Ponuka diplomových prác

Ponuka diplomových prác Oddelenia environmentálneho inžinierstva pre akademický rok 2022/2023

Štúdium rozkladu liečiv v kaloch pomocou termogravimetrickej analýzy
Vedúci práce: prof. Ing. Igor Bodík, PhD.

Anotácia: Termické metódy spracovania kalov ako napr. sušenie, pyrolýza, spaľovanie je jedným z perspektívnych spôsobov nakladania s čistiarenskými kalmi. Kaly však obsahujú rôzne polutanty, ktoré sa dostali do kalu počas procesu čistenia odpadových vôd. Jednou z problémových zložiek kalov sú aj farmaceutiká. Cieľom diplomovej práce bude definovať stabilitu vybraných farmaceutík v čistiarenských kaloch na základe termogravimetrickej analýzy, počas ktorej je zaznamenávaný rozklad látky so stúpajúcou teplotou a zároveň sú analyzované aj plynné produkty rozkladu.

Dočisťovanie odpadových vôd pre poľnohospodárske účely fyzikálno-chemickými metódami
Vedúci práce: prof. Ing. Igor Bodík, PhD.

Anotácia: Klimatické zmeny sa postupne prejavujú aj u nás suchom a nedostatkom vôd. Mnohé štáty už pristúpili na využívanie vyčistených odpadových vôd napr. poľnohospodárstve. V najbližšej budúcnosti to čaká aj Slovensko a musíme byť nato pripravení. Cieľom diplomovej práce bude podrobiť vyčistenú odpadovú vodu fyzikálno-chemickým procesom dočistenia. Použité budú metódy ako napr. koagulácia, filtrácia, ozonizácia, ultrazvuk a UV svetlo. Sledovať sa budú pritom základné parametre znečistenia (CHSK, pH, NL, dusík, fosfor a i.) ale aj mikropolutanty (farmaceutiká).

Dezinfekcia vyčistených odpadových vôd pre poľnohospodárske účely fyzikálno-chemickými metódami
Vedúci práce: prof. Ing. Igor Bodík, PhD.

Anotácia: Klimatické zmeny sa postupne prejavujú aj u nás suchom a nedostatkom vôd. Mnohé štáty už pristúpili na využívanie vyčistených odpadových vôd napr. poľnohospodárstve. V najbližšej budúcnosti to čaká aj Slovensko a musíme byť nato pripravení. Cieľom diplomovej práce bude podrobiť vyčistenú odpadovú vodu dezinfekčným procesom dočistenia. Použité budú metódy ako napr. ozonizácia, ultrazvuk a UV svetlo. Sledovať sa budú pritom základné parametre znečistenia (CHSK, pH, NL, dusík, fosfor a i.) ale hlavne obsah mikroorganzimov ako napr. E-coli.

Odstraňovanie farmaceutík pomocou ozonizácie a aktívneho uhlia na reálnej ČOV
Vedúci práce: prof. Ing. Igor Bodík, PhD.

Anotácia: Odstraňovanie farmaceutík z odpadových vôd je pravdepodobne len otázkou blízkej budúcnosti, kedy bude táto požiadavka na reálnych ČOV. Práca nadväzuje na niekoľkoročné laboratórne testovanie odstraňovania farmaceutík z odpadových vôd. Na ČOV Stará Turá je inštalované poloprevádzkové zariadenie 500 litrového ozonizačného reaktora a 500 litrového zaradeného filtra s aktívnym uhlím, ktoré budú dočisťovať odpadovú vodu po biologickom stupni. Cieľom diplomovej práce je optimalizovať prevádzku ozonizačného reaktora (dávka ozónu, doba zdržanie odpadovej vody) a filtračného stupňa z hľadiska odstraňovania farmaceutík a mikrobiologického  znečistenia.

Zneškodňovanie organických polutantov v ozonizačnom reaktore s fluidizovanou vrstvou
Vedúci práce: prof. Ing. Ján Derco, DrSc.
Konzultant: Ing. Nikola Šoltýsová

Anotácia: Diplomová práca bude zameraná na štúdium odstraňovania a transformácie organických polutantov (alkylfenoly, ropné látky) procesmi s využitím ozónu. Cieľom je intenzifikácia procesov v reaktore s fluidizovanou vrstvou. Budú uskutočnené hydraulické a kinetické merania. Oxidačné produkty budú charakterizované z hľadiska biologickej rozložiteľnosti (kinetické testy a respirometrické merania)  a toxicity na vodný ekosystém (testy toxicity). Celkovým zámerom práce je navrhnúť najvhodnejšiu alternatívu kombinácie biologických procesov a ozónovej oxidácie pre zneškodňovanie študovaných znečisťujúcich látok.

Riadenie a vyhodnotenie nábehu mestskej ČOV po rekonštrukcii
Vedúci práce: prof. Ing. Miloslav Drtil, PhD.
Kozultant: Ing. Ines Karlovská

Anotácia: Diplomová práca sa bude zaoberať nábehom mestskej čistiarne odpadových ČOV po jej rekonštrukcii na ČOV s odstraňovaním nutrientov (dusíka a fosforu). Vyhodnocované budú parametre surovej a vyčistenej odpadovej vody, spôsob nábehu jednotlivých objektov, optimalizácia prevádzky týchto objektov, nastavenie správnych technologických parametrov a ich benchmarking. Bude sa jednať p ČOV s kapacitou v desiatkach tisíc EO a s výrazným podielom odpadových vôd z turizmu. Práca sa bude realizovať v laboratóriácha  a na samotnej ČOV: Získané poznatky budú mať nielen teoretický, ale aj praktický dosah.                                                                                                      

Problémy domových čistiarní odpadových vôd (ČOV)
Vedúci práce: prof. Ing. Miloslav Drtil, PhD.
Kozultant: Ing. Ines Karlovská a Ing. Tomáš Lukáč

Anotácia: V SR je 1,5 milióna obyvateľov bez napojenia na ČOV. Jedným z riešení je výstavba tzv. domových ČOV pre ca. 5 – 10 obyvateľov. Tieto ČOV majú svoje riziká a nie vždy dosahujú požadovanú kvalitu vyčistenej vody. V spoluprácu s firmami projektujúcimi a dodávajúcimi tieto ČOV sa zameriame na hlavné problémy so snahou definovať príčiny. K tomu bude potrebné získať výsledky z prevádzok, analyzovať ich a overiť riešenia. Bude to beh na dlhú trať, ale treba sa tejto téme venovať. Stále sme krajina, kde tretina obyvateľov nečistí odpadové vody.

Pokročilé 2D nanomateriály pre čistenie odpadových vôd
Vedúci práce: doc. RNDr. Tomáš Homola, PhD.

Anotácia: Najdôležitejšou súčasťou vodného hospodárstva je čistenie vody, ktoré vedie k potlačeniu premnoženia potenciálnych patogénov a súvisiacich chorôb. V súčasnosti, čistenie odpadových vôd poskytuje takmer dokonalú elimináciu mikropolutantov a patogénov, avšak stopové množstvá niektorých liečiv, a gény/baktérie odolné voči antibiotikám (antibiotic resistant genes and bacteria ARGB) nie je možné v uspokojivom množstve eliminovať. Hoci sú liečivá a ARGB prítomné len v nízkych koncentráciách, majú značný vplyv na verejné duševné a fyzické zdravie. 2D nanomateriály, vrátane nového, netoxického, grafitického nitridu uhlíka (graphitic carbon nitride g-C3N4) majú niekoľko zaujímavých vlastností, ktoré ich predurčujú na aplikácie pre čistenie odpadových vôd. Diplomová práca sa bude zaoberať štúdiom g-C3N4 fotokatalytickým čistením odpadových vôd so zameraním najmä na odstraňovanie gram -negatívnych/pozitívnych baktérií ako Escherichia coli a Staphylococcus aureus; Bacillus subtilis, ktorý tvorí spóry a poskytuje dobrý model na štúdium replikácie chromozómov a bunkovej diferenciácie; a neskôr vybrané liečivá a ARGB.

Predúprava kukuričného odpadu na zvýšenie produkcie bioplynu
Vedúci práce: prof. Ing. Miroslav Hutňan, PhD.
Kozultant: Ing. Barbora Jankovičová

Anotácia: V súčasnosti je na bioplynových staniciach (BPS) u nás aj v Európskej únii väčšinovým substrátom kukuričná siláž. Je zrejmé, že táto situácia nie je dlhodobo udržateľná. Navyše, v najbližších rokoch končia pre mnohé BPS dotované garantované výkupné ceny elektriny a BPS budú nútené zvážiť využívanie lacnejších energetických plodín resp. vhodných odpadov. Jedným z takýchto odpadov je aj kukuričná slama. V teoretickej časti bude uskutočnený prehľad rôznych druhov odpadovej biomasy vhodnej na anaeróbne spracovanie so zameraním na lignocelulózové materiály. Budú uvedené spôsoby ich predspracovania pre následné využitie na produkciu bioplynu. V teoretickej časti budú uvedené aj príklady anaeróbneho spracovania kukuričnej slamy z odbornej literatúry. Praktická časť bude nadväzovať na výsledky, získané v predchádzajúcich diplomových prácach. Pozornosť bude venovaná najmä dlhodobej prevádzke laboratórneho anaeróbneho reaktora pri spoločnom spracovaní kukuričného odpadu, ktorý bol predupravený namáčaním a kukuričnej siláže. V rámci prác budú uskutočnené aj testy bioplynového potenciálu pri rozklade kukuričného odpadu za rôznych podmienok predúpravy.

Riešenie problémov komunálnej ČOV Liptovský Mikuláš
Vedúci práce: prof. Ing. Miroslav Hutňan, PhD.
Kozultant: Ing. Barbora Jankovičová

Anotácia: Komunálna ČOV Liptovský Mikuláš je mechanicko-biologická ČOV s kapacitou 126000 EO. Jej posledná komplexná rekonštrukcia bola realizovaná v r. 2013 a je zrejmé, že niektoré jej súčasti nepracujú optimálne vzhľadom na existujúce / moderné technológie a postupy pri čistení odpadových vôd aj pri spracovaní čistiarenského kalu. Táto ČOV je špecifická vysokým podielom priemyselných odpadových vôd z podnikov spracovávajúcich kože s vysokým podielov síranov/sulfidov. Riešené problémy budú bližšie špecifikované počas zimného semestra a danému problému bude podriadené aj zameranie teoretickej časti.

Monitoring priehrady Ružín a využitie AOPs procesov na odstraňovanie polutantov z povrchových vôd
Vedúci práce: Ing. Zuzana Imreová, PhD.
Kozultant: Ing. Ines Karlovská

Anotácia: Diplomová práca sa bude zaoberať posúdením kvality povrchových vôd, ktoré sú čoraz viac vystavované ľudskej činnosti, vďaka čomu dochádza k zhoršovaniu ich kvality. Priehrada Ružín sa už dlhodobo potýka s problémom vyvážania nelegálneho odpadu rôzneho charakteru. Zároveň sú zdrojom vôd rôzne pritekajúce vetvy, ktoré môžu byť kontaminované podobnou nelegálnou činnosťou, prípadne nedostatočne čistenou odpadovou vodou. Cieľom práce bude zmonitorovať parametre povrchovej vody podľa STN, vybrané nebezpečné polutanty – prioritné látky a mikrobiológiu v jednotlivých vetvách privádzajúcich vodu do priehrady, odtok z priehrady a zároveň sedimenty z dna, aby sa dokázal komplexnejšie popísať reálny stav povrchovej vody v priehrade. Zároveň laboratórne využijeme niektoré AOPs, ktoré by mohli byť reálne využité na elimináciu vybraných polutantov prispievajúcich k zhoršovaniu kvality vody.

Zvýšenie účinnosti prírodných ČOV využitím sorpčných materiálov z odpadových produktov
Vedúci práce: Ing. Zuzana Imreová, PhD.

Anotácia: Prírodné čistiarne odpadových vôd sú zaujímavým spôsobom ako odstraňovať polutanty a nevnášať ich do životného prostredia. Ich účinnosť je možné zvýšiť využitím rôznych sorpčných materiálov, ktoré sú známe a dostupné, ale z pohľadu životného prostredia je dôležité uvažovať nad využívaním odpadových produktov. Cieľom bude získať a v prípade potreby vhodne upraviť odpadové produkty, otestovať ich sorpčné schopnosti a popísať parametre sorpcie. Zároveň zhodnotiť možnosti využitia materiálov v praxi.

Sledovanie a vyhodnocovanie pachovej stopy komunálnej ČOV
Vedúci práce: Ing. Alena Popovičová, PhD.

Anotácia: Slovenská legislatíva na rozdiel od väčšiny krajín západnej Európy doteraz neponúka ucelenú politiku týkajúcu sa pachových látok a ani pre nich nestanovuje emisné limity. Napriek tomu je téma zápachu aj u nás aktuálnou, čo potvrdzujú aj mnohé sťažnosti obyvateľov na zápach, ktoré je potrebné systémovo riešiť. Diplomová práca je zameraná na určovanie závislosti pachovej stopy komunálnej čistiarne odpadovej vody v závislosti od parametrov odpadovej vody vstupujúcej na prevádzku, teda najmä podľa počtu ekvivalentných obyvateľov, ktorý definuje znečistenie prostredníctvom BSK5 a prietoku odpadovej vody prichádzajúcej na čistiareň. Pre splnenie tohto cieľa budú dlhodobo sledované viaceré komunálne ČOV na Slovensku, aby boli zohľadnené aj výkyvy v množstve emisií spôsobené zmenami v prietoku, zložení a pH odpadovej vody, a zároveň aj aktuálnymi meteorologickými podmienkami.

Bilancia amoniaku, celkového dusíka a fosforu pri chove hospodárskych zvierat (HZ)
Vedúci práce: Ing. Alena Popovičová, PhD.

Anotácia: Živočíšna výroba sa podieľa na emisiách skleníkových plynov viac, ako všetky formy dopravy dokopy. Problematika chovu HZ a možnosti znižovania emisií z ich chovov a s nimi súvisiacich činností sa preto dostáva do čoraz väčšej pozornosti. Rozdielne koncepcie kontroly emisií do ovzdušia, vody alebo pôdy môžu viesť k prenosu znečistenia z jednej zložky životného prostredia do inej a nie ochrane životného prostredia ako celku. Diplomová práca je preto zameraná na stanovenie bilancie vybraných znečisťujúcich látok pri chove hospodárskych zvierat – sledovanie obsahu týchto látok v kŕmnej dávke, jej premene v tele HZ až ich obsah vo vystupujúcich materiálových tokoch. Súčasťou práce bude aj analytické stanovenie týchto znečisťujúcich látok v jednotlivých materiálových tokoch či už na vstupe, alebo na výstupe bilancie, stanovenie špecifického emisného faktora pre daný chov a výpočet celkových emisií týchto znečisťujúcich látok do ovzdušia. V neposlednom rade bude cieľom práce návrh opatrení na zníženie emisií znečisťujúcich látok v celom cykle, ktoré by s akceptovateľnou účinnosťou a ekonomickou návratnosťou zabezpečili dosiahnutie emisných faktorov stanovených v publikovaných Záveroch o BAT pre chovy hospodárskych zvierat.

Dočisťovanie odpadovej vody koaguláciou a adsorpciou za účelom jej opätovného použitia
Vedúci práce: Ing. Ronald Zakhar, PhD.
Konzultant: Ing. Jakub Jurík

Anotácia: Súčasné klimatické zmeny, ktoré sa prejavujú predovšetkým nerovnomernosťou zrážok v priebehu roka, dlhými obdobiami bez zrážok a nadpriemernými teplotami, majú za následok pokles hladín podzemných vôd a nedostatok povrchových vôd. Celosvetovo je tak diskutovaná téma „vodný stres”, s ktorou súvisí nutnosť hľadania ďalších zdrojov vody. Vzhľadom k tomu, že významný podiel celkovej spotreby pitnej vody je používaný najmä pre nepitné účely, ponúka sa ako jeden z možných zdrojov vyčistená odpadová voda. Preto cieľom diplomovej práce bude terciárne dočisťovanie reálnej odpadovej vody rôznymi koagulačnými a adsorpčnými procesmi.

Analýza materiálových tokov chemikálií v rámci vodného hospodárstva závodu Volkswagen Slovensko
Vedúci práce: Ing. Ronald Zakhar, PhD.
Konzultant: Ing. Juan José Chávez Fuentes, PhD.

Anotácia: Cieľom diplomovej práce bude vypracovať Sankeyov diagram pre chemikálie, pitnú a odpadovú vodu. Ďalej zistiť potenciál pre optimalizáciu spotreby chemikálií na dvoch vybraných miestach závodu a skúmať možnosti opätovného získavania fosforu z tzv. „chemacidových” vôd.

Vplyv kvapalného odpadového prúdu z automobilového priemyslu na aktivitu aeróbnej biomasy
Vedúci práce: Ing. Ronald Zakhar, PhD.
Konzultant: Ing. Juan José Chávez Fuentes, PhD.

Anotácia: Kvapalný odpadový prúd predstavuje výplach z potrubného vedenia lakovacích procesov, pričom jeho hlavnými zložkami sú voda, butylglykol a vymyté farby. Okrem neprijateľného zápachu sa vyznačuje aj vysokým organickým znečistením. Cena nakladania s týmto odpadom z dôvodu limitovaného počtu vhodných spracovateľov na Slovensku výrazne v posledných rokoch stúpa. Snahou je spracovanie tohto kvapalného prúdu v rámci procesov čistenia vôd v závode. Preto diplomová práca bude zameraná na štúdium vplyvu kvapalného odpadu z automobilového priemyslu na biologické procesy čistenia odpadových vôd. Cieľom bude dlhodobo sledovať vplyv kvapalného odpadu na aktivitu mikroorganizmov aktivovaného kalu. Zároveň bude sledovaná aj možnosť a účinnosť jeho odstránenia v aktivačnom procese.

Odpadové vody – inovatívny spôsob monitorovania šírenia špecifických typov variantov SARS-CoV-2
Vedúci práce: doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Konzultant: Msc. Michal Tamáš

Anotácia: Diplomová práca sa bude venovať primárne možnosti monitorovania vybraných typov variantov vírusu SARS-CoV-2 v odpadových vodách. Skúmané budú okrem hlavných miest Slovenska aj možnosti monitorovania potenciálne bodových zdrojov - napríklad nemocníc a škôlok. Analýzy na prítomnosť vírusových častíc budú prebiehať pomocou RT-PCR a sekvenovanie bude realizované pomocou Oxfor Nanopore technológie.

Využiteľnosť špecifických typov membrán pri odstraňovaní komplexného chemického a biologického znečistenia
Vedúci práce: doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Konzultant: Ing. Jozef Kučera

Anotácia: Membránová filtrácia sa začína v poslednej dobe presadzovať aj v oblasti čistenia odpadových vôd. Moderné čistiarne odpadových vôd sú schopné odstraňovať znečistené vody s vysokou účinnosťou, avšak nie všetky typy znečistenia sú odstránené. Riziko prieniku patogénnych mikroorganizmov, multirezistentných génov či iných znečistení do životného prostredia je stále prítomné. V diplomovej práci sa študent zameria na screening rôznych typov membrán pri dočistení odpadových vodách. Ako marker kvality vyčistenia pomocou membrán bude použitý aj vírus SARS-CoV-2. V ďalšej časti práci sa študent zameria na optimalizáciu prevádzkových parametrov membránovej technológie. Analýza bude realizovaná pomocou RT-qPCR metódy.

Vplyv vybraných typov mikroplastov a bio-mikroplastov na vodné prostredie
Vedúci práce: doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Konzultant: Ing. Jozef Ryba, PhD., RNDr. Ing. Anna Krivjanská

Anotácia: Diplomant sa v práci bude zaoberať analýzou vybraných typov mikroplastov, ich správaným najmä vo vodnom prostredí. Skúmané budú aj možnosti tvorby bio-mikroplastov z rôznych typov bioplastov v životnom prostredí. Vybrané typy mikroplastov a bio-mikroplastov budú následne podrobené aj testom toxicity na poľnohospodárskych rastlinách či vodných živočíchoch.

Vodné rastliny ako indikátor znečistenia povrchových vôd Slovenska
Vedúci práce: doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Konzultant: Mgr. Miroslav Labaška, PhD.,

Anotácia: Diplomant sa bude zametávať na možnosť využitia rôznych typov vodných rastlín pri zakoncentrovaní a následnom odstraňovaní špecifických skupín mikropolutnatov z vodného prostredia. Práca sa bude zameriavať na monitoring najmä kontrastných látok, liečiv a drog v povrchových vodách Slovenska (aj špecifických oblastiach akým sú tatranské plesá) a ich možné odstraňovanie pomocou vybraných vodných rastlín. Analýza mikropolutantov v povrchových vodách a v extraktoch rastlín bude prebiehať pomocou LC-MS/MS.

Odstraňovanie liečiv, drog a ich metabolitov z odpadových vôd
Vedúci práce: doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Konzultant: RNDr. Miroslav Fehér

Anotácia: Diplomant sa bude zametávať na možnosť využitia rôznych typov vodných rastlín pri zakoncentrovaní a následnom odstraňovaní špecifických skupín mikropolutnatov z vodného prostredia. Práca sa bude zameriavať na monitoring najmä kontrastných látok, liečiv a drog v povrchových vodách Slovenska (aj špecifických oblastiach akým sú tatranské plesá) a ich možné odstraňovanie pomocou vybraných vodných rastlín. Analýza mikropolutantov v povrchových vodách a v extraktoch rastlín bude prebiehať pomocou LC-MS/MS.