|
|
Flow simulations approach for flocculation tanks
Idžakovičová, Kristýna ; Bílek, Vojtěch ; Haidl, Jan ; Isoz, M. ; Pivokonský, Martin
Flocculation in water treatment facilities plays a key role in the separation of colloidal inorganic and organic substances. Its optimization leads to a significant increase in its efficiency and savings of operational costs. However, it is currently based on trial-and-error experimental approaches. In this contribution, we focus on flow modeling in stirred flocculation tanks that would, after coupling with a calibrated model of particle aggregation, enable simulationbased flocculation optimization. Despite the abundance of literature on stirred tank modeling, there is no universal agreement on the methodology used to describe turbulence nor on the approach to the computational mesh creation. Consequently, there is no unified methodology for simulations and their validation. To address this, we present a best-practice methodology for economical, yet reliable flow simulations in the said device. This methodology includes the choice of the turbulence model, the approach to the design of a high quality mesh suitable for arbitrary geometries, and results evaluation. It is developed based on an extensive literature review, a multitude of flow simulations using several meshes of progressively higher quality and resolution, and various strategies to converge to steady-state flow conditions. The simulation quality indicators used here involve comparison with the experimental data on fluid velocity, stirrer power output, and flow rate through the impeller zone. Additionally, the resulting flow simulation models are compared using tracer transport simulations, hinting at their potential for coupling with particle aggregation models.
|
|
|
Improvement of an unbaffled stirred tank mixing characteristics using variable speed impeller
Gebouský, Ondřej ; Haidl, Jan ; Bodnár, J. ; Pivokonský, Martin
Unbaffled mixing tanks with magnetically driven impellers are increasingly used in biotechnological and pharmaceutical industries, combining the benefits of a closed, sterile environment with easy equipment cleanability. On the other hand, missing internals, such as baffles or cooling coils, have an adverse effect on the equipment mixing characteristics, namely the batch\nhomogenization time. In our previous research, we uncovered that the eccentricity and inclination of the impeller – both employed routinely to enhance the mixing characteristics of unbaffled vessels – are not fully effective in the suppression of central vortex formation resulting in the increase in the homogenization time. In this work, we propose a simple solution to counteract the central vortex formation – a periodical variation of impeller rotational speed. This approach destabilizes the central vortex, significantly reducing homogenization time while maintaining the benefits of the original unbaffled setup. This innovation can seamlessly integrate into existing industrial setups, promising efficiency gains for biotech and pharmaceutical production.
|
|
| |
|
|
Adsorpce pesticidů na granulovaném aktivním uhlí při úpravě vody
Kopecká, Ivana ; Hnaťuková, Petra (vedoucí práce) ; Pivokonský, Martin (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na výzkum adsorpčních procesů při odstraňování pesticidů na granulovaném aktivním uhlí (GAC) v procesu úpravy vody. Při adsorpci pesticidů na GAC je dosahováno značné účinnosti jejich odstranění, která však může být radikálně snížena přítomností přírodních organických látek (NOM, Natural Organic Matter) v upravované vodě. Mezi tyto látky patří i tzv. AOM (Algal Organic Matter) produkované fytoplanktonem, které díky rozdílné molekulové hmotnosti obsažených frakcí mohou adsorpci pesticidů ovlivňovat podobně jako NOM dvěma hlavními mechanismy - přímou kompeticí o adsorpční místa na povrchu GAC a blokací pórů. Byly provedeny rovnovážné vsádkové a kinetické adsorpční experimenty se dvěma typy GAC (Norit 1240 a Filtrasorb 400) a dvěma pesticidy (terbuthylazin a alachlor). Pro posouzení vlivu AOM na adsorpci pesticidů bylo pro experimenty použito uhlí nezatížené a předem zatížené AOM. Hodnocen byl i vliv pH roztoku na kompetitivní adsorpci AOM. Pesticidy byly ze vzorků extrahovány metodou SPE a stanoveny na plynovém chromatografu (GC-ECD). AOM byly blíže charakterizovány metodou frakcionace na sorpčních pryskyřicích. U proteinových složek AOM bylo pomocí kapalinové SEC chromatografie stanoveno zastoupení zjevných molekulových hmotností. Dosažené výsledky prokázaly rozdílnou...
|
|
|
Forest springs, a safe source of drinking water?
Mikuška, Pavel ; Alexa, Lukáš ; Kouřilová, S. ; Cigánková, Hana ; Křůmal, Kamil ; Itterheimová, Petra ; Kubáň, Petr ; Matoušek, Tomáš ; Barešová, Magdalena ; Pivokonský, Martin
Water from 25 forest springs was characterized for basic physical parameters and chemical and bacteriological composition. Chemical composition was mostly within limits for drinking water, but bacteriological results indicate faecal pollution of water in majority studied springs.
|
|
|
Pokročilé metody odstraňování obtížně koagulovatelných látek při úpravě vody
Fialová, Kateřina ; Pivokonský, Martin (vedoucí práce) ; Mašín, Pavel (oponent) ; Brányik, Tomáš (oponent)
Úprava pitné vody je v dnešní době stále náročnější z důvodu rostoucího znečištění, ať už vlivem člověka či vlivem globálního oteplování. Voda se stává koktejlem látek, na které již konvenční proces úpravy vody založený na koagulaci/flokulaci často nestačí. Tato disertační práce se zabývá studiem pokročilých metod odstraňování obtížně koagulovatelných látek, zvláště pak adsorpcí, při úpravě vody. Zvláštní důraz je kladen na odstraňování manganu, látek produkovaných fytoplanktonem (AOM) a per- a polyfluorovaných alkylových sloučenin (PFAS). V souvislosti s antropogenními mikropolutanty byla pozornost věnována i jejich výskytu a interakcím ve vodním prostředí. V rámci výzkumu byl syntetizován nový adsorbent na bázi TiO2 za účelem odstraňování Mn2+ . Vzhledem ke skutečnosti, že připravený adsorbent vykazoval vysokou účinnost odstranění Mn2+ v širokém rozsahu hodnot pH ve srovnání s konvenční metodou demanganizace, kde je pro účinné odstranění manganu potřeba dosáhnout velmi vysokých hodnot pH, může sloužit jako vhodná alternativní metoda demanganizace. V souvislosti s odstraňováním AOM byl zkoumán vliv vlastností roztoku na adsorpci na různé typy granulovaného aktivního uhlí (GAU). Bylo zjištěno, že účinnost adsorpce AOM je ovlivněna nejen charakterem adsorbované látky a použitého adsorbentu, ale dále...
|
|
|
Výskyt a odstraňování znečišťujících organických látek při úpravě pitné vody
Prokopová, Michaela ; Pivokonský, Martin (vedoucí práce) ; Brányiková, Irena (oponent) ; Kříženecká, Sylvie (oponent)
Znečištění vodních zdrojů jak přírodními organickými látkami, tak antropogenními mikropolutanty je celosvětovým problémem s významným dopadem na upravitelnost vody a kvalitu pitné vody. Jedním z aktuálních témat je proliferace buněk řas a sinic a s tím související uvolňování organických látek produkovaných během jejich životního cyklu (AOM). Přítomnost AOM ve zdrojích pitné vody může ovlivňovat organoleptické vlastnosti vody nebo vést ke vzniku vedlejších produktů dezinfekce, a to zejména v případě vysokého podílu neproteinové frakce AOM, která je konvenční úpravou pitné vody založenou na koagulaci/flokulaci obtížně odstranitelná. Část disertační práce je proto věnována složení a charakterizaci AOM, jejich chemické koagulaci i elektrokoagulaci a posouzení procesu ozonizace ve vztahu k odstraňování neproteinové frakce AOM při úpravě pitné vody. Druhá část disertační práce se zabývá výskytem, charakterizací a odstraňováním perzistentních antropogenních látek, a to mikroplastů (MPs) a per- a polyfluorovaných organických sloučenin (PFAS), při úpravě pitné vody. Na základě výsledků ozonizace neproteinové složky AOM bylo zjištěno, že v závislosti na podmínkách ozonizace (dávka O3, hodnota pH) dochází ke změně povrchového náboje, molekulové hmotnosti nebo k částečné mineralizaci těchto látek. Při...
|
|
|
Možnosti odstraňování perfluorovaných organických sloučenin (PFCs) na úpravnách pitné vody a jejich výskyt ve zdrojích pitné vody v ČR
Čermáková, Lenka ; Fialová, Kateřina ; Prokopová, Michaela ; Semerád, Jaroslav ; Petříček, Radim ; Pivokonská, Lenka ; Cajthaml, Tomáš ; Pivokonský, Martin
Tato souhrnná výzkumná zpráva byla realizována v rámci projektu TAČR TJ04000212 programu na podporu aplikovaného výzkumu ZÉTA „Možnosti odstraňování perfluorovaných organických sloučenin (PFCs) na úpravnách pitné vody a jejich výskyt ve zdrojích pitné vody v ČR“. Tato zpráva je určena provozovatelům úpraven vod a slouží jako základní materiál pro optimalizaci procesu koagulace/flokulace a adsorpce při úpravě vody. Zpráva podrobně vysvětluje problematiku odstraňování perfluorovaných organických látek (PFCs) při úpravě vody, zejména procesem adsorpce v poloprovozních podmínkách. Tato zpráva bude použita jako teoretický podklad pro provoz úpravny vody v Kutné Hoře provozovanou Vodohospodářskou společností Vrchlice – Maleč, a. s.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.