Odstraňování antibiotik z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních technologií
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Antibiotika jsou látky inhibující růst mikroorganizmů se širokým využitím v moderní medicíně. S jejich vysokou spotřebou korelují i jejich výskyty v kanalizačních systémech, z kterých se dostávají do životního prostředí. Hrozba jejich výskytu v životním prostředí spočívá zejména v podněcování vzniku a šíření antibiotické rezistence. Tato práce se věnuje odstraňováním vybraných antibiotik a částečně i antibiotické rezistence z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních procesů (AOPs), které jsou založeny na vytváření vysoce reaktivních hydroxylových radikálů, schopných oxidovat i vysoce perzistentní látky. Práce řeší dočištění vod z odtoků komunálních čistíren odpadních vod (ČOV), které jsou identifikovány jako hlavní zdroj vnosu léčiv do životního prostředí, technologiemi AOPs založenými zejména na ozonizaci. Tyto procesy byly testovány v laboratorních podmínkách na modelové vodě a v reálných podmínkách jako terciální stupeň čištění na ČOV Brno-Modřice v různých provozních stavech. Z provedeného testování lze jednoznačně usoudit, že AOPs jsou schopny vysokého stupně degradace sledovaných antibiotik z čištěného média. V reálných podmínkách byly sledovány antibiotika sulfamethoxazol, trimethoprim, azithromycin, clarithromycin a v rámci jednotlivých provozních stavů bylo dosaženo jejich odstranění pod mez detekce. Aplikace AOPs na bázi ozonizace měla pozitivní efekt i na snížení mikrobiálního znečištění a šíření antibiotické rezistence. V rámci poloprovozní etapy bylo pozorováno snížení množství mikroorganizmů E.coli a koliformních mikroorganizmů až o 4 řády a snížení množství jejich rezistentních kmenů v rozmezí 1,4 – 4,0 log v porovnání s odtokem z ČOV.
Antibiotics are substances that inhibit the growth of microorganisms and are widely used in modern medicine. High consumption of antibiotics correlates with their elevated occurence in sewage systems, from where they are further released into the environment. The threat of their occurrence in the environment is in triggering the formation and spread of antibiotic resistance. This thesis focuses on the removal of selected antibiotics and partly on the antibiotic resistance from wastewater by advanced oxidation processes (AOPs). AOPs are based on the creation of highly reactive hydroxyl radicals, which are able to oxidize even highly persistent substances. The thesis focuses on the purification of effluents from municipal wastewater treatment plants (WWTP), which are identified as the main source of pharmaceutical pollution in the environment, by AOPs mainly based on ozonation. These processes were tested under laboratory conditions on model water as well as under real conditions as the tertiary stage of the treatment at Brno-Modřice WWTP under various operating states. As the results of the performed experiments show, it could be concluded that the studied AOPs are capable of effective degradation of studied antibiotics from the treated medium. Under real conditions, the antibiotics sulfamethoxazole, trimethoprim, azithromycin and clarithromycin were monitored. Output concentrations in each operational state were achieved to be below the limit of detection for all four antibiotics. The application of AOPs based on ozonation as the tertiary step of the treatment also had a positive effect on the reduction of microbial contamination and antibiotic resistance. Within the pilot plant experiments, a reduction of up to 4 orders of magnitude of E.coli, coliform microorganisms and a reduction of their resistant strains in the range of 1.4 - 4.0 logs were observed, compared to the effluent from the WWTP.
Antibiotics are substances that inhibit the growth of microorganisms and are widely used in modern medicine. High consumption of antibiotics correlates with their elevated occurence in sewage systems, from where they are further released into the environment. The threat of their occurrence in the environment is in triggering the formation and spread of antibiotic resistance. This thesis focuses on the removal of selected antibiotics and partly on the antibiotic resistance from wastewater by advanced oxidation processes (AOPs). AOPs are based on the creation of highly reactive hydroxyl radicals, which are able to oxidize even highly persistent substances. The thesis focuses on the purification of effluents from municipal wastewater treatment plants (WWTP), which are identified as the main source of pharmaceutical pollution in the environment, by AOPs mainly based on ozonation. These processes were tested under laboratory conditions on model water as well as under real conditions as the tertiary stage of the treatment at Brno-Modřice WWTP under various operating states. As the results of the performed experiments show, it could be concluded that the studied AOPs are capable of effective degradation of studied antibiotics from the treated medium. Under real conditions, the antibiotics sulfamethoxazole, trimethoprim, azithromycin and clarithromycin were monitored. Output concentrations in each operational state were achieved to be below the limit of detection for all four antibiotics. The application of AOPs based on ozonation as the tertiary step of the treatment also had a positive effect on the reduction of microbial contamination and antibiotic resistance. Within the pilot plant experiments, a reduction of up to 4 orders of magnitude of E.coli, coliform microorganisms and a reduction of their resistant strains in the range of 1.4 - 4.0 logs were observed, compared to the effluent from the WWTP.
Description
Citation
MACSEK, T. Odstraňování antibiotik z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních technologií [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. .
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Vodní hospodářství a vodní stavby
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení