Ing. Lucie Křiklavová - Školitel: Ing. Tomáš Lederer, Ph.D.

1. Téma disertační práce:Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou(představení tezí disertační práce) Ing. Lucie Křiklavová - Školitel: Ing. Tomáš Lederer, Ph.D. Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

2. Osnova – cíle disertační práce • Provoz, hodnocení, modelování chodu bioreaktorů • Vývoj metodiky hodnocení komerčních i nově vyvíjených nosičů • Vývoj nového typu nosiče biomasy • Praktické aplikace • Rizikovost nanomateriálů Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

3. Bio-metody ??? Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

4. Provoz, hodnocení, modelování chodu bioreaktorů • Provoz, monitoring (optimalizace) několika různorodých bioreaktorů v laboratornícha plnoprovozních podmínkách (fluidní, pevné lože) Fluidní lože Pevné lože Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

5. Provoz, hodnocení, modelování chodu bioreaktorů • Vázaná populace (biofilm) X Suspenzní populace • Hodnocení mikroskopického obrazu biofilmu X disperzních MO(analýza obrazu povrchu nosiče X média) • Spojení s biologickým stanovováním v laboratoři (sušina na nosiči X v médiu) • Porovnání obou přístupů • Vyhodnocování průběhu kolonizace těchto nosičů bakteriální biomasou • Za využití obrazové analýzy s využitím komerčního softwaru pro vyhodnocování obrazu • Za využití vlastního matematického aparátu (→ softwarové řešení automatického hodnocení obrazu pro environmentální aplikace) • Vzájemného porovnání vyhodnocování obrazu (statistické vyhodnocení) Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

6. Obrazová analýza růstu biofilmu Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

7. Mikroskopické pozorování povrchu nosiče AnoxKaldnes + užití filtrů Původní nosič Použitý nosič Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

8. Jasový profil nárůstu biofilmu, ve formě „3D“ obrazu Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

9. Detekce dispergovaných MO užitím obrazové segmentace Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

10. Detekce dispergovaných MO užitím obrazové segmentace Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

11. Provoz, hodnocení, modelování chodu bioreaktorů • Modelování chování a predikce vývoje ne/vázané složky populace v souvislosti s dalšími sledovanými parametry (pH, ORP, teplota, turbidita, CHSK) • Za využití komerčních programů ve spolupráci s komerčními podniky • Za využití vlastního matematického aparátu (→ modelování predikce chování v reaktoru) • Porovnání obou přístupů • Matematického modelování systémů bioreaktorů a čistírenských reaktorů obecně • Technické aspekty reaktoru (například oxigenační kapacita, problematika aerační techniky aj.) • - II - Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

12. Provoz, hodnocení, modelování chodu bioreaktorů Modelování chování a predikce vývoje ne/vázané složky populace Matematický model biotechnologického procesu Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

13. Provoz, hodnocení, modelování chodu bioreaktorů Matematického modelování systémů bioreaktorů a čistírenských reaktorů obecně Modeling the mass transfer process into the biphasic gas-liquid systems from the biological reactors Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

14. Vývoj metodiky hodnocení komerčních i nově vyvíjených nosičů • Se zapojením všech výše uvedených bodů vyvinou metodiku hodnocení nosičů (provoz, monitoring, mikroskopické snímání, hodnocení nosičů a MO obrazovou analýzou, modelování reaktorů, ekonomické hledisko) → vývoj metodiky hodnocení komerčních i nově vyvíjených nosičů Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

15. Vývoj nového typu nosiče biomasy • Na bázi polymerních nanovláken (případně jiný typ) • Vliv velikosti, tvaru, množství nanovlákenné vrstvy na povrchu … • FluidníXpevné lože • Zpracování ekonomické rozvary → vývoj nového typu nosiče biomasy Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

16. Praktické aplikace • V pilotních a poloprovozních bioreaktorech s reálnými odpadními vodami a v prostředích komerčních aplikací reálných podniků(odpadní vody z Draslovky Kolín, pevné lože v Bochemie s.r.o., aj.) → ověřená technologie nosiče pro bakteriální populaci při čištění odpadních vod Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

17. Rizikovost nanomateriálů • S nově vyvíjenou technologií vyvstává také otázka její rizikovosti a toxicity. • Podotknout rizika využití nanomateriálů, především v environmentálních aplikacích (čištění odpadních vod) Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou

18. Děkuji za pozornost ______________________ Obrazová a matematická analýza hybridních bioreaktorů s imobilizovanou biomasou