No abstract

Wastewater is an important source of pathogenic enteric microorganisms in surface water and a major contaminating agent of drinking water. Although primary and secondary wastewater treatments reduce the numbers of microorganisms in wastewater, significant numbers of microbes can still be present in the effluent. The aim of this study was to test the feasibility of tertiary treatment for municipal wastewater treatment plants (WWTPs) using PIX (FeCl 3 ) or PAX (AlCl 3 ) coagulants and peracetic acid (PAA) the disinfectant to reduce microbial load in effluent. Our study showed that both PIX and PAX efficiently reduced microbial numbers. PAA disinfection greatly reduced the numbers of culturable indicator microorganisms (Escherichia coli, intestinal enterococci, F-specific RNA coliphages and somatic DNA coliphages). In addition, pathogenic microorganisms, thermotolerant Campylobacter, Salmonella and norovirus GI, were successfully reduced using the tertiary treatments. In contrast, clostridia, Legionella, rotavirus, norovirus GII and adenovirus showed better resistance against PAA compared to the other microorganisms. However, interpretation of polymerase chain reaction (PCR) analysis results will need further studies to clarify the infectivity of the pathogenic microbes. In conclusion, PIX and PAX flocculants followed by PAA disinfectant can be used as a tertiary treatment for municipal WWTP effluents to reduce the numbers of indicator and pathogenic microorganisms.

Sand filters have been shown to be an economic and effective solution for wastewater treatment in private households, although the removal of phosphorus (P) may be insufficient. However, P removal can be improved by adding a P-adsorbing material, such as biotite, into the sand filters. The physico-chemical characteristics and the microbial quality of the effluents of family-scale sand filters without adsorbing media (SF), sand filters with a biotite layer (B), and sand filters with a modular filter (MB) were followed for one year. Sand filters with a biotite layer displayed the highest capacity to remove nitrogen (N) and biological oxygen demand BOD 7 . The efficiency of these filters did not depend on the age of the filter or the season. The P load of the effluent did not differ between sand filters with and without a biotite layer, but the modular sand filter failed to adequately reduce P. The treatment efficiency of sand filters without biotite decreased with increasing age. These private household sand filters can be a good way to treat domestic wastewaters, since these generally comply with the minimum requirements of a Finnish Decree (157/2017). However, enteric viruses (noroand adenoviruses) were commonly found in the effluents, and the numbers of Escherichia coli were often above 10 3 colony forming units (CFU) 100 mL −1 (limit for the the EU Bathing Water Directive 2006/7/EC) for good water quality), signifying a risk of microbial contamination of nearby drinking water wells, as well as bathing and irrigation waters.

Yhdyskuntien jätevesien käsittelyssä syntyy puhdistamolietettä vuosittain noin 150 000 tonnia kuivapainona. Suuri osa puhdistamolietteistä ja muista orgaanisista materiaaleista prosessoidaan lannoitevalmisteiksi kompostoimalla, anaerobisella mädätyksellä tai kalkkikäsittelyllä. Orgaanisia lannoitevalmisteita voidaan käyttää kasvintuotannossa pitkävaikutteisina ravinnelähteinä ja niiden avulla on mahdollista parantaa maan viljavuutta ja rakennetta. Orgaanisiin jätemateriaaleihin pohjautuvien lannoitevalmisteiden turvallinen käyttö maataloudessa edellyttää tuotteiden korkeaa hygieenistä laatua. Puhdistamolietteen mädätysjäännöksestä valmistettuja lannoitevalmisteita käytettiin ohran ja kevätvehnän lannoitteena Etelä-Savossa vuosina 2010 ja 2011. Ensimmäisen vuoden viljelykokeeseen valittiin tarkasteltavaksi neljä lietetuotetta: mädätetty ja kuivattu puhdistamoliete (kuivattu liete), mädätetty ja turpeen kanssa tunnelikompostoitu puhdistamoliete (kompostoitu liete), termofiilisessä seosprosessissa mädätetty ja kuivattu puhdistamoliete (kuivattu seosliete), sekä mädätetty ja termisesti pelletöity ureatäydennetty puhdistamoliete (rakeistettu liete). Vuonna 2011 tarkastelussa oli kompostoitu liete ja rakeistettu liete. Peltokokeissa käytetyistä lannoitevalmiste-eristä analysoitiin hygieniaindikaattoreina Escherichia coli, enterokokit ja Salmonella. Hygieniaindikaattorit määritettiin ensimmäisenä vuonna myös maasta 2 ja 4 viikkoa lannoituksen jälkeen sekä syksyllä sadonkorjuun jälkeen. Toisena vuonna hygieniaindikaattorit analysoitiin vehnäkokeen lannoitevalmisteista, mutta ei peltomaasta. Lannoitevalmisteiden hygieniaindikaattorien määrissä oli selkeitä tasoeroja lietetuotteiden välillä vuonna 2010. Pelkkä kuivatus ei riittänyt hygienisoimaan lietettä, vaan riittävän hygienisointiasteen (E. coli < 1000 pmy/g, ei Salmonellaa) saavuttamiseksi liete on muulla tavoin aktiivisesti käsiteltävä. Hygienisoitu termofiilisesti mädätetty jäteseos, kompostoitu liete ja rakeistettu liete olivat hygieeniseltä laadultaan selkeästi lannoitevalmistesäädösten mukaisia. Vuonna 2011 sekä kompostoitu liete että rakeistettu liete olivat hygienialtaan hyvänlaatuisia. Lannoitteiden levityksen jälkeen vuonna 2010 seurattiin kuivatun lietteen vaikutusta peltomaan hygieniaindikaattorien määriin käsittelemättömän peltomaan pitoisuuksiin verrattuna. Kuukauden kuluessa lannoitevalmisteiden levityksestä E. colin määrä oli kuivatulla lietteellä lannoitetussa peltomaassa 3,9–4,4 log10 pmy/g ja lannoittamattomassa peltomaassa 3,5–4,0 log10 pmy/g. Ohran sadonkorjuun jälkeen lannoittamattomassa maassa oli 3,8 log10 pmy/g ja lannoitetussa maassa 3,5–4,2 log10 pmy/g. Puhdistamolietetuotteiden hygieeninen laatu varmistetaan tehokkaalla ja huolellisella prosessoinnilla. Termofiilinen mädätys, kompostointi tai terminen rakeistus voivat tuottaa hygienialtaan moitteettomia puhdistamolietetuotteita lannoituskäyttöön. Hyvälaatuisilla lietetuotteilla peltomaan hygieeninen laatu säilyy hyvänä.

Sand filtration is a low-cost and easy solution for household wastewater treatment in areas lacking a centralized sewage system. However, there are only a few studies about the treatment efficiencies of nutrients and enteric microorganisms and their removal or filter mass reuse potential. Sand columns with different phosphorus adsorbents, gypsum, biotite, and peat were tested in laboratory-scale filters at 4 °C to assess their performance in variable conditions and their possibility to increase the efficiency of sand filters. The columns were fed with real municipal wastewater with variable wastewater flow and phosphate load at different stages of the experiments. Phosphate and total nitrogen concentrations were low in the effluent of all columns, and they were mostly rather similar. Waste gypsum was found to greatly increase the conductivity of the effluent. The numbers of enteric microorganisms in the effluents were low, and the used filter masses achieved good hygienic quality after the tests. Phosphate, ammonium, and nitrate concentrations were low in the used masses, evidently since the columns had operated only for 21–30 weeks. Sand filtration proved to be an effective method for wastewater treatment, but changing conditions should be considered when designing these filters. The masses have reuse potential as soil improvement.