TRACTAMENT DE FANGS AMB

CONTAMINANTS EMERGENTS:

DEGRADACIÓ I ANÀLISI DEL RISC

Guillem Llorens Blanch

Seguiment 2on any de Tesi

7 de Juny de 2013

Introducció Bioremediació:1 Utilitzar microorganismes per degradar

compostos químics; tractaments més sostenibles i econòmics que els processos fisicoquímics

Trametes versicolor:2 Basidiomicet sapròfit àmpliament estudiat en el tractament d’aigües residuals, sòls i llots d’EDAR contaminats amb:

Tints tèxtils3

Fàrmacs i productes de cura personal (PPCPs)4

Filtres solars5

Hidrocarburs Aromàtics Policíclics (PAH) 6

Compostos organoclorats7

1Rodríguez, J.L.; Sánchez, J. (2003) Bioremediación. Fundamentos y aspectos microbiologicos. Industria y minería. 351, 12-16 1Crawford, R.L.; Crawford, D.L. (1997) Bioremediation: Principles and Applications. Cambridge University Press1Solanas, A. (2007) La Bioremediació. Treballs de la SCB. 58, 187-202 3Casas, N. et al. (2007) Degradation of orange g by laccase: fungal versus enzymatic process. Environmental Technology, 28, 1103-11103Blánquez, P. et al. (2008) Development of a continuous process to adapt the textile wastewater treatment by fungi to industrial conditions. Process Biochemistry. 43, 1-74 Rodríguez-Rodríguez, C.E. et al. (2010) Degradation of naproxen and carbamazepine in spiked sludge by slurry and solid-phase Trametes versicolor systems. Bioresource Technology. 101, 2259–22664 Rodríguez-Rodríguez, C.E. et al. (2011) Solid-phase treatment with the fungus Trametes versicolor substantially reduces pharmaceutical concentrations and toxicity from sewage sludge. Bioresource Technology. 102, 5602–56085 Badia-Fabregat, M. et al. (2012) Degradation of UV filters in sewage sludge and 4-MBC in liquid medium by the ligninolytic fungus Trametes versicolor. Journal of Environmental Management 104, 114-1206 Borràs, E. et al. (2010) Effect of soil bacteria on the ability of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) removal by Trametes versicolor and Irpex lacteus from contaminated soil. Soil Biology & Biochemistry. 42, 2087-20937Vilaplana, M. et al (2008) Required equilibrium studies for designing a three-phase bioreactor to degrade trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE) by Trametes versicolor. Chemical Engineering Journal. 144, 21-27

7 de Juny de 2013

Introducció PPCPs:8

Grup heterogeni de productes que engloba des de fàrmacs a cosmètics

Els PPCP’s arriben als sistemes de tractament d’aigües després de ser excretats/utilitzats

Assoleixen el medi ambient ja sigui per les aigües residuals com pels fangs produits a les EDAR’s

La baixa concentració en les aigües de consum i la falta d’informació fa difícil preveure els futurs impactes

La reutilització de les aigües tractades, l’aprofitament dels llots en sectors com l’agricultura i la millora en les tècniques de detecció i remediació comporta que la contaminació per PPCP’s guanyi en importancia

8Erickson, B.E. et al. (2002) Analyzing the ignored environmental contaminants. Environ. Sci. Technol. 36, 140-145.8Yu, J.T. et al. (2006) Occurrence and biodegradability studies of selected pharmaceuticals and personal care products in sewage effluent. Agric. Water Manage. 86, 72-80.8Eriksson, E. et al. (2008) Potential priority pollutants in sewage sludge. Desalination. 226, 371-388.8Singh, R.P.; Agrawal, M. (2008) Potential benefits and risks of land application of sewage sludge. Waste Manage. 28, 347-358.

7 de Juny de 2013

Objectius Generals

Estudi de la degradació per fong de contaminants emergents en llots en biopila i bioslurry

Identificació dels productes de degradació i dels enzims implicats

Disseny d’un procés escalable, optimització dels paràmetres d’operació per la seva aplicació a condicions reals

Estudi ambiental i econòmic dels processos mitjançant l’ACV i l’AR

El tractament d’aigües genera llots (composició i propietats variables) que han de ser tractats abans de la seva disposició final

Els contaminants emergents encara no estan regulats però s’espera que ho acabin sent

Els PPCPs es un grup molt estès i variat que pot assolir el medi a través de les aigües residuals o dels fangs de les EDARs

La reutilització de les aigües i l’aprofitament dels llots pot provocar una acumulació d’aquests en el cicle de l’aigua

Justificació

7 de Juny de 2013

MetodologiaLlots...

Actius

Anaeròbics

Assecatge

tèrmic

MBR

etc...

Tractament en...

Bioslurry

Biopiles

Spiked

Concentracions reals

Contaminants

Lacasa Ergoester

ol ND24 Glucosa

Degradació Fàrmacs

totals

7 de Juny de 2013

Estudis de degradació en medi líquidResultats

7 de Juny de 2013

Degradació: 45%Adsorció: 7%

Degradació d’HZT en bioslurry estèril dopatResultats(1/2)

Medi complert Medi glucosa

Sense medi

7 de Juny de 2013

Degradació d’HZT en bioslurry estèril dopatResultats(2/2)

Medi complert Medi glucosa

Sense medi

7 de Juny de 2013

Degradació: 13%Adsorció: 9% Degradació: 71%

Degradació: 69%Adsorció: 4%

Degradació d’HZT en bioslurry no estèril dopatResultats

7 de Juny de 2013

Degradació- Experimental: 75%- Control 1: 89%- Control 3: 83%

Control 1: No inoculat, llots no estèrils

Control 2: Abiòtic, llots estèrils

Control 3: Inòcul mort, llots no estèrils

Degradació de fàrmacs en bioslurry no dopatResultats

7 de Juny de 2013

VALORESÍndice NE I t0 E EX t15 E KC t15 E AB t15 E EX t22 E KC t22 E AB t22 NE EX t15 NE KC t15 NE AB t15 NE EX t22 NE KC t22 NE AB t22

Acetaminophen 0,798 0,228 0,892 0,884 0,235 0,391 0,909 0,189 0,131 0,198 0,287 0,124 0,205Acridone 0,240 1,519 0,163 2,202 1,484 0,283 0,962ND 0,093 0,353ND ND 0,429Atorvastatin 0,001ND ND 0,002ND ND ND ND ND ND ND ND NDAzyhtromycin 0,217 0,011 0,034 0,040 0,011 0,048 0,027 0,025 0,014 0,021 0,027 0,005 0,009Carbamazepine 0,027 0,017 0,014 0,064 0,020 0,016 0,051 0,043 0,046 0,088 0,049 0,026 0,140Ciprofloxacin 0,714 0,638 0,479 2,274 0,711 0,632 1,685 2,298 0,726 0,876 3,182 0,434 0,842Citalopram 0,097 0,015 0,032 0,285 0,019 0,062 0,181 0,095 0,081 0,080 0,128 0,035 0,076Clarithromycin 0,027 0,002 0,010 0,045 0,003 0,013 0,033ND 0,004 0,021ND ND 0,002Clopidrogel 0,006ND ND 0,008ND ND 0,005ND ND ND ND ND NDCodeine 0,019 0,005 0,007 0,032 0,001 0,007 0,029ND ND 0,002 0,001ND NDDesloratadine 0,010 BDL BQL 0,009 BDL BQL BQL BQL BQL BDL BQL ND BQLDiclofenac 0,022ND 0,044 0,922ND 0,305 0,180ND 0,053ND ND ND NDDiltiazem 0,016ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND NDFamotidine 0,006ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND NDFluoxetine 0,055ND ND 0,088ND ND 0,049 0,030 0,043 0,046 0,044 0,033 0,059Furosemide 0,086 0,042 0,072 0,293ND 0,087 0,253 0,149 BQL 0,047 0,115 BQL 0,024Hydrochlorothiazide 2,317 0,006 0,035 0,044 BQL 0,033 0,043 0,421 0,356 0,873 0,528 0,233 0,923Iopromide 0,209 0,116 0,179 0,350 0,018 0,062 0,192ND BDL ND ND ND NDIrbesartan 0,138ND ND ND ND ND ND 0,012 0,023 0,034 0,022ND 0,069Ketoprofen 0,061 0,037 0,142 0,217 0,101 0,130 0,195 0,013 0,219 0,170 0,040 0,113 0,155Levamisol 0,030ND ND 0,008ND ND 0,006 0,007 0,016 0,024 0,008 0,010 0,040Loratadine 0,001ND 0,002 0,007ND 0,001 0,002ND ND ND 0,001ND NDLorazepam 0,038ND ND ND ND ND ND 0,020 0,034 0,033 0,033 0,021 0,049Losartan 0,069 BQL 0,034 0,198 BQL 0,055 0,092ND ND ND ND ND NDNorverapamil 0,008ND ND 0,026ND BQL 0,010 BQL BQL 0,008 0,006ND 0,010Ofloxacin 1,043 0,456 0,345 1,561 0,490 0,453 1,476 0,828 0,530 0,870 1,279 0,334 0,773Olanzapine 0,003ND ND ND ND ND ND ND ND 0,001ND ND NDPhenazone 0,030 0,022 0,019 0,036 0,028 0,018 0,034 0,052 0,016 0,045 0,047 0,017 0,036Piroxicam 0,003ND ND 0,005ND BQL 0,008ND 0,004ND ND ND 0,003Propanolol 0,029 0,010 0,011 0,050 0,007 0,016 0,031 0,013 0,009 0,036 0,013 BQL 0,019Propyphenazone 0,002 BQL BQL 0,003 BQL BQL 0,003 0,002 BQL BQL BQL BQL BQLRanitidine 0,396 0,002 0,041 0,329ND 0,037 0,278 0,006 0,035 0,028 0,015 0,018 0,036Ronidazole 0,073ND ND ND ND ND ND ND ND 0,052ND ND NDSertraline 0,136ND ND 0,597ND ND 0,130 0,006 0,022 0,054 0,014ND 0,030Sulfamethoxazole 0,060 0,004 0,035 0,134 0,009 0,044 0,111 0,004ND 0,005ND ND 0,002Tetracyclin 0,027ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND NDTiabendazol 0,034 0,010 0,011 0,046 0,009 0,014 0,036 0,010 0,019 0,072 0,013 0,014 0,065Trazodone 0,014ND ND 0,044ND 0,003 0,017ND ND ND ND ND NDTrimetoprim 0,024 0,003 0,006 0,020 0,005 0,007 0,022ND ND 0,004ND ND NDValsartan 0,036 0,043 0,018 0,162 0,046 0,034 0,089 BQL ND BQL ND ND BQLVenlafaxine 0,097 0,042 0,037 0,146 0,047 0,047 0,129 0,121 0,101 0,119 0,123 0,053 0,154Verapamil 0,007ND ND 0,015ND ND 0,005ND ND BQL 0,002ND BQL

Degradació de fàrmacs en bioslurryConclusions Preliminars

T.versicolor és capaç de degradar l’HZT en medi líquid i Bioslurry, en condicions estèrils i no estèrils

T.versicolor és capaç de créixer en llots de MBR estèril i no estèrils

El tractament de llots MBR en bioslurry amb T.versicolor és pot fer sense addicionar nutrients.

7 de Juny de 2013

Digestió anaeròbica llots MBR

Pendents de finalitzar

Optimització Biopiles

Gràcies per la vostra atenció