LIFE14 ENV/PT/000739Improving current barriers for controlling pharmaceutical compounds in urban wastewater treatment plants
www.life-impetus.eu
Monitorização e controlo de compostos farmacêuticos em ETAR
Caminho da Inovação’18 Fábrica de Água de Alcântara, 26 setembro 2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Boas vindas e agenda
• Contaminantes de interesse emergente | setting the scene LNEC
• LIFE Impetus | o projeto e a solução desenvolvida LNEC
• Monitorização de fármacos e hormonas nas águas residuais |
procedimentos analíticos EPAL/FFUL
• Estratégias operacionais para melhoria do controlo de fármacos em
ETAR com lamas ativadas | resultados gerais preliminares - ETAR de
Beirolas LNEC
• Estratégias de reforço físico-químico do tratamento com carvão
ativado em pó |que carvão utilizar? LNEC
• Debate
2Caminho da Inovação’1826/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Contaminantes de interesse emergentesetting the scene
3Caminho da Inovação’1826/09/2018
Rita Ribeiro (LNEC)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Definição #1
Contaminante de interesse emergente (CIE) compostos químicos e outras substâncias que atualmente não estão incluídos em programas de monitorização de rotina e que podem ser candidatos a futura regulamentação, dependendo da sua (eco)toxicidade, potenciais efeitos na saúde pública, perceção pública, frequência de ocorrência no ambiente (USEPA 2008)
4Caminho da Inovação’18
26/09/2018
USEPA (2008). Aquatic life criteria for contaminants of emerging concern - Part I: general challenges and recommendations. White Paper, draft document
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Definição #2
Contaminante de interesse emergente (CIE)substância química ou material (e.g. nanopartícula), de origem natural ou sintética, que possa estar presente em diversos compartimentos ambientais e cujas toxicidade ou persistência são suscetíveis de alterar significativamente o metabolismo dos seres vivos(Sauvé e Desrosiers 2014)
5Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Sauvé S., Desrosiers M. (2014). A review of what is an emerging contaminant. Chemistry Central Journal, 8(1), 15 (doi: 10.1186/1752-153X-8-15)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Emergente até quando?
Um CIE permanece “emergente” enquanto se registar escassez de informação sobre a sua ocorrência no ambiente ou enquanto permanecer uma indefinição sobre os riscos associados a esse composto (Sauvé e Desrosiers 2014)
6Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Sauvé S., Desrosiers M. (2014). A review of what is an emerging contaminant.
Chemistry Central Journal, 8(1), 15 (doi: 10.1186/1752-153X-8-15)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Emergente, sinónimo de recente?
início da tomada de consciência pública sobre os riscos associados
à dispersão de pesticidasno meio ambiente
7Caminho da Inovação’18
26/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
DDT: um dos primeiros CIE
8Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Pesticida que começou a ser utilizado no combate da malária e do tifo durante a 2GM
1945 – começo do seu uso para fins agrícolas e domésticos
1970/80 – uso banido em diversos países
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
DDT: um dos primeiros CIE
9Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Resultado observado: declínio de populações de aves
Rachel Carson & outros:investigação sobre os efeitos fisiológicos e ambientais associados aos pesticidas
diminuição da espessura das cascas dos ovos menos nascimentos
Um dos efeitosdocumentados:
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
DDT: um dos primeiros CIE
10Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Produção agrícola
Saúde pública
Uso doméstico
1972 – USEPA baniu uso DDT, exceto usos de saúde pública em determinadas condições
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Conhecer para regular… ou não
• Compostos químicos encontrados em– compostos farmacêuticos
– produtos de higiene pessoal
– pesticidas
– retardantes de chamas
– produtos tensioativos
– aditivos industriais e solventes
• Substâncias naturais– hormonas
– cianotoxinas
• Material biológico– genes de resistência bacteriana aos antibióticos
11Caminho da Inovação’18
26/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Política comunitária relativa aos CIE
12
2001
1st list of 33 priority substances (PSs) Water Framework Directive
2008
Environmental quality standards (EQS) for PSPriority Substances Directive (EQSD)
201312 additional PSs + 1st
Watch List (WL)Directive amending WFD & EQSD
2015
Published 1st WL: 10 substances or groups of substances1st revision EQSD
Água = meio privilegiado de disseminação de CIE no ambiente
COM(2018) 337, p. 11 “Given the expected evolution both in knowledge and in the policy framework as regards contaminants of emerging concern, the proposal includes a clause to adapt annexes to technical and scientific progress, as well as a requirement for evaluation.”
2018
Proposal of Regulation on minimum requirements for water reuse | (COM(2018) 337 final, 28/05/2018)
Published2nd WL: 8 substances or groups of substances
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Presença de fármacos na água
13Caminho da Inovação’18
26/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Os fármacos nas águas residuais urbanas…
14Caminho da Inovação’18
26/09/2018
• perigosidade associada à potencial ação tóxica, mutagénica e/ou de desregulação endócrina e desenvolvimento de bactérias multirresistentes a antibióticos
• efetivos a baixas concentrações
• apresentam frequentemente resistência aos tratamentos convencionais existentes nas ETAR (e nas ETA)– material dissolvido, de baixo peso molecular, nalguns casos de baixa
biodegradabilidade e quimicamente resistentes
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
LIFE Impetuso projeto e a solução desenvolvida
15Caminho da Inovação’1826/09/2018
Maria João Rosa e Rita Ribeiro (LNEC)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Contexto do projeto
16
Contaminantesde interesseemergente
ETAR: tratamentomelhorado
Economiacircular
ETAR: benchmarking
políticaseuropeias
participaçãosocial
análisede
fármacos
análiseresistênciabacteriana
Eficiênciaenergética
controlode
fármacos
Testes lab e piloto
Utilização de materiais
secundáriosno tratamento reutilização
da água
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Racional do projeto
17Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Improving current barriers for controlling pharmaceutical compounds in urban wastewater treatment plants
proteçãoambiental + reutilização
da água
o objetivoé ….
o projeto é sobre …
presença de fármacos emáguas residuaisurbanas
o resultadoé ….
barreiras
em ETARde lamas
melhoradas
ativadasconvencionais
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Objetivos LIFE Impetus
• Demonstração de medidas de melhoria do controlo de fármacos em ETAR com sistemas convencionais de lamas ativadas
• Produção de conhecimento que possa apoiar futuros desenvolvimentos da política e da legislação europeias no domínio da dispersão no ambiente de fármacos com origem em águas residuais urbanas
18
Improving current barriers for controlling pharmaceutical compounds in urban wastewater treatment plants
Caminho da Inovação’1826/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Cofinanciamento
EU 855 589 €Total 1 492 452 €
Duraçãojaneiro 2016 a
junho 2019
Sobre o projeto
19Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Consórcio
coordenação
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Pilares de investigação
20
1monitorização
2benchmarking
4envolvimento de stakeholders
tratamento melhorado
3a) ESTRATÉGIAS DE REFORÇO FÍSICO QUÍMICO
b) ESTRATÉGIAS OPERACIONAIS
Caminho da Inovação’1826/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Escala real
Beirolas
Faro Noroeste
2 ETAR urbanas com lamas ativadas convencionais
Escala piloto3 pilotos coagulação /floculação/sedimentação
Demonstração
21
Escala laboratorial
jar-tests
Caminho da Inovação’1826/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
replicar
Resultados
inovar
conhecer
brutas, tratadas e com diferentes níveis de tratamento, analisadas para 24 PhC e hormonas, e resistência microbiana a antibióticos.
Monitorização da ocorrência de fármacos em águas residuais
Monitorização da acumulação de fármacos em amêijoas
Adição de carvão ativado em pó e/ou coagulante vegetal, no tratamento primário, secundário ou de afinação. Novos carvões produzidos a partir de biomassa vegetal, com ativação física vs. carvões comerciais de elevado desempenho.
Estratégias de reforço físico-químico Estratégias operacionaisOtimização das condições de funcionamento das ETAR (e.g. arejamento e tempo de retenção de sólidos) para controlo de PhC, eficiência energética.
Análise custo-benefício com abordagem inovadora com integração de informação sobre atitudes dos stakeholders.
Solução de baixo custo e fácil de implementar para melhorar o controlo de fármacos em ETAR convencionais.
deliberadamente expostas a um gradiente de descarga de água residual tratada na Ria Formosa, analisadas para 24 PhC e hormonas.
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
23
tratamento melhorado
monitorização
envolvimento de stakeholders
benchmarking
estratégias tratamento
fisico-químico[barreira]
estratégias operacionais
[barreira]
dados de monitorização
rotina ETAR
dados operacionais
ETAR
dados de fármacos e resistência bacteriana
capacitação determinação
analítica de fármacos
procedimento monitorização
fármacos (amêijoas)
análisecusto-
benefício
cenários futuros e
indicadores sociais
Novo ciclo PDCA
Melhoria contínua
Solução proposta
análise do funcionamento (com ações de
melhoria)
avaliação de desempenho e plan. ações
melhoria
objetivos e sistema de
avaliação
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
estratégias operacionais
estratégias de reforço físico-químico
monitorização
Da estratégia ao tratamento para a eliminação de CIE
O controlo de CIE nas ETAR requer a avaliação dos riscos associados, a avaliação e melhoria dos sistemas existentes e, se necessário, o reforço do tratamento
24Caminho da Inovação’18
26/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Monitorização de fármacos e hormonas nas águas residuaisprocedimentos analíticos
25Caminho da Inovação’1826/09/2018
EPAL, FFUL
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias operacionais para melhoria do controlo de PhC em ETAR com lamas ativadasresultados gerais preliminares - ETAR de Beirolas
26Caminho da Inovação’1826/09/2018
Catarina Silva e Maria João Rosa - LNECEPAL & FFUL
AdTA
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Articulação das ações do projeto
27Reunião EBM 28/06/2018
B1. Samples’
preparation
B2. PhCs’ analysis by
UPLC-MS/MS
C1. Performance assessment of
current and enhanced barriers in Beirolas and Faro-NW WWTPs
39 campaign reports for each WWTP (until Jun’18)
B6. Beirolas WWTP full scale demonstration
• Regular parameters data (AdTA)
• EfOM data (LNEC)
• Operational data (AdTA)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
transformação mudança de fase
Mecanismos de remoção/transformação de PhC
28
PhC
Sedimentação(remoção de SS)
Sorção(adsorção
+ absorção)
MetabolismoCo-metabolismo
Biotrans-formação
(metabolitos, CO2, H2O, minerais)
Caminho da Inovação’1826/09/2018
Foto-degradação
X ETAR
Hidrólise
Oxidação química (e.g. ozonização)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Tratamento terciário
oxidação química + sorção
Tratamento primário
sorção
Tratamento biológico
metabolismo/co-metabolismo
+ sorção
Mecanismos de remoção/transformação de PhC
29Caminho da Inovação’18
26/09/2018
As ETAR funcionam como barreira de proteção da qualidade ambiental, limitando a dispersão nos meios aquáticos
de CIE presentes nas águas residuais urbanas
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
ETAR Beirolas
3030
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
17 dos 24 PhC + Horm
P75
Mediana
P25
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
ETAR Beirolas
31Caminho da Inovação’18
26/09/2018
• Acetaminofeno (paracetamol) e cafeína são os mais abundantes(dezenas μg/L) e são muito removidos (Er > 99%)
• Ibuprofeno e naproxeno (μg/L) também são removidos (Er > 98%)
• Estriol, cortisona, testosterona e fluoxetina aparecem com concentraçõesmuito mais baixas (ng/L) e a concentração à saída é inferior ao LOQ
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
32Caminho da Inovação’18
26/09/2018
ETAR Beirolas
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
• Diclofenac (1,5-2,3 μg/L) e carbamazepina (0,6 μg/L) (quase) não são removidos -> Adsorção carvão ativado
• Efeito de diluição por caudal pluvial > 55 000 m3/d
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
33Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Er mediana = 56%
59%58% 35%
86%34% 39%
85%
ETAR Beirolas
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
• Eritromicina, sulfadiazine, sulfametoxazol, sulfapiridina, atenolol, metoprolol, propranolol e bezafibrato apresentam remoções variáveis(30-90%)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
34Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
86% 85%
59%
ETAR Beirolas
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
35Caminho da Inovação’18
26/09/2018
58%
34% 39%
ETAR Beirolas
• Efeito de diluição por caudal pluvial > 55 000 m3/d
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
36Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
ETAR BeirolasDefinição de estratégias operacionais
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
ETAR BeirolasDefinição de estratégias operacionais
37Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Indicadores de desempenho (PI)
• avaliam a ETA/ETAR como um todo
• →
• adimensionais (-, %) ou intensivos (e.g. kWh/m3)
• análise de histórico
• calculados para período de referência (ano civil)
• requerem valores de referência para avaliar o nível de desempenho
Eficiência de remoção (Er)
Qualidade água tratada (Wq)
Funcionamento dos órgãos (Op)
Domínio deavaliação
Sistema de Avaliação de Desempenho para ETA e ETAR
Avaliação de desempenho global da ETA/ETAR
Avaliação de desempenho operacional de cada operação/processo
Índices de desempenho (PX)
• discretização temporal
• estudos de otimização baseados na relação Wq – Er – Op
Var1Var2
• função de desempenho converte cada valor da variável de estado num PX de 0 - 300
• os valores de referência são intrínsecos ao PX
0 1 2 3
0 25 50 75
F/M (d-1)
CBO5out(mg/L)
0
100
200
300
0 25 50 75 100
PX
Er. CBO5 (%)
Baixa (---), Média (---), Alta (---) CBO5in
Desempenho bom
Aceitável
Insatisfatório
Silva et al. 10.1016/j.jenvman.2014.03.028 | 10.1016/j.watres.2014.03.025
Melhoria operacional das barreiras existentes usando ferramentas de benchmarking – eficácia e eficiência, fiabilidade e resiliência (avaliação do risco)
• indicadores de desempenho
• índices de desempenho operacional por etapa de tratamento
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
ETAR Beirolas. condições operação
38Caminho da Inovação’18
26/09/2018
• Carga hidráulica ao Dp
• Tempo de retenção no Dp
• Tempo de retenção no reator An, Ax e Ae
• Idade das lamas
• Recirculação
• MLSS
• F/M
• Carga superficial de sólidos ao Ds
• Carga hidráulica ao Ds
• Tempo de retenção no Ds
Acetaminofeno (ng/L)
Eritromicina (ng/L)
Sulfadiazina (ng/L)
Sulfametoxazol (ng/L)
Sulfapiridina (ng/L)
Diclofenac (ng/L)
Ibuprofeno (ng/L)
Naproxeno (ng/L)
Atenolol (ng/L)
Metoprolol (ng/L)
Propanolol (ng/L)
Fluoxetina (ng/L)
Carbamazepina (ng/L)
Acido clofibrico (ng/L)
Bezafibrato (ng/L)
Etinilestradiol (ng/L)
Dietilestilbestrol (ng/L)
Beta-estradiol (ng/L)
Estrona (ng/L)
Estriol (ng/L)
Gestodeno (ng/L)
Testosterona (ng/L)
Cortisona (ng/L)
Cafeina (ng/L)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico do tratamento com carvão ativado em póque carvão utilizar?
39Caminho da Inovação’1826/09/2018
Rui Viegas, Elsa Mesquita, Margarida Campinas, Maria João Rosa - LNECFCUL
EPAL, FFULAdTA, AdA
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
40Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Diferentes propriedades físico-químicas e classes terapêuticas
Detectados na ETAR e/ou nas massas de água
Recalcitrantes
DiclofenacCarbamazepinaSulfametoxazol
PAC selection
Lab-scale tests
tech feasibility
& op. ranges
Pilot
demo
Full-
scale
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
41Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Diferentes propriedades físico-químicas e classes terapêuticas
Detectados na ETAR e/ou nas massas de água
Recalcitrantes
DiclofenacCarbamazepinaSulfametoxazol
Seleção dePAC
Dados de fornecedores
•Diâmetro de partícula
•Densidade
Dados da literatura
Propriedadestexturais e químicas
•Volume específico
•Carga
•Hidrofobia
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
42Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Ensaios de isotérmicas e cinéticas de adsorção
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Em efluente real (cenário de competição)
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
43Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Organic matrix
TOC (mg C/L) 2.5-6.8
DOC (mg C/L) 2.0-6.5
A254 (cm-1) 0.12-0.17
A436 (colour) (m-1) 8.4-14.3
SUVA (L /(mg×m)) 2.3-6.5
vHB, very hydrophobic DOC (%) 45-52
sHB, slight hydrophobic DOC (%) 11-20
nHF, neutral hydrophilic DOC (%) 7-18
cHF, charged hydrophilic DOC (%) 20-25
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Ensaios de isotérmicas e cinéticas de adsorção
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
44Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Modelação - calibração
HSDM (cinéticas) e Freundlich + Fritz & Schlunder (isotérmicas)Campinas et al., Water Research (2013) and Viegas et al., Adsorption (2014)
Ensaios de isotérmicas e cinéticas de adsorção
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
45Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Modelação - previsão
80% remoção
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
46Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Demo
piloto
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
47Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Modelação - validação
Demo
piloto
80% remoção 75% remoção
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Estratégias de reforço físico-químico que carvão utilizar?
48Caminho da Inovação’18
26/09/2018
Seleção de PhC alvo
Seleção dePAC
Testes escala lab -
viabilidade técnica
& gamas operação
Demo
piloto
Full-
scale
BEI 50000 m3/dFNW 5000 m3/dFaro Noroeste
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Síntese dos resultados à data
49Caminho da Inovação’1826/09/2018
LIFE14 ENV/PT/000739www.life-impetus.eu
Cravo A., Correia C., Rodrigues J., Cardoso V., Benoliel M.J., Coelho M.R., Almeida C. (2018) Bioaccumulation of PhCs in clams (Ruditapes decussatus) transposed to an area influenced bytreated urban wastewater discharges, in the Ria Formosa Lagoon, SIQUIMAR, Vigo, June
Rodrigues J., Almeida C., Benoliel M.J., Cardoso V. (2018) Measurement of a wide range of pharmaceutical compounds in wastewater influents by SPE-LC-MS/MS. IWA WWCViegas R., Mesquita E., Campinas M., Andrade M., Mestre A.S., Carvalho A.P., Rosa M.J. (2018) Improving the control of pharmaceutical compounds in WWTPs through the addition of new
waste-based activated carbons. IWA WWC. Tokyo. September
replicar
Resultados à data…
inovar
conhecer
• Amostras de águas residuais analisadas para 24 PhC e hormonas (Rodrigues et al. 2018)
• Cafeína e paracetamol são os mais abundantes e com remoção > 99%• Outros, e.g. eritromicina, sulfametoxazol, propranolol e bezafibrato,
apresentam eficiências de remoção variáveis (30-90%)• Carbamazepina e diclofenac (quase) não são removidos nas ETAR
controlo com PAC
Monitorização da ocorrência de fármacos em águas residuais Monitorização da acumulação de fármacos em amêijoasCafeína é o PhC mais abundante (ng/g) nas amêijoas expostas1 mês (Cravo et al. 2018)
Ensaios lab e piloto mostram que os novos PAC de resíduos vegetais e com ativação física [6 mg/L (Viegas etal. 2018)] e alguns PAC comerciais podem remover 80% (ou mais) de carbamazepina, diclofenac e sulfametoxazol
Estratégias de reforço físico-químico Estratégias operacionaisA adição de PAC no tratamento secundário ou de afinação está a ser testada à escala piloto. À escala real serão testados, e.g., arejamento e tempo de retenção de sólidos
Análise custo-benefício com abordagem inovadora com integração de informação sobre atitudes dos stakeholders
Solução de baixo custo e fácil de implementar para melhorar o controlo de fármacos em ETAR convencionais
The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EASME nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information contained therein.
O conteúdo desta publicação é da exclusiva responsabilidade dos seus autores e não reflete necessariamente a posição da União Europeia. Nem a EASME nem a Comissão Europeia são responsáveis pela utilização das informações contidas na mesma.
LIFE14 ENV/PT/000739Improving current barriers for controlling pharmaceutical compounds in urban wastewater treatment plants
www.life-impetus.eu
Obrigado pela vossa atenção
52