Eliminace mikropolutantů z vod kombinací oxidačních a sorpčních procesů v laboratorním měřítku

Abstract

Mikropolutanty v životním prostředí působí negativně na vodní ekosystémy a též představují potenciální riziko pro lidské zdraví. Zásadním zdrojem vnosu mikropolutantů do životního prostředí jsou městské ČOV, jejichž konvenční mechanicko-biologická technologie není na odstraňování mikropolutantů navržena. V této práci jsme testovali účinnost odstranění mikropolutantů řadou oxidačních (např. ozonizace, UV/H2O2, Fentonova reakce, borem dopovaná diamantová elektroda) a sorpčních (např. granulované aktivní uhlí GAU, zeolity) procesů. Účinnost odstranění vybraných léčiv (např. erythromycin, sulfamethoxazol, ibuprofen atd.) a metabolitů pesticidů (např. acetochlor ESA, metazachlor ESA) jsme testovali v jednorázových vsádkových testech. S přihlédnutím k ekonomickým i provozním parametrům byla pro následné testování v reálných podmínkách (poloprovozní měřítko) zvolena kombinace oxidace UV/H2O2 a sorpce na GAU. Mikropolutanty v modelové vodě byly úspěšně odstraněny z 91% (suma léčiv) a cca 100% (suma metabolitů pesticidů) při použití optimální dávky H2O2 5 mg/l a intenzity UV záření 4 kJ/m2 s následnou sorpcí na GAU. Tyto velmi slibné výsledky v současné době ověřujeme v pilotní jednotce pro dočištění reálného odtoku z městské ČOV. Abstract (EN) Micropollutants cause harm to aquatic ecosystems and can also negatively affect human health. Major sources of micropollutants input to aquatic environments are wastewater treatment plants due to their insufficient removal during the conventional mechanical-biological process. This study aimed to evaluate potential WWTP effluent post-treatment processes for the removal of selected pharmaceuticals and pesticides using oxidation (e.g., ozonization, UV/H2O2, Fenton, boron-doped diamond electrode) and sorption (e.g. granular activated carbon, zeolite) processes and their combinations. The removal of selected pharmaceuticals (e.g. erythromycin, sulphamethoxazole, ibuprofen) and pesticides (e.g. acetochlor ESA, metazachlor ESA) was tested in batch assays. The combination of UV/H2O2 and activated carbon adsorption was the most favorable in terms of removal efficiency and economic and operational parameters. This combination achieved the removal efficiencies of pharmaceuticals and pesticides of 91 and 100%, respectively, using an optimum H2O2 dose of 5 mg/L and UV intensity of 4 kJ/m2 followed by granular activated carbon adsorption. These promising results are currently adopted in a pilot-scale study for the post-treatment of a real WWTP effluent.