diplomová práce

Integrace materiálového a energetického využití kalů z ČOV

Text práce 1.4 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Zakov

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. Jan Krišpín

Oponent: Ing. Vladimír Brummer, Ph.D.

Abstrakt:

Táto diplomová práca sa v prvej časti zaoberá možnosťami a trendami v oblasti nakladania s kalom z komunálnych čistiarní odpadných vôd. Ďalej práca popisuje legislatívu v súvislosti s čistiarenským kalom a jeho spaľovaním v Európskej únii aj v Českej republike. Druhá časť práce sa zaoberá návrhom zariadenia pre materiálové a energetické využitie kalu. V návrhu je postupne spracovaná voľba aparátov a materiálová a energetická bilancia zvoleného systému. Z týchto údajov následne vychádza strojne technologické riešenie jednotky. Podľa zvolených a dopočítaných parametrov jednotlivých aparátov je v práci vytvorený dispozičný návrh. Záverom je spracované ekonomické vyhodnotenie projektu na základe investičních a prevádzkových nákladov a spracovateľskej kapacity navrhovanej jednotky.

Klíčová slova:

Čistiarenský kal, nakladanie s odpadom, materiálové a energetické využitie odpadu, fosfor, spaľovanie

Termín obhajoby

6.10.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaDznamka

Klasifikace

D

Průběh obhajoby

Byly postupně zodpovězeny otázky oponenta závěrečné práce. Doplňující otázka na vývoj skládkovacích poplatků v předmětné oblasti, zodpovězeno. Dotaz na provedení pece předvedené v práci a upřesnění schémat předvedených v práci, s výhradami zodpovězeno. Dotaz na vysvětlení přehledu vstupních energetických toků do spalovacího procesu (v kontextu práce Tab. 22), doplňující otázky na popsané veličiny a použité jednotky, zodpovězeno.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Procesní inženýrství (M-PRI)

Složení komise

prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (předseda)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jan Krišpín

Student pracoval na významném aktuálním tématu, který dopadá na provozovatele čistíren odpadních vod v České republice i zahraničí a významně ovlivní výši stočného pro obyvatele. Budoucí vývoj ohrožuje zejména menší města a obce. Práce se zabývá rešerší problematiky nakládání s čistírenskými kaly a následným návrhem technologického celku energetického využití kalů s následným uplatněním tepla pro proces sušení vstupního kalu. Návrh zařízení, včetně zevrubné dispozice, vyústil v základní ekonomickou analýzu, která je diskutována v závěru práce.

Práce popisuje jednu z alternativ pro komerční nízkoteplotní sušárny čistírenských kalů a je dobrým podkladem pro další úvahy nad optimálním technologickým řešením pro čistírny.

Student prokázal vysokou míru odbornosti a samostatnosti, bohužel nedisponoval dostatečnou sebekázní pro postupné řešení problematiky. Hlavní část práce byla řešena ve skluzu a nebylo možné ji důsledně kontrolovat, což se projevilo na konečné kvalitě. Student splnil zadání v celém rozsahu, proto doporučuji jeho práci k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: B

Předkládaná diplomová práce je zaměřená na materiálové a energetické využití kalů z ČOV. První část práce je věnována provedení rešerše v řešené oblasti a pokrývá zejména legislativní omezení v oblasti nakládání s kaly z ČOV v prostředí ČR a termické metody likvidace kalů z ČOV a dále snižování emisí polutantů vznikajících spalováním těchto kalů. Ve zkratce je shrnuta také možnost získávání fosforu z kalů z ČOV.

V další části byla zvolena technologie monospalování těchto kalů. Byla vytvořena základní materiálová a energetická bilance pro zvolenou technologii a aparátovou skladbu. Dále byl proveden dispoziční návrh uspořádání zařízení a základní odhad investičních a provozních nákladů a návratnosti technologie.

Rešeršní část dává dobrý přehled do zvolené problematiky a poskytuje dobrý základ pro dále provedený technologický návrh. Citováno je přijatelné množství odborných zdrojů. Dost velkou část tvoří legislativní dokumenty a vysokoškolské závěrečné práce. Ocenil bych využití vícero odborných knih a článků na úkor závěrečných prací jiných absolventů. Práce s citacemi je ucházející, nicméně na některých místech práce dle mého názoru citace zdroje chybí.

Autor zvolil případovou studii technologie na konceptu využití sušení a monospalování kalů z ČOV v rotační sušárně a rotační peci, což je v pořádku - je to jedno z vhodných  řešení s relativně nízkými investičními náklady. Koncept využití znovuzískání fosforu z daného materiálu (materiálové využití kalů z ČOV), který je velice aktuální, ale v práci je pouze na pozadí a není rozveden ani v rešeršní části ani v následném návrhu technologie a ekonomickém zhodnocení což považuji za jedno z největších negativ předložené práce.

Případová studie - návrh a bilance technologie a odhad provozních a investičních nákladů jsou provedeny v dostatečném rozsahu, nicméně začleněním znovuzískávání fosforu mohlo dojít k získání mnohem zajímavějších a hodnotnějších výsledků práce.

Úroveň práce snižují následující chyby a nepřesnosti: (pro potřeby obhajoby je možné přeskočit)

•    Velice frekventované překlepy, gramatické chyby, formální chyby a typografické chyby, chyby formátování, nestejné fonty.
•    Časté neodborné vyjadřování.
•    Velice laxní práce s jednotkami – chybějící jednotky (např. Tab. č. 20), špatné jednotky (Tab. č. 10, Tab. č. 11), nerozlišování mezi % hm. a % obj.
•    Nízké rozlišení některých použitých obrázků.
•    Str. 7 – 2 odstavec; Tab. č. 5; - chybějící citace zdroje
•    Str. 25 - není popsáno, podle čeho jsou rozděleny kaly do 2 kategorií
•    Str. 27; 8.4 – pokud jsou myšleny instituce ČR, je potřeba uvádět původní český název
•    Str. 27; 8.5 – název vyhlášky je zkrácený
•    Str. 27; 8.5 – chybný odkaz na tabulku č. 5
•    Tab. č. 5 – neuvedeno čeho se týká
•    Str. 35; Str. 37 – měrné tvorby spalin, měrné spotřeby kyslíku – špatné jednotky – není uvedeno, že je vztaženo na palivo nebo hořlavinu
•    Str. 37 - pro výpočet spalného teplo měla být použita slučovací entalpie H2O (l) v kapalném stavu (možná chyba ve výpočtu)
•    Tab. č. 22 - tabulka je špatně navržena
•    Tab. č. 25 – není uvedeno, při jaké teplotě jsou uvedené cp
•    Str. 51 -  „Bubon je uložený na šiestich malých hladkých kolieskach, na ktorých rotuje“ – myšleno "ložiska"?
•    11.4.4 „Tiež je potrebné zabrániť možným iniciáciám exotermickej reakcie.“ – taktéž by bylo potřeba zmínit, že zařízení bude spadat do Ex zóny s provedením technologického zařízení do příslušné Ex zóny
•    Obr. č. 12 – místo/kromě blokového diagramu technologického řešení mohla být vytvořena studentem technologická schéma včetně technologických proudů a označení aparátů
•    15 POUŽITÉ ZDROJE – formát citací často neodpovídá normě ČSN ISO 690
•    Závěr – místo odborného komentování získaných výsledků ekonomické rozvahy je zde spekulováno o návratnosti technologie.

Předložená práce bohužel výrazně „trpí“ frekventovanými chybami zejména ve formální oblasti a je vidět, že nebyla vypracována průběžně a s potřebnou pozorností ve stádiu finalizace. Proto mi nezbývá, než práci hodnotit pouze jako průměrnou. Navzdory zmiňovaným nedostatkům, práce dle mého názoru splnila všechny vytyčené cíle a doporučuji ji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací C

Známka navržená oponentem: C