Renseteknologi- et eksempel Miljø og energieffektiv rensning af miljøfremmede stoffer fra særlig belastet spildevand- MERMISS Senior Konsulent Caroline Kragelund Rickers Teknologisk Institut, Sektion for Vand og Ressourcer cakr@teknologisk.dk
Agenda Præsentation Baggrund og formål med projektet Labskala container Biologisk nedbrydning i MBBR (Moving Bed Biofim Reactor) Kemisk oxidation Omsætning af lægemidler Delkonklusion Nyt større Mermiss projekt Opsummering og perspektivering
Caroline Kragelund Rickers Biolog fra Aarhus Universitet Speciale i Mikrobiologi Ph.D. fra Aalborg Universitet ved Per Halkjær Nielsen Afhandling i trådformede bakterier i spildevand Ansat på Teknologisk Institut som konsulent indenfor mikrobiologi Spildevand: hospitalsspildevandsprojekt i Skejby, Ecodesign- bakterier i renseanlæg med membraner, desinfektion af udløbsvand Biogas: BIOMAN optimeret forarbejdning af bl.a. udrådnet gylle
Baggrund Hospitaler forurener grundet udledning af lægemidler Forventning om regulering efter 33+3 listen Hjertemedicin, antibiotika, smertestillende, antipsykotika etc. Ca. 5 % af det samlede medicinforbruget sker på hospitaler, resten sker i private hjem Uklart hvilken teknologi der skal bruges og hvilke spildevandsstrømme der skal renses
Baggrund Spildevand fra hospitaler er overvejende alm. sanitær spildevand Ambulante behandlinger, færre sengepladser De mest problematiske lægemidler kommer fra enkelte afdelinger Kræft afdeling (cytostatika, smertestillende medicin, antibiotika) Infektionsmedicinsk afdeling (antibiotika, smertestillende) Billeddiagnostisk afdeling (kontrastmidler) Intern medicin (hjertemedicin, smertestillende)
Baggrund Effektiv fjernelse af lægemidler fra hospitalsspildevand med minimale omkostninger- delstrømsrensning Projekt Miljø og energieffektiv rensning af miljøfremmede stoffer fra særlig belastet spildevand- MERMISS Det Nye Universitetshospital Start 1 februar 2013-30 juni 2014
Baggrund Udvikling af rensekoncept med både biologisk og kemisk oxidation Ca. 25% af spildevandet fra DNU skal behandles Delstrømsrensning på onkologisk afdeling- det sværeste spildevand! Det Nye Universitetshospital
Formål med MERMISS Store besparelser på anlægsomkostninger. Effektiv biologiske behandling kræver væsentlig mindre energi til beluftning (30-50 % mindre energi). Optimeret kemiske efterpolering med ozon (30 % mindre oxidationsmiddel). Samlede energiforbedring på ca. 50-85 % i forhold til totalbehandling.
Projekt oversigt I. Analyse og kortlægning af behov II. Udvikling af biologiske teknikker III. Udvikling af kemiske poleringsteknikker IV. Analyser V. Skitseprojekt
hhh Biologisk renseprincip MBBR Biofilm Forskellige grupper til stede Heterotrofe bakterier Nitrifikanter (Denitrifikanter) (Fermenterende bakterier) Andre
Organisme C => produkt c Organisme B => produkt b Organisme A => produkt a Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers-Teknologisk Institut hhh Biologisk renseprincip MBBR Biofilm Ilt (O2) Højspecialiseret biomasse Graduering afhængig af dybde i biofilmen Stor overflade
hhh Container opstilling i labskala Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers-Teknologisk Institut
hhh Staged MBBR anlæg Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers-Teknologisk Institut
Delprocesser Delprocesser og Proces-styring Let nedbrydelig COD skal omsættes i første reaktortrin Omsætning af ammonium (NH4) til nitrat via nitrit skal være næsten fuldstændig afsluttet efter andet reaktortrin Svær nedbrydelig COD blandt andet lægemidler omsættes i de sidste reaktortrin, efter let nedbrydelig organisk materiale er omsat Proces-styring Der sikres tilstrækkelig ph, ilt-koncentration, samt konstant temperatur Indstilling for COD-nedbrydning og nitrifikation gennem belastning med organisk stof pr. dag (=> tilløbsflow) Kontrol af nitrifikations-sted med fotometrisk cell-test og hurtig-test
Biologisk nedbrydning i MBBR COD NH4-N NO3-N M0 3 l 3 l 3 l M1 M2 M3
Omsætning af COD i MBBR Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers-Teknologisk Institut
Omsætning af lægemidler i MBBR Spiking forsøg med 6 lægemidler, hvis nedbrydning monitoreres over 24 timer Modelstoffer der repræsentere forskellig nedbrydningsgrad Let omsættelige stoffer: Ibuprofen, Naproxen Middel: gemfibrozil, Ketoprofen Svært omsættelige: Diclofenac, clofibrinsyre Det der ikke kan omsættes biologisk, skal ozoneres bort. Omvendt proportionalitet mellem ozon og omsættelighed.
Omsætning af COD i MBBR Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers-Teknologisk Institut
Ozonering i Labskala Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers-Teknologisk Institut
15 mg/l 12 mg/l 9 mg/l 3 mg/l Z spez. = mg O 3 /mg DOC 0 up 1.4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 Ozonerings dosis af lægemidler Effects af forskellig ozonerings doser (12 mg DOC/L) lille DOC- effekt 60% fald i UV-T(254 nm) > 1.2 max. 60% fjernelse af Iopromid, Iopamidol 30-40% fjernelse af Iohexol, Diatrizoat, AOI fjernelse af metabolitter AMDOPH, AMPH 90% fjernelse af Clofibrin acid, Ketoprofen fjernelse af Bezafibrat, Ibuprofen, Indomethacin fjernelse af Carbamazepin, Phenazon, Propyphenazon, Diclofenac, Naproxen, AAA, FAA Disinfektions effekt fjernelse af Estrogens, Estrone, Ethinylestradiol Natur & Miljø 20. maj 2014. Caroline Kragelund Rickers Kilde: C. Bahr, TU Berlin, PILOTOX
Omsætning af lægemidler Omsætning af lægemidler i MBBR Forventet ozoneringsdosis mellem 15-20 mg O 3 /l God omsætning i MBBR 1 og 2 Både god COD fjernelse og nitrifikation Effektiv fjernelse af letomsættelige og middel sværtomsættelige lægemidler Ibuprofen, Naproxen Gemfibrozil, Ketoprofen Lille reduktion af sværtomsætteligt Diclofenac, clofibrinsyre Mindre effektiv performance i MBBR 3 Sultet?
Stabil drift af systemet Delkonklusion af MERMISS Stor reduktion af COD Effektiv nitrifikation fungerer fint med høj indløbskoncentration. Nedbrydning af lægemidler dokumenteret Letomsættelige og middelsvære lægemidler omsættes effektivt Lille reduktion af sværtomsættelige lægemidler
Nyt Mermiss projekt Nuværende projekt: Proof of concept i labskala Hvor skal der renses for problematiske stoffer? Projekt Miljøeffektiv rensning af højpotente lægemiddelstoffer i hospitalsspildevand- MERMISS Fra 1 april 2014-30 september 2016
S1 Nyt Mermiss projekt Placering af spildevandsrensning for lægemiddelstoffer på hospitalet S1 Delstrøms rensning- onkologisk afdeling S2 Total rensning af alt spildevand fra hospitalet S3 Efterpolering af udløbsvand fra renseanlæg S2 S3
Opsummering og perspektivering Benchmarking af teknologi Delstrøm Hovedstrøm Efterpolering Udvikling af rensekoncept til pilotskala (M3) på hovedstrøm Udvikling og optimering af teknologi til efterpolering på renseanlæg (Viby renseanlæg) Demonstration af rensekoncept på Herning Renseanlæg
Tak for opmærksomheden Caroline Kragelund Rickers cakr@teknologisk.dk 7220 2940 Projekterne er finansieret af Miljøstyrelsen NST 404 00159/00217