Verontreiniging door gemeentelijk afval
Huishoudelijk afvalwater dat wordt geloosd op rioolwaterzuiveringsinstallaties bevat verontreinigingen zoals zeep, reinigingsvloeistoffen, farmaceutische producten, medicijnen en producten voor persoonlijke verzorging.
Met name actieve farmaceutische bestanddelen (API’s) worden als moeilijk te verwijderen uit afvalwater beschouwd, omdat oudere of minder geavanceerde zuiveringssystemen veel minder effectief zijn in het verwijderen ervan. Deze omvatten een hele reeks farmaceutische en veterinaire geneesmiddelen die zijn uitgegroeid tot verontreinigende stoffen die een punt van zorg vormen.
Dergelijke producten omvatten antibiotica, antidepressiva, anticonvulsiva, antimicrobiële middelen, antihistaminica, ontstekingsremmers, hartmedicijnen, lipidenregulatoren en diabetesbehandelingen.
Farmaceutische verbindingen kunnen in het natuurlijke milieu terechtkomen nadat een persoon het medicijn heeft ingenomen en het het lichaam heeft verlaten, door onjuiste verwijdering van ongebruikte medicijnen of door gebruik bij dieren. Na het doorspoelen in het riool komen deze verbindingen vervolgens in rivieren terecht via het standaard afvalwaterzuiveringsproces of via een overstort van het gemengde rioolstelsel (CSO). Deze overstortsystemen zijn een bijzonder punt van zorg, aangezien ongezuiverd rioolwater een waarschijnlijke significante bron van deze verbindingen is.
Veel van deze farmaceutische producten of medicijnresten die in stedelijk afvalwater worden geloosd, kunnen daarom de ecologische toestand van onze rivieren en beken nadelig beïnvloeden. Er zijn concentraties gevonden die als ecotoxicologisch zorgwekkend voor het waterleven worden beschouwd. Dit is ook een probleem voor de menselijke gezondheid, aangezien deze farmaceutische vervuiling stroomafwaarts kan reizen en de influentbron kan worden voor onze drinkwaterzuiveringsinstallaties. Ze kunnen dan schadelijke effecten hebben op het menselijk leven en het waterleven vanwege mogelijke bioaccumulatie in de voedselketen.
Sommige van deze verontreinigende stoffen kunnen vallen onder de categorie persistente, bioaccumulerende en toxische stoffen (PBT’s), wat verbindingen zijn die een hoge weerstand tegen afbraak hebben.
Hoewel het afvalwater in de rioolwaterzuiveringsinstallatie tot op zekere hoogte kan worden gezuiverd, wordt het overgebleven vaste product bovendien ‘slib’ genoemd. Dit slib is rijk aan voedingsstoffen en in sommige regio’s wordt dit door boeren over het land verspreid om als meststof te dienen en de bodem ten goede te komen.
Er is echter een toenemende bezorgdheid dat dit rioolslib ook nog steeds een cocktail van verontreinigingen bevat, waaronder farmaceutische producten en PFAS-chemicaliën, die vervolgens gemakkelijker hun weg naar de riviersystemen kunnen vinden.
Regelgeving voor stedelijk afvalwater
De regelgeving voor water- en afvalwaterzuivering in Europa heeft de afgelopen jaren aanzienlijke wijzigingen ondergaan om ook stoffen op te nemen die worden aangetroffen in lozingen van stedelijk en huishoudelijk afvalwater.
De Richtlijn Stedelijk Afvalwater – 91/271/EEG werd voor het eerst aangenomen in 1991 en had betrekking op de behandeling en lozing van stedelijk afvalwater en bepaalde industriële sectoren.
Deze richtlijn is nu bijgewerkt om nieuwe bronnen van stedelijke vervuiling aan te pakken en nieuwe verontreinigende stoffen die zijn ontstaan, zoals farmaceutische en cosmetische microverontreinigingen.
De bijgewerkte richtlijn is van toepassing op een breder scala aan gebieden en er zullen nieuwe normen worden toegepast op microverontreinigingen, waaronder de nu vereiste systematische monitoring van PFAS. De nieuwe wet is erop gericht ervoor te zorgen dat de kosten van eventuele geavanceerde zuivering grotendeels worden gedekt door de verantwoordelijke industrie, in plaats van door watertarieven of de publieke middelen.
Terwijl de oorspronkelijke Kaderrichtlijn Water (KRW) 2000/60/EG het EU-waterbeleid vaststelde, bood de Grondwaterrichtlijn (GWR) 2006/118/EG een kader voor de bescherming van grondwater tegen verontreiniging. De Richtlijn 2008/105/EG stelde vervolgens de milieukwaliteitsnormen voor water vast. Deze werden in 2022 allemaal gewijzigd om nieuwe normen vast te stellen voor een reeks chemische stoffen die aanleiding geven tot bezorgdheid, om chemische vervuiling in water aan te pakken. Met name de bijlagen bij dit voorstel bevatten meer details over de specifieke zorgwekkende stoffen.
Een methode die wordt gebruikt om de toegestane drempelwaarde voor deze producten te bepalen, is de voorspelde concentratie zonder effect (PNEC). PNEC is de concentratie van de chemische stof die de grens markeert waaronder geen nadelige effecten van de blootstelling eraan in een ecosysteem worden gemeten.
PNEC-waarden worden gebruikt als doelstelling voor gerichte zuivering of als instrument voor milieubeoordeling. PNEC wordt in Europa op grote schaal gebruikt door het Europees Agentschap voor chemische stoffen, het REACH-programma (registratie, evaluatie, autorisatie en beperking van chemische stoffen) en andere toxicologische instanties om milieurisico’s te beoordelen.
Afvalwaterzuivering met actieve kool
Actieve kool heeft een extreem poreuze structuur met een enorm oppervlak waardoor het een breed scala aan verontreinigende stoffen kan adsorberen voordat ze mogelijk in het milieu terechtkomen. Actieve kool wordt daarom beschouwd als een zeer effectieve manier om sporenstoffen zoals farmaceutische producten en medicijnen uit afvalwater te verwijderen.
Actieve kool wordt doorgaans gebruikt in de vierde zuiveringsstap in rioolwaterzuiveringsinstallaties, waarbij steeds vaker korrelvormige actieve kool voor deze toepassing wordt gebruikt. Korrelvormige actieve kool wordt meestal geïnstalleerd in filterbedden of vaten, soms op zand- of grindmedia, waar het te zuiveren water doorgaans neerwaarts doorheen stroomt. Zodra korrelkool verzadigd is geraakt met de geadsorbeerde organische stoffen en/of minder effectief is geworden in het gebruik, kan het worden gerecycled door thermische reactivering voor hergebruik, wat de CO2-voetafdruk van de zuiveringsbehandeling vermindert.
In het verleden werd voor deze toepassing poedervormige actieve kool (PAC) gebruikt, wat zeer kleine deeltjes actieve kool zijn – doorgaans tussen 1 en 100 μm in diameter. De PAC werd rechtstreeks aan het afvalwater toegevoegd, geroerd, gedurende een bepaalde tijd in contact gelaten met de oplossing en vervolgens gescheiden door filtratie.
PAC heeft het voordeel dat het gemakkelijk voor korte periodes kan worden gebruikt, bijvoorbeeld wanneer er piekproblemen zijn, en vervolgens kan worden gestopt wanneer een dergelijke behandeling niet langer nodig is. PAC kan echter niet worden hergebruikt en wordt afgevoerd via de vergassing of verbranding van biologisch slib. Daarom heeft PAC een grotere CO2-voetafdruk in vergelijking met het gebruik van herbruikbare korrelvormige actieve kool.
Het assortiment nieuwe, gereactiveerde en hernieuwbare kwaliteiten koolstof van Chemviron is ontworpen om zeer efficiënt te zijn voor de verwijdering van sporenverontreinigingen. Wij adviseren u graag over de meest geschikte koolstof voor uw specifieke behoeften.
Welke farmaceutische en medicinale verontreinigende stoffen kunnen worden verwijderd met actieve kool?
Actieve kool, in korrel- of poedervorm, is zeer effectief voor de verwijdering van een breed scala aan organische en koolwaterstofverontreinigingen, niet-biologisch afbreekbare verbindingen en microverontreinigingen uit afvalwater.
Enkele van de actieve farmaceutische bestanddelen, medicinale en medische verzorgingsproducten die in afvalwater zijn aangetroffen en kunnen worden verwijderd met actieve kooltechnologie, staan vermeld in de onderstaande tabel:
| Acetaminophen | Diclofenac | Ketoprofen |
| Amisulpride | Erytromycine | Metformine |
| Atenolol | Estron | Methylbenzotriazool |
| Azitromycine | Ethinylestradiol | Metoprolol |
| Benzotriazool | Fexofenadine | Naproxen |
| Benzoylecgonine | Fluoxetine | Norfluoxetine |
| Beta-oestradiol | Furosemide | Orlistat |
| Cafeïne | Gabapentine | Paracetamol |
| Candesartan | Hydrochloorthiazide | Primidon |
| Carbamazepine | Hydrochinon | Propranolol |
| Carbamazepine-epoxide | Irbesartan | Simvastatine |
| Cetirizine | Ibuprofen | Sotalol |
| Citalopram | Iohexol | Sulfamethoxazol |
| Claritromycine | Iomeprol | Sulfanilamide |
| Cocaïne | Iopamidol | Trimethoprim |
| Cyclofosfamide | Iopromide | Venlafaxine |
| Diatrizoaat |
Aangezien veel API-stoffen vrij moeilijk uit afvalwater te verwijderen kunnen zijn, kan Chemviron technisch advies en ondersteuning bieden over de waarschijnlijke effectiviteit van actieve kool als een passende oplossing.
Hoe kan Chemviron u helpen?
De selectie van de meest geschikte actieve kool kan afhangen van verschillende factoren. Dit omvat de soorten en het bereik van verbindingen of verontreinigingen die moeten worden verwijderd, hun concentraties, het betrokken zuiveringsschema en ook de pH van de betreffende afvalstroom.
Als fabrikant van actieve kool uit steenkool, kokosnoot en hout in zowel korrel- als poedervorm, is Chemviron in staat om het meest geschikte product te produceren en te selecteren voor de vereiste zuiveringsoplossing.
Prestatie-evaluatie om ervoor te zorgen dat de meest effectieve oplossing wordt geselecteerd
Aangezien elke waterbron verschillende combinaties van verontreinigende stoffen kan bevatten, kan het passend zijn om een laboratoriumtest uit te voeren op een representatief watermonster. Dergelijke tests kunnen de waarschijnlijke effectiviteit van actieve kool beoordelen om aan de gestelde zuiveringseisen te voldoen en ons in staat stellen de meest geschikte technische oplossing voor te stellen.
Isothermtesten is een snelle laboratoriummethode om de verwijdering van organische stoffen uit water te evalueren. Pilottesten zijn veel effectiever in het aangeven van het waarschijnlijke koolstofverbruik, maar kunnen tijdrovend zijn. Chemviron kan echter ondersteuning en advies bieden met behulp van onze pilot-units, waaronder ons assortiment kleinere mobiele koolstoffilters.
Als alternatief is er de Accelerated Column Test (ACT), die is ontwikkeld door ons eigen team van wetenschappers en ingenieurs. Dit is een verbeterde procedure op laboratoriumschaal die de snelheid van een isothermtest combineert met de nauwkeurigheid van een pilotkolom. De ACT simuleert een grootschalig zuiveringssysteem om doorbraaktestgegevens te verstrekken voor de verwijdering van de gedefinieerde organische onzuiverheden, maar in een veel kortere tijd.
De ACT kan worden toegepast op alle soorten water en aangezien Chemviron deze tests al meer dan veertig jaar uitvoert, beschikken wij over een uitgebreide referentiebibliotheek. Met deze uitgebreide technische ervaring kan Chemviron met u samenwerken om het best presterende product voor uw specifieke toepassing te adviseren en aan te bevelen.
Recycling van gebruikte koolstof en mobiele koolstoffilters voor duurzaamheid en kostenbesparing
Wanneer korrelvormige actieve kool wordt gebruikt, kan deze, zodra de geïnstalleerde koolstof in het filter minder effectief is geworden in het gebruik, worden gerecycled door thermische reactivering voor hergebruik. Reactivering houdt in dat de gebruikte koolstof wordt behandeld in een oven met hoge temperatuur, waar de ongewenste organische stoffen op de koolstof thermisch worden vernietigd. Het recyclen van actieve kool door thermische reactivering is een duurzame en milieuvriendelijke technologie die voldoet aan al onze doelstellingen om afval te minimaliseren en de CO2-uitstoot te verminderen.
Als dit een nieuwe of lokale zuiveringstoepassing is, overweeg dan het gebruik van onze mobiele koolstoffilters die te huur zijn. Deze kunnen op locatie worden gebruikt als zuiveringsvat en vervolgens om koolstof van en naar de locatie te transporteren, zonder dat er koolstofuitwisseling op locatie nodig is. Chemviron heeft een reeks van deze mobiele koolstoffilters van verschillende afmetingen en capaciteiten, waaronder filters voor gebruik in omgevingen met een lage pH.
Als u technische ondersteuning nodig heeft om uw mogelijke zuiveringsopties te evalueren, hulp nodig heeft bij de keuze van actieve kool, het gebruik van onze reactiveringsservice, de hulp van onze mobiele koolstoffilterservice of gewoon wat verder advies, neem dan contact met ons op – neem contact op met ons technische team.