Master's Thesis

Selection and dosage of coagulant for flotation process depending on the quality of industrial wastewater

Final Thesis 1.67 MB

Author of thesis: Ing. Markéta Lišková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Mgr. Martina Repková, Ph.D.

Reviewer: RNDr. Veronika Ostatná, Ph.D.

Abstract:

The tightening of emission limits for industrial wastewater disposal is forcing industrial companies to modernization their treatment technologies. Wastewater from paint production contains high levels of organic substances, pigment dispersions, and surfactants, which can inhibit biological treatment and complicate physicochemical pretreatment. The objective of this study was to conduct a simplified water audit of a selected industrial facility, compare the effectiveness of iron-based and aluminium-based coagulants using the jar test method, and verify the functionality of pressure flotation as an alternative to sedimentation.
Based on the analysis of six samples, a quantitative and qualitative evaluation of the wastewater treatment plant’s influent and effluent was performed. The existing technology achieves high efficiency in removing surfactant-induced turbidity; however, the effluent COD values exceed regulatory limits, and the biological treatment stage exhibits impaired nitrification.
Coagulation experiments further demonstrated that the aluminium-based coagulant achieves comparable turbidity removal efficiency at a lower optimal dose than the iron-based coagulant and simultaneously exhibits greater stability of results under varying wastewater compositions. Coagulation causes a decrease in pH; however, this decrease is less pronounced when using the aluminium-based coagulant, which is important for the subsequent biological treatment stage and the overall efficiency of the coagulation process. The flotation experiment appears to be suitable for this type of wastewater, and the results indicate high efficiency in the removal of undesirable substances.
Based on the results, it is recommended to change the coagulant and conduct further flotation testing to obtain more robust data that can contribute to its implementation. Both measures can lead to a reduction in the organic load on the biological treatment stage and compliance with regulatory limits for wastewater disposal.

Keywords:

Coatings, coagulant, optimal coagulant dose, flotation

Date of defence

27.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka v prezentaci představila náplň a zásadní závěry své diplomové práce. Následovalo čtení posudků vedoucí a oponentky a byly zodpovězeny položené otázky. V pokračující diskuzi byly vzneseny dotazy: prof. Ing. J. Krajčovič, Ph.D. – Jaký je reálný dopad Vaší práce pro praxi? doc. Mgr. R. Komendová, Ph.D. – Jak byla upravována odpadní voda před spektrofotometrickými analýzami? Co je kvalitativní analýza? doc. Ing. P. Krystyník, Ph.D. – Jak je na ČOV zařazena úprava pH a dávkování koagulantu? Diplomatka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Dokázala, že má výborný přehled v řešené problematice, a to jak z teoretického, tak praktického hlediska. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala výbornou orientaci v dané problematice i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Chemistry and Technology of Environmental Protection

Study programme

Environmental Chemistry and Technology (NPCP_ECHT)

Composition of Committee

doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Másilko, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Rozsypal, Ph.D. (člen)

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

Diplomová práce Markéty Liškové se zabývá aktuálním a technologicky náročným tématem optimalizace procesů čištění průmyslových odpadních vod z výroby nátěrových hmot. Práce byla vypracována ve spolupráci s průmyslovým partnerem, což jí dodává významný praktický rozměr.
V teoretické části studentka zpracovala rešerši zaměřenou na složení nátěrových hmot a jejich vliv na charakter odpadních vod. Velmi kvalitně jsou zpracovány kapitoly věnované teorii koloidních soustav a mechanismům jejich destabilizace, což tvoří nezbytný základ pro navazující experimentální část.
Praktická část práce je velmi rozsáhlá a metodicky správně postavená. Studentka provedla detailní charakterizaci přítoku a odtoku stávající ČOV v šesti odběrových dnech, čímž postihla vysokou variabilitu výroby. Na základě naměřených dat identifikovala klíčové nedostatky stávající technologie, zejména překračování limitů CHSK a omezenou funkci nitrifikace.
Hlavním přínosem práce je systematické porovnání účinnosti železitého a hlinitého koagulantu pomocí jar testů. Studentka prokázala, že hlinitý koagulant vykazuje vyšší stabilitu výsledků při proměnlivém složení odpadní vody a méně nepříznivě ovlivňuje pH, což je zásadní pro následný biologický stupeň čištění. Za nadstandardní považuji ověření flotačního procesu na laboratorním modelu, který v experimentech prokázal vyšší účinnost v odstraňování organického znečištění a tenzidů oproti klasické sedimentaci.
Z pohledu vedoucí práce musím vyzdvihnout samostatnost a vysoké pracovní nasazení studentky. Markéta Lišková k řešení úkolů přistupovala iniciativně, pravidelně konzultovala dosažené výsledky a dokázala je kriticky interpretovat v souvislosti s aktuálními legislativními požadavky. Práce je logicky strukturovaná, má velmi dobrou grafickou úroveň a splňuje všechny body zadání.
Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem a vysokému aplikačnímu potenciálu výsledků pro praxi doporučuji diplomovou práci Markéty Liškové k obhajobě s hodnocením A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
RNDr. Veronika Ostatná, Ph.D.

Diplomová práce Ing. Markéty Liškové se zabývá aktuální a prakticky významnou problematikou čištění průmyslových odpadních vod vznikajících při výrobě nátěrových hmot.   Zvolené téma je odborně přínosné a má zřejmý aplikační potenciál pro praxi. Posuzovaná práce je složena z teoretického úvodu, představení cílů práce a shrnutých výsledků. Práce je zpracována přehledně, má logickou strukturu, která propojuje teoretické znalosti s experimentální částí. Autorka splnila stanovené cíle práce, provedla charakterizaci odpadní vody, zhodnotila stávající technologii čištění a porovnala účinnost vybraných koagulantů i možnosti flotačního procesu. Za přínosné považuji zejména zaměření na optimalizaci provozních podmínek a formulaci konkrétních doporučení pro další využití výsledků v praxi. Výsledky jsou interpretovány věcně a v odpovídajícím rozsahu. Formální úroveň práce je celkově velmi dobrá, místy se však objevují drobné jazykové nebo stylistické nepřesnosti, které nesnižují odbornou hodnotu textu. Celkově hodnotím diplomovou práci A a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Z výsledků diplomové práce je zřejmé, že výstupní hodnoty organického znečištění překračují legislativní limity stanovené pro vypouštění do povrchových vod. Jaký technologický postup byste doporučila zařadit do čistírny, před vypuštěním odpadové vody?
  2. Jaké technické nebo provozní podmínky by bylo nutné ověřit před případným zavedením flotace rozpuštěným vzduchem do reálného provozu?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová