Bachelor's Thesis

Analysis of the quaternary treatment requirement under UWWTD at WWTPs in the Czech Republic

Final Thesis 3.14 MB

Author of thesis: Bc. Marek Zitta

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Mgr. Martina Repková, Ph.D.

Reviewer: Ing. Silvestr Figalla, Ph.D.

Abstract:

Currently, wastewater pollution by micropollutants poses a serious health and environmental
problem. Micropollutants enter wastewater from various sources, such as pharmaceuticals,
pesticides, and personal care products. In response to this issue, the European Union has
decided to introduce Directive 2024/3019 on the treatment of municipal wastewater (known as
the UWWTD), which, among other things, requires Member States to implement a quaternary
stage of treatment. The aim of this thesis is to research the legislative and technological
requirements related to quaternary treatment, analyse projects implemented in Germany and
Switzerland, and describe technological solutions as well as investment and operating costs.
The thesis was written on the basis of domestic and foreign expert sources, which were
compared and analysed. The results show that it is not possible to universally apply a single
technology, but that individual solutions must be selected according to specific requirements.
In addition, it was found that in most cases, a single process is not sufficient to achieve at least
80% efficiency, and a combination of at least two is required. It is also clear that its
implementation requires high investments in infrastructure and technology.

Keywords:

Urban Waste Water Treatment Directive (UWWTD), quaternary treatment, wastewater treatment plants, environment, micropollutants, municipal wastewater

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student ve své prezentaci seznámil komisi s cíli, náplní a výsledky své bakalářské práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponenta a byly zodpovězeny položené otázky. Při diskuzi k tématu bakalářské práce se zapojili i další členové komise se svými otázkami: doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová, Ph.D. – Jaké ČOV budou mít povinnost odstraňovat mikropolutanty? doc. Ing. P. Krystyník, Ph.D. – Můžete srovnat náklady ČOV při použití aktivního uhlí vs. použití ozónu? Uvádíte zvýšení energetických nákladů při použití práškového aktivního uhlí – jak je tomu u granulovaného uhlí? Ing. T. Chorazy, Ph.D. – Jaké je konkrétní termická metoda regenerace aktivního uhlí? Student při obhajobě práce a v odpovědích na dotazy projevil schopnost výborné orientace v dané problematice, a to jak po teoretické, tak i praktické stránce. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal nejen výbornou orientaci v dané problematice, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Environmental Chemistry, Safety and Management (BPCP_ECHBM)

Composition of Committee

doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jaromíra Chýlková, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Chorazy, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Mgr. Martina Repková, Ph.D.

Bakalářské práce Marka Zitty je vysoce aktuální a společensky relevantní. Reaguje na novou směrnici EU 2024/3019 (UWWTD), která poprvé systematicky zavádí povinnost odstraňování mikropolutantů z komunálních odpadních vod. Problematika mikropolutantů (léčiva, pesticidy, PFAS) představuje značnou environmentální i technologickou výzvu, jejíž řešení bude vyžadovat vysoké investice do infrastruktury českého vodohospodářství. Náročnost tématu spočívá především v nutnosti syntézy legislativních požadavků, technických možností různých procesů a ekonomických analýz v době, kdy se národní implementační strategie teprve tvoří.
Tato práce byla vypracována v rámci projektu Green Pharma, realizovaného ve spolupráci se společností ASIO TECH, spol. s.r.o., Českou asociací farmaceutických firem, Regionální hospodářskou komorou Brno, Masarykovou univerzitou a platformou Life Science 4.0. Výsledky této práce tedy nepředstavují pouze akademický výstup, ale také podklad pro úvahy o implementaci kvartérního čištění v reálných podmínkách.
V teoretické části student podrobně zpracoval teoretický rámec čištění odpadních vod a aktuální legislativní změny s hloubkovou analýzu zkušeností ze Švýcarska a Německa, které jsou lídry v zavádění kvarterního stupně čištění.
Praktická část bakalářské práce předkládá komplexní návrh vlastní implementační strategie pro zavedení kvarterního stupně čištění v České republice. Stěžejním prvkem je multikriteriální hodnocení určené k identifikaci prioritních lokalit pomocí tzv. indexu priority. Velkým přínosem práce je podrobný modelový příklad aplikace na ČOV Brno – Modřice, kde student na základě reálných dat kvantifikoval očekávané provozní náklady a energetickou náročnost pro varianty s aktivním uhlím i ozonizací. Práce se rovněž do hloubky zabývá aspektem rozšířené zodpovědnosti výrobců (EPR) a přináší zásadní diskuzi o možných dopadech na ceny léčiv a dostupnost zdravotní péče, což dodává technickému řešení potřebný ekonomicko-sociální přesah. Celý návrh je doplněn o identifikaci technologických rizik a strategické fázování postupu implementace v podmínkách ČR.
Práce je logicky strukturovaná a doplněná o přehledné tabulky a schémata, která zvyšují srozumitelnost textu. Z pohledu vedoucího musím vyzdvihnout studentovu iniciativu a samostatnost a pravidelnou konzultaci při průběžném zpracovávání bakalářské práce.
Předložená bakalářská práce Marka Zitty splňuje všechny požadavky kladené na tento typ závěrečné práce. Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením A.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Silvestr Figalla, Ph.D.

Předložená bakalářská práce je teoretickým rešeršním pojednáním doplněným o výpočtovou část na téma technologických možností odstranění mikropolutantů na čistírnách odpadních vod. Práce vychází z dostupných zdrojů a parametrů již realizovaných projektů i nově vznikajících legislativních dokumentů a požadavků. Právě změna legislativy je hlavní motivací pro zpracování daného tématu. Ve výpočtové části se student zabývá odhadem investičních a provozních nákladů odstranění mikropolutantů na ČOV Brno Modřice pro tři vybrané technologie. Předpoklady i závěry studenta jsou logicky zdůvodněny a práce jako celek může představovat základ pro hrubý odhad nákladů pro zvolené řešení, byť je celý problém ve skutečnosti mnohem komplexnější a problematiku nelze řešit pouhým přepočtem jinde získaných parametrů na jiný počet EO. Práce je dostatečně a správně citována. Jako oponent hodnotím známkou A- výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. V práci uvádíte jako jednu z perspektivních možností odstranění mikropolutantů ozonizací s následnou pískovou filtrací (O3 + PF). Vysvětlete, k čemu slouží v tomto případě pískový filtr, co je na něm filtrováno a proč?
  2. V práci není zohledněna nákladová položka na likvidaci použitého aktivního uhlí. Vysvětelete jakým způsobem je možné nakládat s vyčerpaným granulovaným aktivním uhlím obsahujícím odstraňované mikropolutanty?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová