Evaluation and comparison of advanced treatment technologies to enhance the removal of pharmaceutical active compounds from wwtp secondary effluent

Abstract

The presence of several pharmaceutical active compounds (PhACs) in water bodies has garnered increasing attention and worldwide concern. The effluents from wastewater treatment plants (WWTPs) are one of the main sources of PhACs in aquatic environments. Advanced tertiary treatments are required to improve the quality of WWTP effluents discharged into sensitive receiving water bodies. This thesis has focused on biological activated carbon coupled with ultrafiltration (BAC-UF) and UV-C activated peroxydisulfate and peroxymonosulfate (UV/PDS and UV/PMS). The BAC-UF technology has been evaluated at pilot-scale during one year of operation, assessing the removal of 15 PhACs at environmentally relevant concentration. With respect to UV/PDS and UV/PMS technologies, they were preliminarily assessed with a set of lab-scale experiments and then, validated at pilot-scale simulating real operating conditions. Finally the comprehensive evaluation of these advanced treatment technologies identified some of the practical factors limiting the potential application of BAC-UF, UV/PDS and UV/PMS technologies.

La presencia de varios compuestos activos farmacéuticos (PhACs) en las masas de agua ha ganado una atención creciente y preocupación mundial. Los efluentes de las depuradores son una de las principales fuentes de PhAC en entornos acuáticos. Se requieren tratamientos terciarios avanzados para mejorar la calidad de los efluentes de las depuradoras que abocan en masas de agua receptoras sensibles. Esta tesis se focaliza en la tecnologias de carbón activo biológico combinado con la ultrafiltración (BAC-UF) y el peroxidisulfato y el peroximonosulfato activados por UV-C (UV/PDS y UV/PMS). La tecnología BAC-UF se ha evaluado a escala piloto durante un año de operacion, evaluando la eliminación de 15 PhACs. Con respecto a UV/PDS y UV/PMS, se evaluaron preliminarmente a escala de laboratorio y luego se validaron a escala piloto, simulando condiciones reales de operación. Finalmente, la evaluación integral de estas tecnologías de tratamiento avanzadas identificó algunos de los factores prácticos que limitan la aplicación potencial de las tecnologías BAC-UF, UV/PDS y UV/PMS.