Ozonbehandling til fjernelse af mikroforureningsstoffer i udløb fra renseanlæg

1. Ozonbehandling til fjernelse af mikroforureningsstoffer i udløb fra renseanlæg Henrik R. Andersen Lektor, Institut Vand og Miljøteknik, DTU MILJØFREMMEDE STOFFER OG NÆSTE GENERATIONS SPILDEVANDSRENSNING 5. marts 2014 / Innovationsnetværk for Miljøteknologi,

2. Indhold • Hvordan ozonerer man spildevand og hvordan virker ozon • Udbredelse af ozonering af spildevand • Vores arbejde på DTU: Hvor meget ozon skal man bruge? • Lidt perspektiv – hvad kan vi gøre på miljøteknologisiden

3. Traditioneltrenseanlæg Chemicals Feed Receiving water Preliminary Treatment Secondary Treatment Primary Treatment Air Sludge Treatment Sludge digester Incineration/ Land application Dewatering

4. Renseanlæg med ozonering O3 2-15 g O3/m3 ~ 0.05 – 0.3 €/m3 Figure from ITT/WEDECO sales material

5. cooling water 5 - 32 °C offgas O3 air / O2 5,5 kV reaction tank ozone generator feed gas grounded electrodes energy (400 V) Opbygningaf et ozon system Figure from ITT/WEDECO sales material

6. Ozon er først selective oxidation, og derefter ikke selektiv Ikke bioaktivt og bionedbrydeligt produkt (Estrogenic chemical) Ikke bioaktivt og bionedbrydeligt produkt (Estrogenic chemical)

7. effluent Iodinated contrast media 5 mg/L ozone Antiepileptic 10 mg/L ozone 15 mg/L ozone Betablockers Antibiotics Musks Lipid regulators, Antiphlogistics Poseidon: Ozoneringafbiologiskrensetspildevand 10.00 1.00 Concentration in µg/L 0.10 0.01 Sotalol Atenolol Erythromy. Tonalide Naproxen Ibuprofen Eryth-H2O Iopamidol Trimethopr. Iopromide Ketoprofen Roxithromy. Diatrizoate Clarithromy. Galaxolide Metoprolol Diclofenac Clofibric ac. Sulfamethox Carbamazep. Propranolol Braunschweig 2001

8. Nedbrydning af lægemidler med ozon - WTP Berlin • Effects from different specific ozone dosages (12 mg DOC/L) Zspez. = mgO3/mgDOC0 up 1.4  slight DOC-Elimination 60% decrease of UV-T(254nm) 15 mg/L > 1.2  max. 60% removal of Iopromid, Iopamidol  30-40% removal of Iohexol, Diatrizoat, AOI  Removal of the metabolites AMDOPH, AMPH 1.2 12 mg/L 1.0 90% Removal of Clofibrinacid, Ketoprofen 0.8 Removal of Bezafibrat, Ibuprofen, Indomethacin 0.6 9 mg/L  Removal of: Carbamazepin, Phenazon, Propyphenazon, Diclofenac, Naproxen, AAA, FAA  Disinfection effect 0.4 Removal of : Estrogens, Estrone, Ethinylestradiol 3 mg/L 0.2 source: C. Bahr, TU Berlin, PILOTOX

9. Indhold • Hvordan ozonerer man spildevand og hvordan virker ozon • Udbredelse af ozonering af spildevand • Vores arbejde på DTU: Hvor meget ozon skal man bruge? • Lidt perspektiv – hvad kan vi gøre på miljøteknologisiden

10. Udbredelse af ozonering af spildevand • Schweitz er længst ! • Det er besluttet at behandle en stor del af udløbene fra renseanlæg for mikroforureningsstoffer. • Der er kørt fuldskale pilotforsøg med et anlæg i et år og man er ved at opføre de første permanente anlæg. • Pilotanlægget viste at det er vigtigt at have en biologisk polering efter ozoneringen.

11. Udbredelse af ozonering af spildevand • Tyskland er også i gang i fuld skala, men: • Der er ikke en beslutning om at behandle udløb fra renseanlæg for mikroforureningsstoffer. • Der bliver kørt et fuldskale pilotforsøg i Sydtyskland på initiativ af vandseskabet. • Tyske forsøg er mere fokuserede på driftsøkonomi og driftserfaring. • Polering efter ozoneringen er bare en tank med opholdstid.

12. Udbredelse af ozonering af spildevand • Sverige er ikke i stor skala: • Der er ikke en beslutning om at behandle udløb fra renseanlæg for mikroforureningsstoffer, men den politiske opmærksomhed er meget bred. • Der bliver kørt projekter med mindre pilotanlæg som kan flyttes rundt. • Stort fokus på bioeffektforsøg og effekt af nedbrydningsprodukter.

13. Indhold • Hvordan ozonerer man spildevand og hvordan virker ozon • Udbredelse af ozonering af spildevand • Vores arbejde på DTU: Hvor meget ozon skal man bruge? • Lidt perspektiv – hvad kan vi gøre på miljøteknologisiden

14. Experimenter • Vi ozonerede spildevand fra 6 renseanlæg med ½ til 12 mg/L O3 • Dosis af O3 målt med indigo metode • Lægemidler analyseret med LC-MS/MS

15. En parameter der beskriverhvertkemikaliesfølsomhed for ozonering • DDO3 er den dosis af O3 der er nødvending for at nedbryde 90% af stoffet I en specifik vandprøve: Bolton, J.R., et al., Pure and Applied Chemistry (2001) 73(4), 627-637. Hansen, K.M.S. et al., Water Science and Technology 2010, 62, 649-657

16. Effektaf O3 dose pånedbrydningaf 45 lægemidlerispildevandfra et renseanlæg

17. Og i spildevand fra 6 renseanlæg

19. Ozone dose der fjerner 90 % af udvalgte lægemidler i forskellige spildevand

20. Indhold • Hvordan ozonerer man spildevand og hvordan virker ozon • Udbredelse af ozonering af spildevand • Vores arbejde på DTU: Hvor meget ozon skal man bruge? • Lidt perspektiv – hvad kan vi gøre på miljøteknologisiden

21. Lidt perspektiv – hvad kan vi gøre på miljøteknologisiden • Vores nabolande er godt i gang med drift af ozonanlæg • Danmark har meget lidt ozon teknologi industri • Ozondoseringen afhænger af behandlingen i renseanlægget – især TOC i udløbet • Kan vi blive bedst til at optimere TOC i den biologiske behandling og forudsige TOC så ozondosis kan reguleres dynamisk ?