Příprava a hodnocení nanovlákenných materiálů pro aplikace v oblasti čištění odpadních vod

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F20%3A00007766" target="_blank" >RIV/46747885:24210/20:00007766 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24220/20:00007766

Výsledek na webu

<a href="https://www.vtei.cz/wp-content/uploads/2020/08/6253-casopis-VTEI-4-20-Priprava-a-hodnoceni-nanovlakennych.pdf" target="_blank" >https://www.vtei.cz/wp-content/uploads/2020/08/6253-casopis-VTEI-4-20-Priprava-a-hodnoceni-nanovlakennych.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.46555/VTEI.2020.04.003" target="_blank" >10.46555/VTEI.2020.04.003</a>

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Příprava a hodnocení nanovlákenných materiálů pro aplikace v oblasti čištění odpadních vod

Popis výsledku v původním jazyce

Hlavním cílem této práce je zkoumání vlastností nanovláken připravených různými zvlákňovacími technologiemi a hodnocení jejich aplikace při biologickém čištění odpadních vod. Jako materiál byly pro výrobu nanovláken využity dva typy polymerů, polyuretan a polyvinylbutyral, které byly zvlákněny za obdobných podmínek. Pro přípravu nanovlákenných materiálů bylo použito pět zvlákňovacích technologií: zvlákňování střídavým proudem, zvlákňování stejnosměrný proudem z tyčky, z jehly a ze struny (technologie NanospiderTM) a elektro-odstředivé zvlákňování. Analýza struktur a morfologie nanovláken včetně drsnosti povrchu byla provedena pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a pomocí konfokální mikroskopie, zatímco biologická rozložitelnost nanovláken byla stanovena normovaným respirometrickým testem (stanovení BSK). Na základě výsledků z těchto analýz byl zvolen nejvhodnější nanovlákenný materiál pro biologické aplikace – polyvinylbutyral připravený pomocí technologie NanospiderTM, který byl následně testován v biologickém laboratorním reaktoru jako nosič biomasy. Během provozu bioreaktoru byl sledován průběh nitrifikace, resp. růst nitrifikačních bakterií pomocí respirometrie a molekulárně-genetických metod (FISH a real-time qPCR). Výsledky analýz ukazují, že zvolený PVB nosič výrazně podporoval růst biomasy, kde bylo pomocí molekulárně genetických metod nalezeno značné zastoupení nitrifikačních bakterií. Navíc, chemismus reaktoru v průběhu experimentu potvrzoval vysokou účinnost nitrifikačního procesu.

Název v anglickém jazyce

Preparation and evaluation of nanofibrous materials and their use in waste water treatment

Popis výsledku anglicky

The aim of this work is to examine the characteristics of nanofibers prepared by different electrospinning techniques and evaluate them for the application in the biological wastewater treatment. Two types of polymer, polyurethane and polyvinyl butyral, were used for nanofiber production. In total, five electrospinning techniques were employed for nanofiber preparation: alternating current (AC) electrospinning, direct current (DC) rod electrospinning, DC single-needle electrospinning, DC needleless electrospinning NanospiderTM technology and electro-centrifugal spinning. The morphology and structural analysis of prepared nanofibers, including the surface roughness, was performed using a scanning electron microscopy (SEM) and confocal microscopy. The biodegradation of nanofibers was assessed using standardized respirometric tests. Based on the analysis results, the most suitable nanofiber material for biological applications was determined – polyvinyl butyral prepared using Nanospider technology, which was subsequently tested in a biological laboratory reactor as a biomass carrier. The nitrification process and nitrifying bacteria in the bioreactor were monitored using respirometry and molecular-genetic methods, specifically, FISH analysis and real-time qPCR analysis. Additionally, the applicability of nanofiber carriers was evaluated for the biological wastewater treatment. The results of the analyzes show that the chosen PVB carrier significantly supported the growth of biomass, where a significant proportion of nitrifying bacteria was found using molecular genetic methods. In addition, the chemistry of the reactor during the experiment confirmed the high efficiency of the nitrification process.

Druh

J_ost - Ostatní články v recenzovaných periodicích

CEP obor

—

OECD FORD obor

20801 - Environmental biotechnology

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Vodohospodářské technicko-ekonomické informace (VTEI)

ISSN

0322-8916

e-ISSN

—

Svazek periodika

64

Číslo periodika v rámci svazku

4

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

9

Strana od-do

16-24

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

—