A nivel mundial, existe una creciente preocupación con respecto a la presencia de trazas de contaminantes emergentes, como los retinoides y los productos químicos disruptores endocrinos estrogénicos EDC en entornos acuáticos. Los retinoides como los ácidos retinoicos y sus metabolitos, que son los derivados de la vitamina A, pueden causardesarrollo morfológico anormal en anfibios, peces y caracoles a niveles elevados. Los EDC estrogénicos como alquilfenoles y bisfenol A son estrógenos ambientales que pueden inducir la feminización de peces machos y el desarrollo anormal en organismos acuáticos.
Los efluentes de aguas residuales son una fuente importante para la entrada continua de estos contaminantes en el medio ambiente acuático. Los altos niveles de estos contaminantes químicos se encuentran comúnmente en los efluentes de aguas residuales descargados de las plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales STP.
Un equipo interdisciplinario dirigido por la Universidad de Hong Kong HKU ha desarrollado un novedoso sistema de tratamiento de aguas residuales que puede eliminar eficazmente los contaminantes convencionales y recuperar recursos valiosos como fósforo y materiales orgánicos es decir, fibras de carbono y ácidos orgánicos volátiles.
Este novedoso sistema combina sedimentación primaria mejorada químicamente CEPS de aguas residuales con fermentación acidogénica de lodo en tándem Imagen 1. Se realizaron una serie de experimentos de laboratorio para demostrar que este novedoso sistema puede eliminar eficazmente los rastros de contaminantes químicos emergentes del agua residual yes más rentable en comparación con los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales.
Los resultados de este estudio se han publicado recientemente en Investigación del agua y Medio ambiente internacional .
Además, en colaboración con la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Nanshan en Shenzhen, un sistema piloto de tratamiento de aguas residuales Imagen 2 que adopta el nuevo proceso de tratamiento ha estado en construcción en Shenzhen desde 2019. Entrará en funcionamiento y se probará este verano si elEl brote de COVID-19 disminuye.
fondo
En los últimos años, el profesor Xiao-Yan Li del Departamento de Ingeniería Civil que dirigió el proyecto de investigación interdisciplinaria, ha estado colaborando con el profesor Kenneth Leung de la Escuela de Ciencias Biológicas de HKU y el Instituto Swire de Ciencias Marinas para examinar los nivelesy la eficiencia de eliminación de retinoides y EDC estrogénicos de las aguas residuales mediante el nuevo proceso de tratamiento de aguas residuales desarrollado por el equipo de investigación, y para comparar eso con los STP convencionales.
El equipo de investigación examinó primero los niveles y las eficiencias de eliminación de retinoides y EDC estrogénicos en los STP de Shatin, Stanley y Stonecutters Island en Hong Kong al recolectar muestras de aguas residuales y lodos de diferentes etapas del proceso de tratamiento, y analizar las muestras de retinoides y estrogénicosEDC utilizando cromatografía líquida con espectrometría de masas en tándem LC-MS / MS. En segundo lugar, se realizaron una serie de experimentos de laboratorio utilizando una planta piloto a pequeña escala del nuevo proceso de tratamiento de aguas residuales. Se tomaron muestras de aguas residuales y lodos para el análisis químico.utilizando los protocolos desarrollados por el equipo del profesor Leung.
Resultados clave
Los resultados indicaron que los tres STP solo pueden eliminar un promedio del 57% de los retinoides rango: 41-82% y un promedio del 54% de los EDC estrogénicos rango: 31-79% de las influencias de aguas residuales este trabajofue publicado en Medio ambiente internacional .
Usando el novedoso sistema de tratamiento operado bajo condiciones de laboratorio, el proceso CEPS solo demostró ser 16 - 19% más efectivo en la eliminación de retinoides y EDC que los STP convencionales. 65 - 80% de retinoides y 72 - 73%de EDC se pueden eliminar del proceso CEPS Imagen 3.
Después de la fermentación acidogénica del lodo CEPS, 50 - 58% de los retinoides y 47 - 50% de los EDC se eliminaron aún más de los sobrenadantes de lodo este trabajo ha sido publicado recientemente en Water Research.
En comparación con los STP convencionales, el novedoso sistema de tratamiento que integra CEPS con fermentación acidogénica de lodo es comparativamente más eficiente en la eliminación de contaminantes químicos emergentes de las aguas residuales y, por lo tanto, podría reducir sus impactos ambientales.
En términos de rentabilidad, el proceso CEPS ha demostrado, por otros estudios, que es más rentable que el proceso convencional de tratamiento de aguas residuales. Por ejemplo, el costo de CEPS para el tratamiento de aguas residuales es menos de la mitad del costo deel tratamiento secundario de aguas residuales es decir, el proceso de lodo activado. Por un lado, la fermentación acidogénica de lodo CEPS puede reducir aún más el costo del tratamiento mediante la recuperación de los recursos orgánicos de carbono y fosfato del lodo, ya que el carbono orgánico y el fosfato cosechados pueden utilizarse para producir carbonofibras y fertilizantes, respectivamente. Por otro lado, la fermentación acidogénica del lodo CEPS puede proporcionar una eliminación adicional de contaminantes. El novedoso proceso de tratamiento, por lo tanto, ofrece resultados beneficiosos para todos.
El camino a seguir
El profesor Li, quien dirigió el estudio, dijo: "Cuando el sistema piloto de tratamiento de aguas residuales en Shenzhen entre en funcionamiento y se pruebe, esperamos demostrar que esta tecnología innovadora usará menos energía, generará efluentes más limpios y recuperará más materiales útiles dellodo."
El profesor Leung dijo: "Estamos muy contentos de reunir evidencia para apoyar nuestra hipótesis de que nuestro novedoso sistema de tratamiento de aguas residuales puede eliminar eficazmente los contaminantes químicos emergentes. Con la planta piloto ampliada en Shenzhen, investigaremos más a fondo la eficiencia de eliminación deotras clases de contaminantes comunes por este novedoso sistema de tratamiento "
Con respecto a su posible aplicación en Hong Kong, el profesor Li agregó: "Nuestro sistema se puede adaptar fácilmente a los STP existentes en Hong Kong, como unidades adicionales. Por ejemplo, el sistema piloto se conectará al STP existente de Nanshan enShenzhen para probar su rendimiento. Si tiene éxito, esto allanará el camino para avanzar en el tratamiento de aguas residuales en China y más allá ".
Esta investigación innovadora está financiada por el Esquema de Investigación por Temas del Consejo de Becas de Investigación de la RAE de Hong Kong.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La Universidad de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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