnych odpadových vôd. In Odpadové vody 2012: Zborník predn. 7. bien. konf. s medzinárodnou účasťou. Štrbské Pleso, SR, 18.-20. 10. 2012. AČE SR, s. 73-78.
Na oddelení environmentálneho inžinierstva bolo na základe projektu SK0023, ktorý bol financovaný z Nórskeho finančného mechanizmu, bolo vytvorené Centrum excelentnosti pre využívanie obnoviteľných zdrojov energie na Slovensku (Bodík I.) Cieľom tohto centra bolo vytvorenie laboratórnej a výskumnej platformy pre rozvoj technológií produkcie bioplynu z bioodpadov produkovaných v komunálnej resp. priemyselnej sfére.
Laboratórium procesov zhodnocovania odpadov a získavania bioplynu
K hlavným referenciám aktivít v tejto oblasti patrí návrh technológie (s následnou realizáciou) bioplynovej stanice v Hurbanove na anaeróbne spracovanie kukuričnej siláže (objem anaeróbneho reaktora 2500 m3, produkcia bioplynu 4000 m3/d), spolupráca na vypracovaní projektu, nábehu a skúšobnej prevádzke (Hutňan M., 2005).
Pohľad na bioplynovú stanicu v Hurbanovve
Vybrané publikácie a patenty:
Hutňan M., Drtil M., Mičo Š., Valach J.: Způsob výroby bioplynu z řepných řízků, zejména z výroby řepného cukru. PV 2000-2320, 21.6.2000, č. patentu CZ 296375 B6, Udelené 19.1.2006
Bodík I., Blšťáková A., Sedláček S., Hutňan M.: Biodiesel waste as source of organic carbon for municipal WWTP denitrification. Bioresources Technoology 100, 2452-2456 (2009)
Hutňan M., Špalková V., Bodík I., Kolesárová N., Lazor M.: Biogas production from maize grains and maize silage. Polish J. Env. Stud. 19, 2 (2010), 323-329
Kolesárová N., Hutňan M., Bodík I., Špalková V.: Utilization of biodiesel by-products for biogas production. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2011, Article ID 126798, 15 pages, 2011.
Kolesárová N., Hutňan M., Špalková V., Kuffa R., Bodík I.: Anaerobic treatment of biodiesel by-products in a pilot scale reactor. Chemical Papers 65, 4(2011), 447-453.
Pracovníci Oddelenia environmentálneho inžinierstva sa aktívne zapájajú do poradenskej činnosti, a práce rozličných odborných komisií. K najvýznamnejším aktivitám patria:
Vybrané materiály a projekty:
Báleš V., Derco J.: Report on Sustainable development and water issue. European Economic and Social Committee. Section for External Relations. Brussels, 12 September 2009. REX – CESE DI 61/2009 EN-SK/CvL/ym.
Báleš V., Derco J.: Report on Sustainable use of water. 7th EU-China Round Table. European Economic and Social Committee. Section for External Relations. Brussels, 17 March 2010. REX – CESE DI 14/2010 EN-SK/CvL/nm.
Neupauer P., Derco J., Drtil M., Hyánejk Ľ., Belica P., Šumná J., Rajczyková E.: STN 75401 Čistiarne odpadových vôd pre viac ako 500 ekvivalentných obyvateľov (1999)
The WWTP at the Town of Senica – Design of WWTP upgrading and reconstruction, design calculations - PHARE Project (Derco J., expert, 2000 ).
The WWTP at the Town of K. N. Mesto - Design of WWTP upgrading and reconstruction, design calculations - ISPA Project (Derco J., expert, 2001).
Wastewater Disposal System of the Šaľa Region, Design of upgrading of WWTPs in Šaľa and Šaľa-Veča – ISPA Project (Derco J., expert, 2002)
Banska Bystrica Waste Water Disposal System, ISPA Project, Phare Environment Consortium / Witteveen + Bos, (Drtil M., expert, 2000)
Eastern Slovakia Water Infrastructure Investment Project, Danish Environmental Protection Agency, DANCEE project, (Drtil M., lokálny expert, 2000 - 2001)
Slovenská technická univerzita v Bratislave
Vazovova 5
812 43 Bratislava
+421 917 470 507
+421 2 57 29 45 37
public@stuba.sk
