Úsporná opatření pro průmyslové provozy

---

---

Vliv předúpravy odpadní vody na efektivitu membránových procesů

Garant: Ing. Michal Touš, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. David Horňák

Charakteristika tématu:

Nabízené téma bakalářské práce je experimentálního charakteru. Práce je vhodná pro studenty, kteří mají zájem o praktické experimenty a chtějí se hlouběji seznámit s moderními technologiemi v oblasti čištění odpadních vod. Studenti budou mít možnost provádět laboratorní experimenty, které jim nejen rozšíří znalosti o zpracování odpadních vod, ale také jim umožní získat cenné praktické zkušenosti s reálným laboratorním vybavením.

Význam řešené problematiky:

Membránové technologie jsou v poslední době trendem v oblasti separace látek. Jejich využití je velmi široké, avšak ne pro každou aplikaci jsou membránové technologie vhodné, zejména v oblasti zpracování odpadních vod. Jednou z největších výzev u zpracování odpadních vod je zanášení membrán. To lze minimalizovat mnoha způsoby, např. předúpravou vody (koagulace, sedimentace atd.), změnou provozních podmínek, úpravou konstrukce nebo materiálu membrány apod. Tato práce by se měla zaměřit na předúpravu vody a její vliv na následný membránový proces. Student na základě rešerše literatury a vlastního experimentálního měření v Laboratoři energeticky náročných procesů zhodnotí vliv jedné vybrané metody předúpravy odpadní vody (koagulace, flokulace, sedimentace atd.) na jeden zvolený membránový proces (mikrofiltrace, ultrafiltrace, reverzní osmóza).

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Rešerše metod předúpravy odpadních vod a membránových technologií
• Výběr vhodné metody předúpravy odpadní vody
• Návrh, provedení a zhodnocení experimentu pro danou odpadní vodu

Zajímavosti:

Správně zvolená předúprava může snížit frekvenci čištění membrán při mikrofiltraci až o 70 %, což výrazně snižuje provozní náklady a zvyšuje efektivitu celého procesu čištění odpadní vody.

---

Využití pokročilých oxidačních procesů při zpracování průmyslových odpadních vod

Garant: Ing. Michal Touš, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. David Horňák

Charakteristika tématu:

Nabízené téma bakalářské práce je rešeršního charakteru. Práce je vhodná pro studenty, kteří se chtějí seznámit s problematikou průmyslových odpadních vod a s technologiemi pokročilých oxidačních procesů.

Význam řešené problematiky:

Zpracování a následné vypouštění průmyslových odpadních vod je vysoce aktuálním tématem, jelikož průmyslové podniky musejí plnit přísné limity při vypouštění odpadních vod do recipientu či na čistírny odpadních vod. Vzhledem k vysoké variabilitě jak složení, tak množství produkovaných odpadních vod napříč jednotlivými odvětvími, ale i v rámci jednoho průmyslového sektoru, je nalezení a volba vhodné technologie klíčová. Pokročilé oxidační procesy se v poslední době začínají uplatňovat v celé řadě aplikací včetně zpracování odpadních vod. Tato práce by měla podat ucelený přehled pokročilých oxidačních metod, které lze využít při zpracování odpadních vod a na vybraném typu odpadní vody demonstrovat použití těchto technologií.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Rešerše technologií pokročilých oxidačních procesů
• Srovnání jednotlivých pokročilých oxidačních procesů
• Výběr vhodného typu odpadní vody s ohledem na využití pokročilých oxidačních procesů
• Identifikace a porovnání vhodných pokročilých oxidačních procesů pro vybraný typ odpadní vod

Zajímavost:

Množství přízemního ozonu v atmosféře nacházejícího se na ploše fotbalového hřiště by stačilo k pokročilé oxidaci stovek litrů odpadní vody.

---

Efektivní metody čištění odpadní vody po recyklaci plastů

Garant: Ing. Michal Touš, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Michaela Procházková

Charakteristika tématu:

Téma bakalářské práce se zaměřuje na problematiku odpadních vod vznikajících během recyklace plastového odpadu. Téma práce je rešeršního charakteru, případně je možné do práce zahrnout experimentální činnost. Student se seznámí s aktuálními technologiemi těchto vod a jejich vlivem na kvalitu životního prostředí, proto je téma vhodné pro studenty, kteří chtějí prohloubit své znalosti v oblasti odpadového hospodářství, s důrazem na inovační přístupy k recyklaci odpadních vod v průmyslovém prostředí.

Význam řešené problematiky:

Recyklace plastů je klíčová pro snížení znečištění životního prostředí, avšak při těchto procesech vzniká velké množství odpadní vody. Ta je často neefektivně zpracována a obsahuje mikroplasty, nanoplasty a nebezpečná aditiva, jako jsou ftaláty či těžké kovy. Tyto látky představují významné enviromentální riziko, protože jsou toxické a dlouhodobě zůstávají v životním prostředí. Pro ochranu vodních ekosystémů a zdraví lidí a zvířat je nezbytné nalézt efektivní způsob zpracování těchto odpadních vod. Téma je aktuální vzhledem k nárůstu globální produkce plastového odpadu a potřeby zavádění nových technologií v oblasti vodního hospodářství.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Literární rešerše složení odpadní vody vznikající při recyklaci plastů
• Zmapování platné legislativy a norem týkajících se nakládání s těmito vodami
• Představení současných metod a technologií pro zpracování a recyklaci této odpadní vody
• Kritické zhodnocení a porovnání jednotlivých metod

Zajímavosti:

Věděli jste, že mikroplasty se nacházejí všude kolem nás? Mikroplasty jíme, pijeme a dýcháme. Průměrně může člověk ročně zkonzumovat mezi 5 až 250 gramy plastů. Pro představu to odpovídá konzumaci 1 až 50 kreditních karet za rok. A největším zdrojem mikroplastů je právě voda, a to jak balená, tak i kohoutková.

---

Udržitelné nakládání s vodou během životního cyklu baterií a/nebo fotovoltaických panelů

Garant: Ing. Michal Touš, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Michaela Procházková

Charakteristika tématu:

Tato bakalářská práce je zaměřena na problematiku nakládání s vodou při výrobě, provozu a recyklaci elektroodpadu, převážně baterií a fotovoltaických panelů. Cílem práce je prozkoumat technologie čištění těchto odpadních vod a možnosti optimalizace spotřeby vody a minimalizace znečištění vod v průmyslu spojeném s obnovitelnými zdroji energie. Student má možnost téma dále modifikovat dle svých zájmů a preferencí, například zaměření na konkrétní fázi životního cyklu (výroba, provoz, recyklace) nebo na specifickou oblast, jako jsou fotovoltaické panely nebo baterie, příp. zaměření na baterie z elektromobilů.

Význam řešené problematiky:

Vzhledem k narůstající poptávce po bateriích a fotovoltaických panelech, které jsou klíčové pro přechod na obnovitelné zdroje energie, se zvyšuje potřeba efektivního hospodaření s vodními zdroji. Voda je nezbytnou součástí výroby i recyklace těchto zařízení, ale při neefektivním nakládání s odpadními vodami hrozí znečištění vodních ekosystémů těžkými kovy a dalšími toxickými látkami. Efektivní nakládání s vodou nejenže snižuje environmentální rizika, ale také podporuje udržitelnost celého životního cyklu elektroodpadu.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Literární rešerše současného stavu poznání produkce a složení odpadních vod
• Analýza platné legislativy týkající se nakládání s odpadní vodou
• Zmapování využívaných technologií zpracování odpadní vody
• Zhodnocení a porovnání jednotlivých metod

Zajímavosti:

Víte, že při recyklaci solárních panelů mohou do prostředí unikat toxické látky, jako jsou kadmium a olovo, které ohrožují vodní ekosystémy. Ačkoli jsou panely ekologickou alternativou k fosilním palivům, jejich životní cyklus může představovat velká environmentální rizika. I proto je recyklace těchto zařízení nejen otázkou udržitelnosti, ale i technologickou výzvou, jak minimalizovat negativní dopady na životní prostředí.

---

Recyklace vody na vesmírné stanici

Garant: Mgr. Ing. Marek Vondra Ph.D.
Vedoucí práce: Mgr. Ing. Marek Vondra Ph.D.

Charakteristika tématu:

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou recyklace vody ve vesmírném prostředí. Je rešeršního a teoretického charakteru a je vhodná pro studenty, kteří chtějí prozkoumat výzvy a technologie spojené s vodou na vesmírných stanicích. Práce může být zaměřena na specifickou vesmírnou stanici nebo misi.

Význam řešené problematiky:

Predikce chování systémů je pro procesního inženýra klíčová, ať už se jedná S ohledem na dlouhodobé mise na vesmírných stanicích a budoucí kolonizaci vesmíru je klíčové vyvíjet a optimalizovat systémy pro recyklaci vody. Tato práce se zaměří na moderní technologie a postupy pro udržitelnou a efektivní recyklaci vody ve vesmíru. Praktický význam tématu spočívá mimo jiné ve skutečnosti, že mnoho vesmírných technologií našlo později uplatnění v průmyslových aplikacích. Hodnocení přenosu technologií do „pozemského“ měřítka by měl být jednou z podkapitol práce.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Rešerše vesmírných stanic a misí se zaměřením na systémy pro recyklaci vody
• Popis metod a technologií pro recyklaci vody ve vesmírném prostředí: principy, schémata, výhody a nevýhody
• Hmotnostní a energetická bilance modelového recyklačního systému
• Hodnocení přenositelnosti dílčích technologií do pozemských aplikací

Zajímavosti:

Na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) je systém recyklace vody vysoce účinný, přičemž asi 98 % vody používané astronauty je recyklováno a čištěno pro opětovné použití. ISS dokáže ročně recyklovat přibližně 6 000 litrů (1 585 galonů) vody. Tato recyklovaná voda zahrnuje moč, vlhkostní kondenzát a odpadní vodu z různých činností na stanici.

---

Data science jako prostředek pro analýzu a zlepšování průmyslových procesů

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Václav Miklas

Charakteristika tématu:

Téma bakalářské práce je primárně rešeršního charakteru, v případě zájmu je ji však možno rozšířit – v rámci samotné bakalářské práce či navazující diplomové práce – o praktickou aplikaci data science na vybraný průmyslový provoz.

Význam řešené problematiky:

Data science neboli datová věda je odvětví každým rokem nabývající na významu. Představuje obecné postupy umožňující analýzu, interpretaci a zhodnocení dat v široké řadě aplikací. Zatímco datovému vědci často data chybí, procesní inženýři potýkající se s provozními daty z průmyslových procesů mají opačný problém: rozsáhlé soubory často zašuměných dat, obsahující neužitečné či nepřesně měřené veličiny, výpadky a nadbytečné časové úseky (např. odstávky). Tato „změť dat“ přitom lze vhodnými metodami využít ke zlepšování energetické a materiálové efektivity, prediktivní údržbě, nahrazení fyzické senzoriky či strategickým rozhodnutím. Synergické propojení data science a procesního inženýrství je tak nejen užitečné, ale zároveň absolventovi disponující takovým souborem dovedností značně zlepší možnosti uplatnění.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Výběr a stručný popis analyzovaného průmyslového provozu, spolu s formulací kritérií jeho zlepšení
• Rešerše dostupných provozních dat, literatury a úspěšných případových studií, v nichž byla datová věda nasazena ve vybraném provozu
• Diskuze výsledků rešerše, možností formulovaného zlepšení procesu a identifikace budoucích výzkumných výzev

Zajímavosti:

Věděli jste, že velký průmyslový provoz často vygeneruje řadu GB až TB surových dat za den?

---

Magnetické nanočástice: Nová éra přímé osmózy

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Václav Miklas

Charakteristika tématu:

Význam řešené problematiky:

Membránová filtrace je široce využívanou metodou v oblasti čištění a úpravy vod. Pro aplikace vyžadující špičkovou kvalitu vody (např. oběhové vodní hospodářství v podnicích) je nejpoužívanější reverzní osmóza, která však nese řadu nevýhod, hlavně z hlediska finanční a energetické náročnosti. Přímá osmóza nabízí úspornější alternativu, avšak vyžaduje regeneraci pracovního roztoku (např. solanky), což je energeticky kritický krok. Využití magnetických nanočástic v inovativních pracovních roztocích, díky řádově snazší regeneraci, může představovat revoluci pro efektivní a ekologicky šetrnější využití v tomto odvětví. Tato technika nachází významné uplatnění nejen v čištění a úpravě vody, ale i v dalších průmyslových odvětvích, což z toto téma činí atraktivní nejen z vědeckého, ale i praktického hlediska, a nabízí řešení s velkým potenciálem pro budoucí aplikace.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Úvod do přímé osmózy.
• Přehled pracovních roztoků u přímé osmózy, jejich vlastnosti výhody, nevýhody a limitace.
• Podrobná rešerše magnetických nanočástic s důrazem na jejich efektivitu, náklady, ekologické výhody, možné překážky v jejich implementaci a srovnání s konvenčními pracovními roztoky.

Zajímavosti:

Osmotický tlak může být tak silný, že se využívá k výrobě energie. V Norsku byl již v r. 2009 postaven pilotní projekt, který využívá rozdíl mezi slanou a sladkou vodou k produkci elektřiny.

---

Cirkulární průmysl: Synergické využití pracovního roztoku z přímé osmózy

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Václav Miklas

Charakteristika tématu:

Význam řešené problematiky:

V současné době roste důraz na udržitelnost a cirkulární ekonomiku, zejména v průmyslovém prostředí, kde jsou vodní zdroje vzácné a energeticky náročné procesy pro čištění a úpravu vody jsou nákladné. Přímá osmóza představuje inovativní technologii, která může přispět k úsporám energie a snížení spotřeby vody. Významnou výzvou je však regenerace pracovního roztoku – energeticky nejnáročnější krok, který by bylo možné pomocí přímého využití zředěného pracovního roztoku eliminovat. Vytvoření uzavřeného systému by nejen snížilo náklady na vodní zdroje, ale také přispělo k environmentální udržitelnosti. Téma má velký potenciál pro praktické aplikace v různých odvětvích a je atraktivní pro budoucí výzkum i implementaci v reálných provozech.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Úvod do přímé osmózy, její principy a role v cirkulárním průmyslu
• Rešerše pracovních roztoků používaných v přímé osmóze a identifikace konkrétních aplikací pro jejich synergické využití v průmyslovém procesu, s důrazem na cirkulární ekonomiku a uzavření vodního cyklu
• Kvalitativní a kvantitativní posouzení vybrané aplikace na základě dostupných literárních dat a výpočtových modelů

Zajímavosti:

Lidské tělo udržuje osmotický tlak v tělních tekutinách na přibližně 7,5–8 atm, což je klíčové pro transport vody. Vědci v tomto hledají inspiraci – biomimetické membrány, napodobující buněčné stěny, ukazují v oblasti reverzní i přímé osmózy velmi slibné výsledky s příslibem pro komerční využití.

Věděli jste, že velké průmyslové prádelny jsou schopny za směnu zpracovat až 10 tun prádla? Na takovou směnu poté připadá produkce více než 80 000 litrů odpadní vody.

---

Data science pro optimální řízení energetického systému

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Marek Kollmann.

Charakteristika tématu:

Cíl této bakalářské práce je vytvoření metodiky, pro optimalizaci nakládání se zdroji energie energetického systému – jako je například dům se solární baterií, tepelným čerpadlem a Teslou.

Úkol zahrnuje aplikaci technik a metodologie data science k řešení problémů spojených s řízením energetického systému, jako jsou například: optimalizace výkonu solárních baterií, předpovídání špičkových hodnot poptávky po energii nebo řízení zatížení elektrické sítě.

Význam řešené problematiky:

Vzhledem k tomu, že celosvětová poptávka po energii stále roste, je naléhavě nutné optimalizovat využití energetických zdrojů, zejména v souvislosti s decentralizovanými energetickými systémy, jako jsou domy vybavené solárními panely, tepelnými čerpadly a systémy pro ukládání energie, jako jsou například Tesla Powerwalls. Tyto systémy nabízejí potenciál pro snížení nákladů na energii, snížení dopadu na životní prostředí a zvýšení energetické odolnosti, ale jejich optimální provoz a řízení vyžadují pokročilé techniky.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Provést rešerši v oblasti „data-driven“ řízení energetických systémů.
• Vytvoření metodologie pro optimalizaci energetického systému.
• Pro konkrétní dataset vypracovat případovou studii.

Zajímavosti:

Nadměrná výroba solární energie během slunečných dnů může způsobit napěťové rázy v elektrické síti, které mohou poškodit spotřebiče a infrastrukturu, což zvýrazňuje potřebu pokročilých řešení pro řízení sítě, aby byla integrace solární energie vyvážená.

---

Digitální dvojčata čistíren odpadních vod

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Václav Miklas

Charakteristika tématu:

Téma bakalářské práce je rešeršního charakteru. Vhodná je zejména pro studenty s chutí „něco opravdu změnit“, a to poukázat na potenciál modelování a simulace čistíren odpadních vod, tedy oblasti s nižší mírou dosavadního praktického uplatnění těchto postupů.

Význam řešené problematiky:

Predikce chování systémů je pro procesního inženýra klíčová, ať už se jedná o návrh, troubleshooting či optimalizaci zařízení. Nejinak je tomu u čistíren odpadních vod (ČOV), které však často vynikají dynamikou procesů a vysokou mírou komplexity, což činí jejich modelování velkou výzvou. O tom svědčí i to, že například od vzniku prvních dynamických modelů aktivovaného kalu v 80. letech nedošlo k výraznému rozšíření procesní simulace v tomto odvětví. Čistírny tak často mohou být provozovány neoptimálně z pohledu energií a emisí, a nedisponují nástroji pro vyhodnocení potenciálních investic či změněných provozních stavů. Jedná se tedy o velmi aktuální téma bakalářská práce, která by podala ucelený přehled o možnostech, omezeních a trendech v oblasti simulace ČOV.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Stručný úvod do technologie ČOV
• Rešerše a popis dostupných modelových přístupů pro ČOV, případně komerčních produktů tyto přístupy využívajících
• Diskuze nad představenými řešeními z pohledu uplatnitelnosti v praxi v rámci ČR, s důrazem na kompromis mezi náročností tvorby modelu a jeho praktickými přínosy

Zajímavosti:

Největší čistírna odpadních vod na světě, Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant, zpracuje denně kolem 1,25 mil. kubických metrů odpadní vody. To je objem odpovídající krychli o hraně zhruba 108 metrů.

---

Analýza výhodnosti vakového zásobníku pro podtlakové aplikace

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jan Kalina

Charakteristika tématu:

Téma se zabývá analýzou výhodnosti použití vakového zásobníku pro podtlakové aplikace. Vakový zásobník umožňuje ukládání provozní kapaliny za atmosférického tlaku pomocí čerpadla, což může být alternativou k tradičním podtlakovým nádobám, které ale nevyžadují čerpadlo. Cílem je porovnat efektivitu, náklady a provozní parametry obou systémů.

Význam řešené problematiky:

Řešení této problematiky je klíčové pro optimalizaci podtlakových systémů v průmyslových aplikacích. Správná volba zásobníku může vést k úsporám energie, snížení nákladů na údržbu a zvýšení celkové efektivity systému. Výsledky této analýzy mohou přinést významné ekonomické a ekologické výhody. Analýza pomůže při vývoji v projektu ABSYSTOR.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Porovnat efektivitu vakového zásobníku a podtlakové nádoby.
• Analyzovat náklady na instalaci a provoz obou systémů.
• Vyhodnotit provozní parametry a spolehlivost.
• Navrhnout doporučení pro konkrétní aplikace.

Zajímavosti:

Víte, že podtlakové nádoby jsou pro velké objemy dražší, než vakové zásobníky? Na rozdíl od nich, ale nepotřebují pro plnění pomoc od čerpadla

---

Rešerše tepelných baterií v průmyslu

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jan Kalina

Charakteristika tématu:

Rešerše tepelných baterií v průmyslu se zaměřuje na analýzu a hodnocení různých typů tepelných baterií používaných v průmyslových aplikacích. Téma zahrnuje zkoumání kapacity, účinnosti, způsobů nabíjení a vybíjení těchto baterií, a také jejich připojení k různým průmyslovým systémům.

Význam řešené problematiky:

Tepelné baterie představují klíčový prvek pro zvyšování energetické účinnosti a udržitelnosti v průmyslu. Jejich správné využití může vést k významným úsporám energie a snížení emisí skleníkových plynů. Výzkum v této oblasti je proto zásadní pro budoucí rozvoj průmyslových technologií.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Analyzovat kapacitu tepelných baterií v průmyslových aplikacích.
• Zhodnotit aktuální formy tepelných baterií a jejich účinnost.
• Prozkoumat způsoby nabíjení a vybíjení tepelných baterií.
• Identifikovat aktuální formy připojení tepelných baterií k průmyslovým procesům.

Zajímavosti:

Víte, že tepelné baterie mohou uchovávat energii ve formě tepla po dobu několika dní až týdnů?

---

Návrh senzoriky absorpčnímu systému tepla

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jan Kalina

Charakteristika tématu:

Návrh senzoriky absorpčnímu systému tepla se zaměřuje na optimalizaci umístění a výběru senzorů pro monitorování a řízení procesů systému absorpčního typu tepelné baterie. Tento projekt zahrnuje i návrh vyhodnocovací jednotky, která bude zpracovávat data ze senzorů a poskytovat přesné informace o stavu systému.

Význam řešené problematiky:

Řešení této problematiky je klíčové pro zlepšení energetické účinnosti a snížení provozních nákladů v průmyslových aplikacích. Přesné monitorování a řízení parametrů může vést k optimalizaci výkonu systému, snížení spotřeby energie a minimalizaci emisí skleníkových plynů. Tento projekt přispívá k udržitelnému rozvoji a ochraně životního prostředí. Práce se dotýká projektu ABSYSTOR.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Navrhnout umístění senzorů v absorpčním systému tepla.
• Vybrat vhodné typy senzorů pro monitorování relevantních parametrů.
• Vytvořit návrh vyhodnocovací jednotky pro zpracování dat ze senzorů.

Zajímavosti:

Víte, že podtlakové nádoby jsou pro velké objemy dražší, než vakové Víte, že absorpční systémy tepla mohou využívat odpadní teplo z průmyslových procesů, čímž snižují celkovou spotřebu energie?

---

Experiment absorpčně-desorpční tepelné bilance

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jan Kalina

Charakteristika tématu:

Experiment absorpčně-desorpční tepelné bilance se zaměřuje na studium procesů absorpce a desorpce tepla v úložišti tepla. Tento experiment je klíčový pro pochopení, jak materiály reagují při absorpci a jak při desorpci. Cílem je navrhnout a provést experiment, který přesně měří tepelné vlastnosti pracovní látky a vyhodnotí účinnost v různých podmínkách.

Význam řešené problematiky:

Řešení této problematiky je zásadní pro vývoj jednotky pro ukládání tepla absorpčním způsobem. To může vést k efektivnějšímu využívání energie, snížení nákladů a zlepšení celkové energetické účinnosti průmyslových procesů. Výsledky tohoto výzkumu mohou také přispět k udržitelnějšímu rozvoji a ochraně životního prostředí.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Navrhnout experiment měření absorpčně-desorpční tepelné bilance.
• Provedení experimentu s pracovní látkou za vybranými podmínkami.
• Vyhodnotit výsledky a porovnat je s teoretickými předpoklady.

Zajímavosti:

Víte, že validace tabulkových dat je klíčová pro vývoj nových zařízení s lepšími vlastnostmi?

---

Rešerše měřených veličin odpadních vod

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jan Kalina

Charakteristika tématu:

Rešerše měřených veličin odpadních vod se zaměřuje na analýzu různých parametrů, které jsou klíčové pro hodnocení kvality odpadních vod. Téma zahrnuje jak rešerši kvalitativních, tak kvantitativních měření, a to pomocí různých senzorů a technologií. Cílem je poskytnout komplexní přehled o metodách a technikách používaných při monitorování a vyhodnocování odpadních vod.

Význam řešené problematiky:

Řešení problematiky měření veličin odpadních vod je zásadní pro ochranu životního prostředí a veřejného zdraví. Přesné a spolehlivé měření umožňuje identifikovat znečišťující látky a jejich koncentrace, což je klíčové pro efektivní řízení a čištění odpadních vod. Tím se přispívá k udržitelnosti vodních zdrojů a prevenci ekologických katastrof.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Analyzovat metody kvalitativního a kvantitativního měření.
• Identifikovat klíčové veličiny měřené v odpadních vodách.
• Posoudit efektivitu různých senzorů a technologií.

Zajímavosti:

Víte, že moderní senzory dokážou detekovat i velmi nízké koncentrace znečišťujících látek v odpadních vodách?

---

Návrh in situ senzoriky odpadní vody

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jan Kalina

Charakteristika tématu:

Rozsah tématu bude přizpůsoben podle typu práce (BP/DP). Téma se zaměřuje na návrh in situ senzoriky pro monitorování kvality odpadní vody. Cílem je navrhnout systém, který umožní kontinuální a přesné měření různých parametrů, jako například pH, teplota, chemické složení a biologické kontaminanty. Tento systém by měl být schopen fungovat v reálném čase a poskytovat data pro okamžitou analýzu a řízení technologie ČOV.

Význam řešené problematiky:

Monitorování kvality odpadní vody je klíčové pro ochranu životního prostředí a veřejného zdraví. Efektivní senzorický systém může pomoci identifikovat znečištění v raném stádiu, což umožní rychlou reakci a minimalizaci negativních dopadů. Navíc, přesné a kontinuální měření může přispět k optimalizaci procesů čištění vody a snížení provozních nákladů.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Rešerše měřitelných veličin a sledovaných parametrů odpadní vody
• Návrh systému senzoriky in situ odpadní vody
• Zohlednění požadavku na dlouhodobou stabilitu a odolnost systému
• Zohlednění ekonomické efektivity navrženého řešení

Zajímavosti:

Víte, že v současnosti probíhá analýza odpadní vody po čištění systémem odběru vzorků a jejich analýzy v laboratoři? Celý proces je nákladný, zdlouhavý a neumožňuje rychlé zásahy do technologie čistírny odpadních vod? Senzorika navrhovaná v této práci by mohla zamezit incidentu na Bečvě…

---

Využití membránových technologií v systémech nakládání s odpadními vodami

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce:Ing. David Horňák

Charakteristika tématu:

Nabízené téma bakalářské práce je rešeršního charakteru. Práce je vhodná pro studenty, kteří se chtějí seznámit s problematikou využití membránových technologií se zaměřením na odpadní vody.

V případě zájmu studenta je možné zacílit práci více na experimentální činnost. Student by na základě rešerše vybral jeden (případně více) konkrétní typ odpadní vody, s kterou by provedl experimenty na technologiích v Laboratoři energeticky náročných procesů.

Význam řešené problematiky:

Membránové technologie jsou v poslední době trendem v oblasti separace látek. Jejich využití je velmi široké, avšak ne pro každou aplikaci jsou membránové technologie vhodné, zejména v oblasti zpracování odpadních vod. Záleží na vlastnostech zpracovávaného roztoku i na charakteristikách procesu k němuž je zpracování odpadní vody přidruženo. Práce by tedy měla podat přehled o membránových technologiích a jejich výhodách a nevýhodách. V případě zájmu studenta by mohla být práce rozšířena o jednoduchý experiment s konkrétním typem odpadní vody (mlékárenská, prádelenská, vinařská apod.), na které by byla testována účinnost membránových technologií.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Rešerše membránových technologií
• Srovnání membránových technologií
• Zhodnocení možnosti využití pro vybrané odpadní vody

Zajímavosti:

Víte, že v současnosti probíhá analýza odpadní vody po čištění systémem Například nanofiltry mají velikost pórů 1 až 3 nm a separují látky přibližně do 102-104 Da, což odpovídá např. molekulám cukrů, barviv, pesticidů a herbicidů.

---

Modelování Chytré domácnosti

Garant: Ing. Michal Touš Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Marek Kollmann

Charakteristika tématu:

Nabízené téma bakalářské práce je rešeršního charakteru. Práce je vhodná pro studenty, kteří se chtějí seznámit s problematikou využití membránových technologií se zaměřením na odpadní vody.

V případě zájmu studenta je možné zacílit práci více na experimentální činnost. Student by na základě rešerše vybral jeden (případně více) konkrétní typ odpadní vody, s kterou by provedl experimenty na technologiích v Laboratoři energeticky náročných procesů.

Význam řešené problematiky:

Chytré domácnosti jsou považovány za budoucnost řízení spotřeby energií v rezidenčním sektoru. Umožňují nejen snižovat náklady na energie, ale také optimalizovat využití energetických zdrojů v závislosti na poptávce a dostupnosti obnovitelných zdrojů. Řízení chytré domácnosti pomocí datově řízených modelů nabízí potenciál pro zlepšení energetické účinnosti a zvýšení komfortu obyvatel.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Vytvořit model chytré domácnosti s důrazem na efektivní řízení spotřeby energií.
• Analyzovat možnosti integrace IoT pro automatizaci domácnosti.
• Pro konkrétní případovou studii navrhnout optimalizační strategie pro řízení energetických zdrojů.

Zajímavosti:

Navzdory běžnému přesvědčení jsou chytré domy známé již dlouho. První koncepty vznikly v letech 1966 až 1967.