Zastosowanie procesów utleniania do usuwania związków organicznych, antybiotyków i niesteroidowych leków przeciwzapalnych oraz dezynfekcji ścieków biologicznie oczyszczonych
[ 1 ] Instytut Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska | [ 2 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[2.10] Inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka[7.6] Nauki chemiczne
2024
abstrakt
polski
- utlenianie
- pogłębione utlenianie
- niesteroidowe leki przeciwzapalne
- antybiotyki
- oczyszczanie ścieków
- dezynfekcja
PL Produkty farmaceutyczne i kosmetyczne zostały zidentyfikowane jako główne źródła mikrozanieczyszczeń w ściekach komunalnych (Halleux 2023). Odnotowywany w ostatnich dekadach ciągły wzrost spożycia niesteroidowych leków przeciwzapalnych (NLPZ) i antybiotyków oraz niedostateczne ich usunięcie na istniejących oczyszczalniach ścieków, skutkuje wzrostem stężeń tych zanieczyszczeń w środowisku (Antos i in. 2023). Niesie to duże zagrożenie dla ekosystemów wodnych, gdyż większość substancji farmaceutycznych cechuje się znaczną ekotoksycznością (Rogowska i in. 2020). Obecność antybiotyków w środowisku sprzyja również rozwojowi bakterii antybiotykoodpornych, co niesie duże zagrożenie dla ludzi. Redukcja substancji farmaceutycznych oraz innych mikrozanieczyszczeń (emerging contaminants EC) odpornych na biodegradację wymaga zastosowania zaawansowanych metod oczyszczania ścieków i rozbudowania oczyszczalni o kolejny stopień oczyszczania, np.: filtry adsorpcyjne, membrany, oznonowanie, UV. W przedstawionych badaniach ścieki oczyszczone na miejskiej oczyszczalni ścieków z usuwaniem związków biogennych poddano procesom dalszego oczyszczania z zastosowaniem nadtlenku wodoru, odczynnika Fentona, promieniowania UV oraz kombinacji tych metod, przy użyciu różnych dawek reagentów i czasów procesu. Dla porównania zbadano również efektywność procesu koagulacji z zastosowaniem FeSO4. W oparciu o Polskie Normy badano właściwości fizyczne i chemiczne ścieków, ze szczególnym uwzględnieniem OWO, ROWO, ChZTKMnO4, absorbancji UV254 i SUV254. W wybranych próbach określono również efektywność usuwania NLPZ (fenoprofen, ketoprofen, paracetamol, naproksen, ibuprofen, diklofenak) i antybiotyków (trimetoprim, sulfametoksazol) oraz bakterii psychro- i mezofilowych. Najlepsze efekty usuwania związków organicznych (OWO) osiągnięto w wyniku zastosowania procesu Fentona (43,9%), Fentona+UV (51,4%), H2O2 (43,5%), co odpowiadało stężeniom końcowym w oczyszczonych ściekach rzędu 7,9–9,1 mg C/L. Lepsze efekty eliminacji bakterii wykazały testy z zastosowaniem promieniami UV. Dla czasu naświetlania równego 60 min, z i bez zastosowania H2O2, uzyskano przeszło 99,99% efektywność dezynfekcji. Liczebność bakterii mezofilowych i psychrofilowych w ściekach po naświetlaniu wynosiła odpowiednio 1–5 JTK/mL i 1–11 JTK/mL. Wszystkie badane konfiguracje wykazały się skutecznością usuwania substancji farmaceutycznych. Z użyciem procesu Fentona lub naświetlania połączonego z H2O2, efektywność usunięcia wszystkich badanych substancji wynosiła powyżej 96%, z wyjątkiem fenoprofenu (była w granicach 74-83%) i iboprofenu (90-93%).
88 - 88