Erste umfassende Bewertung der Wirksamkeit von Drittbehandlungsverfahren bei der Entfernung neu auftretender Schadstoffe

Neu auftretende Schadstoffe (ECs), einschließlich Pharmazeutika (PhCs), endokrine Disruptoren (EDCs), Benzotriazole (BTRs), Benzothiazole (BTHs) und perfluorierte Verbindungen (PFCs), stellen eine potenzielle ökologische Bedrohung dar, wenn sie in die aquatische Umwelt gelangen. Daher besteht ein zwingender Bedarf an effizienten und kostengünstigen tertiären Behandlungsverfahren zur Entfernung von ECs ohne gleichzeitige Bildung schädlicher Nebenprodukte.

Die UV-Desinfektion, die Adsorption von Pulveraktivkohle (PAC) und Membranen sind einige der am häufigsten verwendeten physikalisch-chemischen tertiären Behandlungsverfahren, die weltweit angewendet werden, um die Qualität des behandelten Abwassers zu verbessern. Wie wir alle wissen, koexistieren ECs, die zu verschiedenen chemischen Klassen gehören, im häuslichen Abwasser und bilden chemische Mischungen.

Die Anwendung eines tertiären Behandlungsverfahrens, das eine große Anzahl von ECs erheblich entfernen könnte, unter Verwendung von Bedingungen, die üblicherweise in Kläranlagen (STP) zur Entfernung konventioneller Schadstoffe angewendet werden, wäre die optimale Lösung, um Umweltschutzziele ohne übermäßige Kostensteigerungen für den Betrieb zu erreichen die STPs.

Vor diesem Hintergrund haben Dr. Olga S. Arvaniti und Pro. Athanasios S. Stasinakis von der University of the Aegean und ihre Teammitglieder haben zusammengearbeitet und die Wirksamkeit von Mikrofiltration (MF), Ultrafiltration (UF), Nanofiltration (NF), UV-Strahlung und PAC-Adsorption untersucht, um ausgewählte ECs aus sekundären Kläranlagenabwässern zu entfernen .

Ihre Arbeit untersuchte die Entfernung von 38 ECs (PFCs, BTRs, EDCs, BTH und PhCs) in umweltrelevanten Konzentrationen, was die erste umfassende Bewertung des üblichen tertiären Abwasserbehandlungsprozesses und relevanter Betriebsbedingungen für eine Vielzahl von EC-Klassen darstellt. Diese Studie mit dem Titel „Effectiveness of tertiary treatment processes in Removal different Classes of Emerging Contaminants from Domestic Abwasser“ ist in veröffentlicht Grenzen der Umweltwissenschaften und -technik.

In dieser Arbeit wurden zunächst 38 verschiedene ECs (PhCs, EDCs, BTRs, BTHs und PFCs) in dem biologisch behandelten Abwasser, das von der Kläranlage Athen (Griechenland) gesammelt wurde, identifiziert und quantifiziert. Prozesse, die bereits in bestehenden STPs verwendet werden, wie MF, NF, UF, UV-Strahlung und PAC, wurden auf die Entfernung von ECs unter den Bedingungen bewertet, die ihre tatsächliche Anwendung zur Desinfektion oder fortgeschrittenen Abwasserbehandlung darstellen.

Die Ergebnisse zeigten, dass MF nur einen der 38 ECs entfernte und daher als Vorbehandlungsschritt für die anderen Prozesse ausgewählt wurde. UV-Strahlung unter den untersuchten Bedingungen zeigte eine geringe bis mäßige Entfernung für 5 der 38 ECs. NF zeigte aufgrund der kleineren Porengrößen des Filtersystems bessere Ergebnisse als UF.

Diese Verstärkung wurde jedoch hauptsächlich für 8 Verbindungen beobachtet, die aus den Klassen der PhCs und PFCs stammen, während die Entfernung von EDCs statistisch nicht signifikant war. Unter den verschiedenen untersuchten Technologien zeichnet sich PAC durch seine Fähigkeit aus, die meisten ECs ausreichend zu entfernen. Insbesondere bei 9 Verbindungen wurden Entfernungsraten von über 70 % beobachtet, 22 wurden teilweise entfernt, während 7 niedrige Entfernungsraten zeigten.

Diese Studie untersuchte erstmals umfassend und systematisch den gängigen tertiären Abwasserbehandlungsprozess und relevante Betriebsbedingungen für eine Vielzahl von EC-Klassen. Darüber hinaus liefert diese Arbeit einen konstruktiven Vorschlag, dass sich die zukünftige Forschung auf die Skalierung von PAC unter tatsächlichen Bedingungen, die Kombination von PAC mit anderen Prozessen und die Durchführung einer vollständigen wirtschaftlichen und ökologischen Bewertung der Behandlung konzentrieren sollte.