Szennyvíz és szennyvíziszap-komposzt gyógyszermaradványainak mikrobiális eltávolítása

Átírás

1 MaSzeSz Junior Vízgazdálkodási Szimpózium Budapest, február 11. Szennyvíz és szennyvíziszap-komposzt gyógyszermaradványainak mikrobiális eltávolítása Tóth Gábor Nyírségvíz Zrt.

2 A probléma felvetése Poseidon - program (Contract No. EVK1-CT ) 2001 és 2004 között Összesen NSAID Szennyvíz és felszíni víz Talajvíz Ivóvíz 17 8 Eltérő mátrixokban kimutatott gyógyszerhatóanyagok A hatóanyagok a szervezetből átalakulás után vagy anélkül kiürülnek, a szennyvízbe majd a környezetbe kerülnek

3 A vegyületek kiválasztása Miért a NSAID vegyületek? xenobiotikumok értékesített és elfogyasztott mennyiségük a molekulák nagy stabilitása jelenleg még nem teljesen tisztázott ökotoxikológiai hatás Meghatározásuk nagyműszeres analitikai módszerekkel (HPLC, GC/MS, LC/MS) Melyik hatóanyagok? para-acetamino-fenol, acetilszalicilsav ibuprofen, naproxen, ketoprofen, diclofenac

4 Innovációs célkitűzés Kraigher et al. (2008) és Kümmerer (2009) szerint: a kockázatkezelési stratégiák fejlesztése a szennyvíztisztításban a gyógyszermaradékok eltávolításánál a fő szerep a mikroorganizmusoké, de korlátozott a hatékonyságuk Állapotfelmérés: a Nyíregyházi I. sz. szennyvíztisztító telepen nevezett vegyületek 43,75% átlagos eltávolítási hatékonysága Cél: hatékony mikrobák izolálása, tesztelése, optimalizálása visszajuttatásuk a tisztítási technológiába az eredményesség vizsgálata a rendszerbe nincs idegen mikroorganizmus

5 A mikroorganizmusok Mintavételi mátrixok: érkező szennyvíz tisztított, elfolyó szennyvíz felszíni víz (befogadók) A baktériumok: szelektálása (>180) izolálása tesztelése (HPLC-s visszamérés) felszaporítása naproxen naproxen

6 A mikroorganizmusok Hatóanyag Hatóanyag koncentrációjának átlagos csökkenése (%) Mikroba-kombinációk Ibuprofen 39 I10/10, I14/12, I14/13, I14/14 Naproxen 81 A9/1, A9/2 Diclofenac 58 D3/3, D3/4 Ketoprofen 70 K8/1

7 Kutatás - Fejlesztési Program Települési szennyvizek innovatív és környezettudatos tisztítása és a szennyvíziszapok környezetbarát elhelyezése TÁMOP D-15/1/KONV Partner: Nyíregyházi Főiskola A kísérletek folytatása félüzemi- üzemi körülmények között

8 Félüzemi kísérletek A mikrobák előszaporítása Inokuláció az oxidációs térrészbe Folyamatos és szakaszos üzem Mintavétel (MSZ EN ISO :1995 és EPA 1694:2007) érkező szennyvíz elfolyó, tisztított szennyvíz recirkulációs iszap Vizsgálat (HPLC/MS/MS) 4 kísérletsor ( ) minták száma: 135 db vizsgálatok száma: 585 db

9 Félüzemi kísérletek

10 Félüzemi kísérletek Ketoprofen koncentráció-változása folyamatos üzemben Diclofenac koncentráció-változása szakaszos üzemben

11 Üzemi kísérletek Három települési szennyvíztisztító telep: Levelek (660 m 3 /nap) Újfehértó (1085 m 3 /nap) Ibrány (1000 m 3 /nap) kontroll Előszaporítás, majd beoltás 500-, illetve 2000 liter térfogatban a nitrifikáló medencébe

12 Mintavételi mátrixok: érkező szennyvíz elfolyó szennyvíz recirkulációs iszap Mintavételi időpontok: Üzemi kísérletek a beoltás előtt; beoltás után 3 napig naponta; majd hetente 2x 15 mintavétel alkalmával összesen 135 db minta Mért értékek: érkező szennyvíz (1,2 104 ng/ml) elfolyó szennyvíz (LOD 11,2 ng/ml) recirkulációs iszap (LOD 8,8 ng/ml)

13 Üzemi kísérletek eltávolítás (%) Beoltás előtt 1. nap 2. nap 3. nap 7. nap 10. nap 14. nap 17. nap -20 Ibuprofen Naproxen Diclofenac Ketoprofen Hatóanyagok koncentráció-változása Levelek szvt. Újfehértó szvt. Ibrány szvt. - kontroll Naproxen Ketoprofen Ibuprofen Diclofenac % % <70 % 0-20 % Átlagos eltávolítási hatékonyság

14 Mérési eredményeink alapján a hatóanyagok jelentős része a szennyvíziszapban koncentrálódik Iszapkezelés a Nyírségvíz Zrt.-nél: fölösiszap elvétel iszapvíztelenítés anaerob rothasztás (biogáz) komposztálás További irány A kész komposzt a mezőgazdaságban kerül felhasználásra A kísérletek folytatása: szalmával kevert víztelenített iszap kész komposzt

15 Komposztáló telepi kísérletek Helyszín: a Nyírségvíz Zrt. Központi Komposztáló telepe 2 kísérletsorozat: A prizmák: 18 prizma kész komposzt 6 prizma szalmával kevert víztelenített iszap baktériumokkal kezelt és kontroll prizmák térfogatuk: 10 m 3 és 20 m 3

16 Komposztáló telepi kísérletek Előszaporított baktériumok bejuttatása, majd elkeverése ( liter), nedvesítés Mintavétel: MSZ :1992 és MSZ EN ISO :2013 szerint átlagminták A maghőmérsékletek mérése A minták vizsgálata: Nyírségvíz Zrt. Központi Laboratóriuma és Nyíregyházi Főiskola - AMKSZI Összesen 1224 minta, 5508 vizsgálat

17 Komposztáló telepi kísérletek Koncentrációtartomány: LOD (0,5) 400 ng/g sz.a. Kész komposzt - naproxen Szalmával kevert víztelenített iszap - naproxen A kész komposzt mátrix esetében hatékonyabb eliminálás A prizma-hőmérséklet emelkedése gátat szab a mikrobiális tevékenységnek A metabolitok 1-3 nagyságrenddel nagyobb koncentrációban

18 A módszer előnyei Befogadók és vízbázisok védelme Határértékek bevezetése esetén Már kész módszer a probléma kezelésére A technológia más vegyületekre is ráilleszthető

19 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!