Czasopismo | GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA | Rocznik 2021 - zeszyt 7-8

Efektywność usuwania wybranych leków na przykładzie instalacji ozonowania oczyszczanych ścieków komunalnych w Jaworznie – badania w skali pilotowej

Removal efficiency of the selected pharmaceuticals from municipal wastewater by ozonation treated in Jaworzno – pilot-scale investigations

10.15199/17.2021.7–8.6

nr katalogowy: 133036
10.15199/17.2021.7–8.6

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań nad efektywnością usuwania wybranych farmaceutyków ze ścieków komunalnych w oczyszczalni Jaworzno-Dąb z użyciem procesu ozonowania jako dodatkowego etapu oczyszczania ścieków po etapie oczyszczania mechaniczno-biologicznego. Badania prowadzono stosując innowacyjną technologicznie instalację o skali pilotowej dla wybranych trzech substancji (leków) wzorcowych reprezentujących różny stopień podatności na degradację w środowisku wodnym oraz powszechnie występujących w ściekach komunalnych. Celem badań było sprawdzenie możliwości osiągnięcia skuteczności usuwania badanych pozostałości leków ze ścieków powyżej 80%. Badania prowadzono przez okres ok. 18 miesięcy (do oceny uzyskanych wyników wybrano 9-miesięczny okres stabilnej pracy instalacji) na rzeczywistych ściekach, testując wpływ głównych parametrów procesu (np. dawka ozonu oraz wskaźniki jakościowe ścieków OWO, ChZT) na efektywność eliminacji badanych leków. W badaniach zwrócono też uwagę na ekotoksyczność oczyszczonych ścieków.

Abstract

In this study the results of investigations on removal efficiency of the selected pharmaceuticals from municipal wastewaters in Jaworzno-Dąb wastewater treatment plant using ozonation process as an additional treatment step after mechanical- biological stage have been presented. Investigations have been carried out in a technologically innovative pilot-plant installation for selected three indicator compounds (drugs) representing different degree of their ability to be degraded in aqueous environment and commonly present in wastewaters. The aim of the investigations was to test a possibility of achieving the removal efficiency of the pharmaceuticals from the wastewaters greater than 80%. The investigations were accomplished within the period of ca. 18 months (for the assessment of the results obtained 9 months period of stable operation of the installation had been selected) on real wastewaters testing the impact of main process parameters (e.g. ozone dosage, TOC, COD) on removal efficiency of the studied drugs. During these investigations ecotoxicity of the treated wastewaters has also been examined.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Abegglen C., Siegrist H. 2012. „Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser. Verfahren zur weitergehenden Elimination auf Kläranlagen“. Bundesamt für Umwelt, Bern, Umwelt-Wissen Nr. 1214: 1-210.
[2] Afonso-Olivares C., Sosa-Ferrera Z. Santana-Rodríguez J.J. 2017. „Occurrence and environmental impact of pharmaceutical residues from conventional and natural wastewater treatment plants in Gran Canaria (Spain). Science of the. Total Environment 599-600: 934-943.
[3] Altmann J., Ruhl A.S., Zietzschmann F., Jekel M. 2014. „Direct comparison of ozonation and adsorption onto powdered activated carbon for micropollutant removal in advanced wastewater treatment”. Water Research 55: 185-193.
[4] Antoniou M.G., Hey G., Vega S.R., Spiliotopoulou A., Fick J., Tysklind M., La Cour Jansen J., Andersen H.R. 2013. „Required ozone doses for removing pharmaceuticals from wastewater effluents“. Science of the Total Environment 456–457: 42–49.
[5] Björlenius B., Ripszám M., Haglund P., Lindberg RH., Tysklind M., Fick J. 2018. „Pharmaceutical residues are widespread in Baltic Sea coastal and offshore waters: Screening for pharmaceuticals and modelling of environmental concentrations of carbamazepine. Science of the Total Environment 633: 1496-1509.
[6] Dymaczewski Z., Oleszkiewicz J.A., Sozański M.M.: „Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków”. Wydawnictwo PZITS, Poznań 1997.
[7] Hollender J., Zimmermann S.G., Koepke S., Krauss M., Mc Ardell Ch.S., Ort Ch., Singer H., Von Gunten U., Siegrist H.R. 2009. „Elimination of organic micropollutants in a municipal wastewater treatment plant upgraded with a full-scale post-ozonation followed by sand filtration”. Environmental Science & Technology 43: 7862-7869.
[8] Huber M.M., Göbel A., Joss A., Hermann N., Löffler D., McArdell Ch.S., Ried A., Siegrist H.R., Ternes Th.A., von Gunten U. 2005. „Oxidation of pharmaceuticals during ozonation of municipal wastewater effluents: A pilot study”. Environmental Science & Technology 39: 4290-4299.
[9] Kharel S., Stapf M., Miehe U., Ekblad M., Cimbritz M., Falås P., Nilsson J., Sehlén R., Bester K. 2020. „Ozone dose dependent formation and removal of ozonation products of pharmaceuticals in pilot and full-scale municipal wastewater treatment plants”. Science of the Total Environment Article 139064.
[10] Kotowska U., Kapelewska J., Sturgulewska J. 2014. „Determination of phenols and pharmaceuticals in municipal wastewaters from Polish treatment plants by ultrasound-assisted emulsification–microextraction followed by GC–MS”. Environmental Science Pollution Research 21: 660–673.
[11] Kovalova L., Siegrist H., von Gunten U., Eugster J., Hagenbuch M., Wittmer A., Moser R., McArdell C.S. 2013. „Elimination of micropollutants during post-treatment of hospital wastewater with powdered activated carbon, ozone, and UV. Environmental Science & Technology 47: 7899-7908.
[12] Lagesson A., Fahlman J., Brodin T., Fick J., Jonsson M., Byström P. 2016. „Bioaccumulation of five pharmaceuticals at multiple trophic levels in an aquatic food web insights from a field experiment”. Science of the Total Environment 568: 208–215.
[13] Mao D., Yu S., Rysz M., Luo Y., Yang F., Li F. 2015. „Prevalence and proliferation of antibiotic resistance genes in two municipal wastewater treatment plants”. Water Research 85: 458–466.
[14] Margot J. 2015. „Micropollutant removal from municipal wastewater – From conventional treatments to advanced biological processes”. PhD Thesis, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 386 pages.
[15] Pazda M., Rybicka M., Stolte S., Bielawski K.P., Stepnowski P., Kumirska J., Wolecki D., Mulkiewicz E. 2020. „Identification of selected antibiotic resistance genes in two different wastewater treatment plant systems in Poland: A preliminary study”. Molecules 25: 2851.
[16] Płuciennik-Koropczuk E., Jakubaszek A. 2012. „Podatność ścieków na rozkład biochemiczny w procesach mechaniczno-biologicznego oczyszczania. Zeszyty Naukowe 148: 28, 73-83 Uniwersytet Zielonogórski.
[17] Rosal R., Rodríguez A., Perdigón-Melón J.A., Petre A., García-Calvo E., Gómez M.J., Agüera A., Fernández-Alba A.R. 2010. „Occurrence of emerging pollutants in urban wastewater and their removal through biological treatment followed by ozonation”. Water Research 44: 578-588.
[18] Siedlecka E.M. 2020. „Removal of cytostatic drugs from water and wastewater: Progress in the development of advanced treatment methods”. Chapter 9, Fate and effects of anticancer drugs in the environment, Springer, 197-219, ISBN 978-3-030-21047-2.
[19] Styszko K., Proctor K., Castrignanò E., Kasprzyk-Horder B. 2021. „Occurrence of pharmaceutical residues, personal care products, lifestyle chemicals, illicit drugs and metabolites in wastewater and receiving surface waters of Krakow agglomeration in South Poland”. Science of the Total Environment 768: 144360.
[20] Szymańska, U., Soltyszewski, I., Kuzemko, J., Wiergowska, G., Woźniak, M. 2019. „Presence of antibiotics in the aquatic environment in Europe and their analytical monitoring: recent trends and perspectives”. Microchemical Journal 147: 729–740.
[21] Szymonik A., Lach J., Malińska K. 2017. „Fate and removal of pharmaceuticals and illegal drugs present in drinking water and wastewater”. Ecological Chemistry and Engineering S 24 (1): 65-85.
[22] UNESCO and HELCOM. 2017. „Pharmaceuticals in the aquatic environment of the Baltic Sea region - a status report”. UNESCO emerging pollutants in water series – No. 1 UNESCO publishing Paris.
[23] Verlicchi P., Aukidy M., Zambello E. 2012. „Occurrence of pharmaceutical compounds in urban wastewater: removal mass load and environmental risk after a secondary treatment—a review”. Science of the Total Environment 429:123–155.
[24] Vieno N., Tuhkanen T., Kronberg L. 2006. „Removal of pharmaceuticals in drinking water treatment: Effect of chemical coagulation”. Environmental Technology 27 (2):183-92.
[25] Wang J., Wang Sh. 2016. „Removal of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) from wastewater: A review”. Journal of Environmental Management, 182, 620-640.
[26] Wert E.C., Rosario-Ortiz F.L., Snyder Sh.A. 2009. „Effect of ozone exposure on the oxidation of trace organic contaminants in wastewater”. Water Research 43: 1005-1014.
[27] Wilkinson J., Hooda P.S., Barker J., Barton S., Swinden J. 2017. „Occurrence, fate and transformation of emerging contaminants in water: an overarching review of the field”. Environmental Pollution 231: 954–970.
[28] Zhang Y., Geißen S.U., Gal C. (2008). „Carbamazepine and diclofenac: removal in wastewater treatment plants and occurrence in water bodies”. Chemosphere 73: 1151–1161.
[29] Zhang S., Gitungo S., Axe L., Dyksen J.E., Raczko R.F. 2016. „A pilot plant study using conventional and advanced water treatment processes: Evaluating removal efficiency of indicator compounds representative of pharmaceuticals and personal care products”. Water Research 105: 85-96.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-7-8 , nr katalogowy 133036 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA- e-zeszyt (pdf) 2021-7-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	30.00 zł

Prenumerata

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

360.00 zł

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Zeszyt

2021-7-8

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma