Téma dizertační práce
Optimalizace procesu mikroaerace pro odstraňování sulfanu z bioplynu
Problém
Současným trendem jsou stále se zvyšující požadavky na kvalitu bioplynu, se kterými se pojí i nutnost odstraňovat z bioplynu sulfan, který se tvoří při anaerobním zpracování vod bohatých na sírany. Sulfan je vysoce nežádoucí plyn, který může mimo jiné způsobovat problémy s využitím bioplynu v kogenerační jednotce, případně jeho znovuvyužití zcela vyloučit. Jednou z možností, jak sulfan z reaktoru odstranit je využití levné a účinné metody zvané mikroaerace. Dávkování malého množství vzduchu do fermentoru podporuje růst sulfid oxidujících bakterií, které se vyskytují v biofilmu na stěnách reaktoru a oxidují sulfan na elementární síru. V procesech s přerušovaným mícháním je však koncentrace sulfanu velice proměnlivá a spolehlivé řízení procesu není možné. Správné pochopení procesu mikroaerace je tedy limitující pro optimalizaci procesu v těchto systémech.
Řešení
Cílem tohoto tématu je detailní popis biochemických procesů v biofilmu a faktorů ovlivňujících mikroaeraci. K získání experimentálních dat jsou provozovány laboratorní bioreaktory s jasně definovanými rozměry, přičemž cílem je získání poznatků o vlivu plochy plynového prostoru, plochy hladiny, intenzity míchání a popis bakteriálních kultur v biofilmu. Vzhledem ke komplexnosti biologických systémů je využíváno srovnání dat s cíleně navrženými matematickými modely pro detailní popis jednotlivých vlivů.
Další oblasti zájmu
Vzdělání
- 2019 - současnost: VŠCHT Praha, FTOP, Ústav Technologie Vody a Prostředí, doktorand
- 2017 – 2019 VŠCHT Praha, FTOP, Ústav technologie vody a prostředí, magisterská práce: „Vliv geometrie plynového prostoru na odstranění H2S z bioplynu v mikroaerovaném fermentoru”
- 2014 – 2017 VŠCHT Praha, FTOP, bakalářská práce: “Anaerobní čištění městských odpadních vod s použitím anaerobního membránového reaktor “
Podíl na výuce
- Laboratoře technologie vody (Anaerobní procesy)
- Laboratoře analytiky vody
Publikace
Články:
- Andreides, M., P. Dolejš and J. Bartáček (2022). "The prediction of WWTP influent characteristics: Good practices and challenges." Journal of Water Process Engineering 49: 103009.
- Andreides, M.; Pokorná-Krayzelová, L.; Bartáček, J.; Jeníček, P. Biological H2S removal from gasses. Kapitola v knize In Environmental Technologies to Treat Sulfur Pollution, 2nd ed.; Lens, P. N., Eds.; IWA Publishing: London, 2020; pp 345–365.
- Andreides, M.; Pokorná-Krayzelová, L.; Bartáčková, J.; Bartáček, J., 2021. Stirring-based control strategy for microaerobic H2S removal in sequencing batch anaerobic digesters. Fuel 306. 10.1016/j.fuel.2021.121696
- Andreides M, Pokorná-Krayzelová L, Říhová Ambrožová J, Volcke EIP, Bartáček J. Key parameters influencing hydrogen sulfide removal in microaerobic sequencing batch reactor. Biochemical Engineering Journal. 2021;168.
Přednášky:
- Markéta Andreides, Petr Dolejš, Vojtěch Bareš, Martin Fencl, Petr Sýkora, Zuzana Nováková, Jiří Jirkovský, Lukáš Chalupa, David Stránský, Jan Bartáček, Využití cloud-computingu a prediktivní analýzy odpadní vody za účelem zvýšení efektivity provozu ČOV, Voda 4.0 2021; Praha, Česká Republika 16. září 2021; počet stran fulltextu: 6
- Andreides M., Pokorná-Krayzelová L., Bartáček J.; Optimalizace míchání fermentoru pro zvýšení účinnosti odstranění pro zvýšení účinnost odstranění sulfanu mikroaerací, Voda 2021; Litomyšl, Česká Republika 22.- 24. září 2021; počet stran fulltextu: 6
- Markéta Andreides, Petr Dolejš, Vojtěch Bareš, Martin Fencl, Petr Sýkora, Zuzana Nováková, Jiří Jirkovský, Lukáš Chalupa, David Stránský, Jan Bartáček, Využívání cloud-computingu a neuronových sítí pro prediktivní analýzu odpadní vody, Voda 2021; Litomyšl, Česká Republika 22.- 24. září 2021; počet stran fulltextu: 4
- Andreides, M., Dolejš, P., Bartáček, J. 2021. Use of Cloud-Computing and Predictive Wastewater Analysis. in: 12th Eastern European Young Water Professionals Conference, Riga Technical University, 1 Kalku Street, Riga, LV-1658 (Latvia). Riga, Latvia pp. 15-16.
- Andreides, M., Pokorná-Krayzelová, L., Volcke, E.I., Bartáček, J. 2021. Mathematical Model Used for Microaeration in Sequencing Batch Reactor for H2S Removal. in: 12th Eastern European Young Water Professionals Conference Riga Technical University, 1 Kalku Street, Riga, LV-1658 (Latvia). Riga, Latvia, pp. 14-15.
- Andreides, M.; Pokorná-Krayzelová, L.; Bartáček, J. Matematické modelování mikroaerace v semi-kontinuálním fermentoru. In "Mladá voda břehy mele" Sborník konference, Mladá voda břehy mele 2020; Harciník, F., Vachová, P.; et al., Eds.; Asociace pro vodu ČR: Brno, 2020; pp 111–116.
- Andreides, M.; Pokorná-Krayzelová, L.; Bartáček, J. Vyhodnocení klíčových parametrů mikroaerace pro odstraňování sulfanu z anaerobního semikontinuálního fermentoru. In Zborník prednášok a posterov 11. bienálnej konferencie s medzinárodnou účasťou Odpadové vody 2020, Odpadové vody 2020; Bodík, I., ; et al., Eds.; Asociace čistírenských expertů SR (AČE SR): Bratislava, 2020; pp 75–79.
- Chlumecká M., Pokorná-Krayzelová L., Bartáček J.; Effect of headspace geometry on H2S removal from biogas in microaerated digester, Voda 2019; Poděbrady, Czech Republic 18 .- 20. September 2019; pages of fulltext: 8