Baalbaki, Z., Sultana, T., Maere, T., Vanrolleghem, P.A., Metcalfe, C.D., Yargeau, V. (2016). Fate and mass balance of contaminants of emerging concern during wastewater treatment determined using the fractionated approach. Science of the Total Environment 573, 1147–1158. (link)

Título

Fate and mass balance of contaminants of emerging concern during wastewater treatment determined using the fractionated approach

(Destino e balanço de massa de contaminantes de preocupação emergente durante o tratamento de águas residuais determinado usando a abordagem fracionada)

Resumo

Contaminants of emerging concern (CECs) are often poorly removed from wastewater using conventional treatment technologies and there is limited understanding of their fate during treatment. Inappropriate sampling strategies lead to inaccuracies in estimating removals of CECs. In this study, we used the “fractionated approach” that accounts for the residence time distribution (RTD) in treatment units to investigate the fate of 26 target CECs in a municipal wastewater treatment plant (WWTP) that includes primary, secondary and tertiary treatment steps. Prior hydraulic calibration of each treatment unit was performed. Wastewater and sludge samples were collected at different locations along the treatment train and the concentrations of target CECs were measured by liquid chromatography mass spectrometry. The most substantial aqueous removal occurred during activated sludge treatment (up to 99%). Removals were < 50% in the primary clarifier and tertiary rotating biological contactors (RBCs) and up to 70% by sand filtration. Mass balance calculations demonstrated that (bio)degradation accounted for up to 50% of the removal in the primary clarifier and 100% in activated sludge. Removal by sorption to primary and secondary sludge was minimal for most CECs. Analysis of the selected metabolites demonstrated that negative removals obtained could be explained by transformations between the parent compound and their metabolites. This study contributes to the growing literature by applying the fractionated approach to calculate removal of different types of CECs across each wastewater treatment step. An additional level of understanding of the fate of CECs was provided by mass balance calculations in primary and secondary treatments.

TRADUÇÃO LIVRE

Os contaminantes de preocupação emergente (CECs) são frequentemente mal removidos das águas residuais usando tecnologias de tratamento convencionais e há uma compreensão limitada de seu destino durante o tratamento. Estratégias de amostragem inadequadas levam a imprecisões na estimativa de remoções de CECs. Neste estudo, usamos a “abordagem fracionada” que considera a distribuição do tempo de residência (RTD) em unidades de tratamento para investigar o destino de 26 CECs alvo em uma estação municipal de tratamento de águas residuais (ETAR) que inclui etapas de tratamento primário, secundário e terciário . A calibração hidráulica prévia de cada unidade de tratamento foi realizada. Esgoto e lodoamostras foram coletadas em diferentes locais ao longo do trem de tratamento e as concentrações de CECs alvo foram medidas por espectrometria de massa de cromatografia líquida . A remoção aquosa mais substancial ocorreu durante o tratamento de lodo ativado (até 99%). As remoções foram < 50% no clarificador primário e nos contatores biológicos rotativos (RBCs) terciários e até 70% na filtração de areia. Cálculos de balanço de massa demonstraram que a (bio)degradação foi responsável por até 50% da remoção no decantador primário e 100% no lodo ativado. Remoção porsorçãoao lodo primário e secundário foi mínimo para a maioria dos CECs. A análise dos metabólitos selecionados demonstrou que as remoções negativas obtidas podem ser explicadas por transformações entre o composto original e seus metabólitos. Este estudo contribui para a crescente literatura aplicando a abordagem fracionada para calcular a remoção de diferentes tipos de CECs em cada etapa de tratamento de águas residuais. Um nível adicional de compreensão do destino dos CECs foi fornecido por cálculos de balanço de massa em tratamentos primários e secundários.

Artigo publicado no site ScienceDirect, no International Journal for Scientific Research.