Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Solar photocatalytic treatment of wastewater contaminated with pesticides: Application of artificial neural network modelling

Mustafa Yasmen, Hassan Ahmad Benwan, Alsabti Saif

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 4

373--388

EN

Homogeneous and heterogeneous photocatalysis systems were used to treat water contaminated with three pesticides, Atrazine (ATZ), Diazinon (DIZ), and Alachlor (ALC). A pilot-scale plant powered by solar energy, consisting of compound parabolic collectors (CPCs), was used. The effect of H2O2 concentration from 200 to 2400mg/L, Fe+2 from 5 to 30 mg/L, and TiO2 from 100 to 500 mg/L was studied to find their effects on the degradation efficiency. The concentrations of the parent pollutants rapidly declined to zero for ALC and DIZ in the initial stages of the experiment and were converted into intermediate products. The chemical oxygen demand (COD) removal efficiency for the homogeneous photocatalytic process at the optimal dosage was 45%, 74%, and 80% for ATZ, ALC, and DIZ, respectively. In comparison, the heterogeneous photocatalytic system showed removal efficiencies of 43%, 73%, and 76% for the same compounds. The single, binary, and ternary pesticide mixtures were tested in a homogeneous system. The results show that ATZ reduces oxidation of the mixture when combined with other pesticides. An artificial neural network was employed to predict the experimental results. The model demonstrated a good fit with the experimental results.

2

Perowskity w inżynierii środowiska - zaawansowane metody oczyszczania wody z zanieczyszczeń organicznych

Stachowicz Wiktoria, Szafraniak-Wiza Izabela, Rzelewska-Piekut Martyna, Regel-Rosocka Magdalena

Technologia Wody

|

2025

|

Nr 1 (87)

24-31

PL

W artykule scharakteryzowano perowskity oraz przedstawiono ich potencjalne zastosowanie w inżynierii środowiska, jako materiały używane w zaawansowanych metodach oczyszczania wody z zanieczyszczeń organicznych z wykorzystaniem fotokatalizy oraz zaawansowanych procesów utleniania (Advanced Oxidation Processes, AOPs). Poza przykładami degradacji, w obecności perowskitów takich związków jak farmaceutyki, barwniki czy fenole, wskazano także szansę i wyzwania, jakie stoją przed zastosowaniem materiałów perowskitowych w oczyszczaniu wody na dużą skalę.

EN

This paper characterises perovskites and presents their potential application in environmental engineering as materials for advanced methods of water purification from organie pollutants using photocatalysis and advanced oxidation processes (AOPs). In addition to examples of the degradation of compounds such as pharmaceuticals, dyes or phenols in the presence. of perovskites, the opportunities and challenges for the application of perovskite materials in large-scale water purification have been identified.

3

Wybrane metody katalitycznego usuwania antybiotyków z wody na drodze zaawansowanych procesów utleniania

Wolski Łukasz, Baran Konrad, Rozmyślak Mateusz, Frankowski Marcin

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2025

|

nr 1

25--31

PL

Niepodważalne jest, że antybiotyki odgrywają istotną rolę we współczesnej medycynie. Jednakże, pomimo ich nieocenionego wpływu no ochronę zdrowia i życia ludzi, powszechne stosowanie tych substancji może przyczynić się do powstania nowych problemów. Wciąż wzrastająca produkcja i konsumpcja antybiotyków w połączeniu z niewielką efektywnością ich usuwania ze ścieków sprawia, że mogą one trafiać do środowisko przyrodniczego człowieka. Obecnie antybiotyki wykrywane są nie tylko w wodach, ale również w glebie, co w długoterminowej perspektywie może doprowadzić do pojawienia się bakterii odpornych na działanie leków, prowadząc do zmniejszenia skuteczności terapii antybiotykowych oraz zwiększonej zachorowalności i śmiertelności. W tym artykule zostały omówione wybrane metody usuwania antybiotyków z wody na drodze zaawansowanych procesów utleniania. Szczególną uwagę poświęcono wyjaśnieniu istoty tych metod, wskazaniu roli katalizatorów w tych procesach, a także omówieniu zalet, wad oraz ograniczeń związanych z ich stosowaniem w usuwaniu antybiotyków z wody.

EN

Antibiotics play an important role in modern medicine. Despite their invaluable impact on the protection of human health and life, the widespread use of these substances can lead to new environmental problems. The increasing production and consumption of antibiotics, combined with the low efficiency of their removal from wastewater, lead to discharging of these substances into natural environment. Nowadays, antibiotics are detected not only in various natural water sources, but also in soil. This is a severe problem since even trace amount of antibiotics may in long term perspective lead to the emergence of drug-resistant bacteria, limiting the effectiveness of antibiotic therapies and increasing morbidity and mortality. This article summarises recent advances related to the application of selected methods of the elimination of antibiotics from water via advanced oxidation processes. Particular attention is paid to explaining the principles of these methods, pointing out the role of catalysts in these processes, as well as discussing the advantages, disadvantages and limitations associated with their use in the removal of antibiotics from weter.

4

Efektywność procesu UV/H2O2 w usuwaniu estrogenów ze środowisk wodnych

Piosik Marianna, Lewandowicz Karolina, Kompanowska Zuzanna, Zembrzuska Joanna, Ginter-Kramarczyk Dobrochna, Kruszelnicka Izabela

Instal

|

2025

|

nr 12

109--111

PL

Celem pracy była ocena skuteczności procesu UV/H2O2 w usuwaniu 17α-estradiolu z wody destylowanej i ścieków modelowych z wykorzystaniem metody QuEChERS-LC-MS/MS. Sama fotoliza UV zapewniała umiarkowaną redukcję (ok. 75% po 45 min), natomiast zastosowanie H2O2 wyraźnie zwiększało szybkość i efekt końcowy, prowadząc do niemal całkowitego usunięcia 17α-estradiolu (ok. 97% po 45 min). W próbie kontrolnej z samym H2O2 nie obserwowano ubytku, co potwierdza konieczność aktywacji fotochemicznej. Wyniki wskazują, że UV/H2O2 może być skutecznym i szybkim rozwiązaniem do ograniczania estrogenów w ściekach.

EN

The aim of this study was to evaluate the effectiveness of the UV/H2O2 process in removing 17α-estradiol from distilled water and model wastewater using the QuEChERS-LC-MS/MS method. UV photolysis alone provided moderate reduction (approx. 75% after 45 min), whereas the addition of H2O2 markedly increased the rate and final effect, leading to near-complete removal (approx. 97% after 45 min). In the control test with H2O2 only, no loss was observed, confirming the necessity of photochemical activation. The results indicate that UV/H2O2 can be an effective and rapid solution for reducing estrogens in wastewater.

5

Application of Iron-Activated Persulfate for Cosmetic Wastewater Treatment: TOC Reduction and Biodegradability Improvement

Abayomi Habib Salam, Qudus Abdul, Bogacki Jan, Mahmudov Tural

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2025

|

Nr 10

30-34

EN

ndustrial wastewater treatment must be carried out in order to reduce the impact on both living organisms and non-living environments. Cosmetic wastewater was chosen for this study due to the rapid growth of the cosmetic sector and the complexity of its effluents. Wastewater from a cosmetic industry was collected, and analyses were carried out which involved application of the Fe0/S₂O₈-2 -process for cosmetic wastewater treatment. The purpose of the study is to understand the correlation between pollutants concentration, metallic iron dosage, persulfate dosage, as well as the duration of contact and their combined effects. The experiment was carried out with different dosages of iron and persulfate, 1 to 4 g/L, and contact times (0 to 120 minutes). It was shown that Total Organic Carbon (TOC) decreased from 613.3 mg/L to 530.3 mg/L after treatment. Five day biochemical oxygen demand (BOD5) increased from 114 mg/L to 138 mg/L which, combined with the general decrease in the content of organic compounds expressed as TOC, indicates an increase in the susceptibility of wastewater to biological treatment. The comprehensive analysis indicates improvements in wastewater quality. This study demonstrated that advanced oxidation procedures utilizing metallic iron and persulfate are promising as wastewater technology.

PL

Oczyszczanie ścieków przemysłowych musi być prowadzone w celu ograniczenia ich wpływu zarówno na organizmy żywe, jak i na środowisko nieożywione. Do badań wybrano ścieki z przemysłu kosmetycznego, ze względu na szybki rozwój sektora kosmetycznego oraz złożoność i zmienność ścieków. Pobierano ścieki z zakładu przemysłu kosmetycznego i przeprowadzono badania obejmujące zastosowanie procesu Fe0/S₂O₈-2 do ich oczyszczania. Celem badań było określenie zależności pomiędzy stężeniem zanieczyszczeń, dawką żelaza metalicznego, dawką nadsiarczanu, a także czasem kontaktu oraz ich łącznym wpływem. Eksperyment przeprowadzono z użyciem różnych dawek żelaza i nadsiarczanu (1-4 g/L) oraz czasów kontaktu (0–120 minut). Wykazano, że zawartość ogólnego węgla organicznego (OWO) zmniejszyła się po procesie z 613,3 mg/L do 530,3 mg/L. Pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT₅) wzrosło ze 114 mg/L do 138 mg/L, co w połączeniu z ogólnym spadkiem zawartości związków organicznych wyrażonych jako OWO, wskazuje na wzrost podatności ścieków na oczyszczanie biologiczne. Przeprowadzona analiza potwierdza poprawę jakości ścieków. Badania wykazały, że procesy pogłębionego utleniania wykorzystujące żelazo metaliczne i nadsiarczan są obiecującą technologią oczyszczania ścieków.

6

Chloroquine degradation in aqueous solution under electron beam irradiation

Kabasa Stephen, Sun Yongxia, Bułka Sylwester, Chmielewski Andrzej G.

Nukleonika

|

2024

|

Vol. 69, No. 2

53--63

EN

Pharmaceutically active compounds are the most widely produced and consumed consumer products that pose a substantial threat to the environment and living organisms owing to their pharmacokinetics, side effects, and contraindications. In this study, the degradation of chloroquine (CQ), a popular antimalarial and recently proposed COVID-19 drug, was investigated under electron beam (EB) irradiation of aqueous solutions. Both the hydroxyl radical and hydrated electron generated in the radiolysis of water contribute to the degradation of CQ in aqueous solution. The overall removal efficiency for 125 mg·L−1 of the CQ solution under EB treatment is reported to be >80% at neutral pH at a maximum irradiation dose of 7 kGy. Removal efficiency is further favored by acidic and slightly alkaline conditions where reactions with hydroxyl radicals and hydrated electrons are favored, respectively. Additionally, increments in the applied dose resulted in the increased removal efficiency for the same concentration of CQ. Conversely, the removal efficiency decreased with increasing concentration of CQ at the same irradiation dose. The initial solution pH, applied irradiation dose, and initial pollutant concentration play an important role in the EB-induced degradation of CQ by influencing the available oxidizing and reducing species. The chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) were not significantly decreased during the treatment process and indicated the formation of organic byproducts, which were not further degraded under the current experimental conditions.

7

Sonochemical processes in the decomposition of organic micropollutants from rainwater

Copik Jakub, Kudlek Edyta, Dudziak Mariusz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 87

85--97

EN

A wide range of aquatic systems, drinking water, groundwater and surface water is known to include several dangerous organic micropollutants (OMPs). Additionally, a lot of the OMPs that have been found are resistant to biodegradation, allowing the possibility of persistence and accumulation in the ecosystem. Although they are present in small amounts, they have the potential to cause major health issues, such as cancer. Recent studies showed that ultrasonication is very successful in removing numerous hazardous OMPs from water. However, there is a tendency of combining this method with other advanced oxidation processes because of some of this technology’s limitations. This study provided additional evidence that ultrasonication is a highly effective approach for removing micropollutants from rainwater. The efficiency of this technique can even be higher than 80%. Moreover, the addition of ozone and hydrogen peroxide during ultrasonication increased the removal ratio significantly, which was proportional to the oxidant dosage.

PL

Obecnie w wodzie wodociągowej w wodach gruntowych oraz w wodach powierzchniowych powszechnie identyfikuje się niebezpieczne małocząsteczkowe mikrozanieczyszczenia organiczne (OMPs). Ponadto wiele z nich jest odpornych na biodegradację, co stwarza możliwość ich akumulacji w środowisku. Pomimo że ich stężenie jest niewielkie, mogą powodować poważne problemy zdrowotne. Część mikrozanieczyszczeń jest również kancerogenna. Badania wykazują, że ultradźwięki mogą być bardzo skuteczne w usuwaniu wielu niebezpiecznych OMPs z wody. Istnieje jednak tendencja do łączenia tego procesu z innymi zaawansowanymi procesami utleniania (AOPs) ze względu na niektóre ograniczenia technologii nadźwiękawiania. Przeprowadzone badania dowiodły, że ultradźwięki są skuteczną metodą usuwania mikrozanieczyszczeń z wody deszczowej. Skuteczność tej techniki wyniosła nawet około 80%. Co więcej, dodatek ozonu i nadtlenku wodoru podczas procesu nadźwiękawiania zwiększył efektywność usuwania szkodliwych związków proporcjonalnie do dawki zastosowanego utleniacza.

8

Wpływ procesu zaawansowanego utleniania H2O2/O3 na poprawę efektywności biologicznego oczyszczania ścieków z myjni samochodowej

Włodyka-Bergier Agnieszka, Kowalewski Zbigniew, Mazur Robert

Instal

|

2023

|

nr 11

52--56

PL

Procesy zaawansowanego utleniania przed procesami biologicznego oczyszczania ścieków stosowane są w celu zwiększenia ilości frakcji biodegradowalnej, łatwo asymilowanej przez mikroorganizmy. W artykule przeanalizowano wpływ procesu H2O2/O3 zastosowanego w sekwencji z procesem biologicznego oczyszczania w bioreaktorach ze złożem ruchomym na zwiększenie efektywności oczyszczania ścieków z myjni samochodowej. W procesie H2O2/O3 zastosowano 3 dawki nadtlenku wodoru (27,5 mg/dm3, 82,5 mg/dm3, 137,5 mg/dm3) i stałą dawkę ozonu wynoszącą 100 mg/dm3. Po procesie utleniania ścieki kierowano do reaktorów w celu przeprowadzenia oczyszczania biologicznego ścieków. Czas pracy bioreaktorów wynosił 24 godziny, a próbki pobierano po 2 h, 6 h i 24 h. W ściekach oznaczano szereg parametrów fizyko-chemicznych, takich jak ChZT, BZT5, azot ogólny i fosfor ogólny, barwa i mętność, odczyn i przewodność elektryczna właściwa. Badania wykazały, że utlenienie ścieków z wykorzystaniem najmniejszej analizowanej dawki H2O2 w analizowanym procesie zaawansowanego utlenienia (27,5 mg H2O2/dm3, 100 mgO3/dm3) przyczyniło się do zwiększenia efektywności usuwania materii organicznej oraz azotu i fosforu ogólnego w procesie biologicznego ich oczyszczania.

EN

Advanced oxidation processes before biological wastewater treatment processes are used to increase the amount of the biodegradable fraction, easily assimilated by microorganisms. The article analyzes the impact of the H2O2/O3 process used in sequence with the biological treatment process in moving bed bioreactors on increasing the efficiency of car wash wastewater treatment. In the H2O2/O3 process, 3 doses of hydrogen peroxide were used (27.5 mg/dm3, 82.5 mg/dm3, 137.5 mg/dm3) and a constant dose of ozone (100 mg/dm3). After the oxidation process, the wastewater was directed to reactors for biological wastewater treatment. The operating time of the bioreactors was 24 hours, and samples were taken after 2 h, 6 h and 24 h. A number of physico-chemical parameters were determined in the sewage, such as COD, BOD5, total nitrogen and total phosphorus, color and turbidity, pH and conductivity. The research showed that wastewater oxidation using the lowest analyzed dose of H2O2 in the analyzed advanced oxidation process (27.5 mg H2O2/dm3, 100 mgO3/dm3) contributed to increasing the efficiency of removal of organic matter, nitrogen and total phosphorus in the biological treatment process.

9

Photocatalytic decolourization of rhodamine b by modified photo-Fenton process with quasicrystals - preliminary research

Łoński Sylwester, Łoński Wojciech, Babilas Rafał, Barbusiński Krzysztof

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 2

171--176

EN

A novel photocatalytic process using a modification of photo-Fenton reaction, with sodium percarbonate (SP), as an alternative source of H2O2, and alloy Al65Cu20Fe15 containing, among others, quasicrystals (of the percentage composition Al65Cu20Fe15), being a source of iron ions, effectively decolourizes the aqueous solution of rhodamine B (RB; solution of 5 mg/l). The source of UV radiation was a lamp with a power of 36 W. The experiments were carried out at pH = 7 and reaction time (from 5 to 60 min). The increase in SP concentration (in the range of 8.3 to 33.3 g/l) significantly increased the degree of degradation of RB and the reaction rate. However, the use of quasicrystals, in the range of 8.3 to 33.3 g/l, was also important in the modified photocatalytic photo-Fenton process. The best degradation effects of RB (95%) were obtained for the highest SP concentration of 33.3 g/l and the lowest quasicrystal concentration of 8.3 g/l. On the other hand, visual decolourization of RB was obtained with an efficiency of 70% for SP and quasicrystal concentrations of 16.7 g/l and 16.7 g/l, respectively, after 45 minutes, and for SP and quasicrystal concentrations of 33.3 g/l and 8.3 g/l, respectively, after the time of 20 minutes. The best RB degradation effects in the comparative method (UV/Na2CO3·1.5H2O2 without the addition of quasicrystals) were only 52.7%. The obtained results encourage further research to optimize the conditions of the proposed method and to investigate its applicability to other types of dyes and pollutants.

10

Preliminary studies of photolysis and TiO2-montomorillonite-immobilised photocatalysis processes for the degradation of organic pollutants in water treatment

Pamuła Justyna, Karnas Magdalena, Styszko Katarzyna

Geology, Geophysics and Environment

|

2022

|

Vol. 48, no. 4

393--404

EN

Organic compounds are the most diverse group of contaminants. The largest anthropogenic source of these contaminants in water is municipal and industrial wastewater. One of the indicators of surface water pollution is biological oxygen demand (BOD). Purifying water from organic micropollutants is a serious challenge and requires the development of newer and more effective methods. The removal of such contaminants is most effective only in advanced oxidation processes (AOP), which include UV photolysis and photocatalysis. The presented results are from preliminary research to evaluate the effectiveness of water treatment by ultraviolet (UV) photolysis and photocatalysis. Treatment efficiency was evaluated on the basis of changes in the BOD index before and after the advanced oxidation process of raw water. The values of the BOD5 index determined in accordance with PN-EN 25813:1997. The exposure time of the samples was a maximum of 60 minutes. The tested material was water samples taken from the Rudawa River, which is one of the drinking water sources for Krakow. The initial BOD5 value (expressed as concentration of O2) for all samples was about 8 mg/L but it has decreased to over 2 mg/L due to AOP processes. This means that after an hour, more than 75% of organic compounds present in the raw water were removed. For photocatalysis (TiO2-MMT), the exposure time of the samples was a maximum of 35 minutes. Water samples taken from the Rudawa River were also used as test material. The initial BOD5 value for all samples was about 9 mg/L but it has decreased to about 4 mg/L due to the photocatalysis process. This means that after 35 minutes, 55% of the organic compounds present in the raw water were removed.

11

Oil Recovery from Oilfield Produced Water Using Zinc Oxide Nano Particle as Catalyst in Batch and Continuous System

Alkhazraji Hussein Ali Jabbar, Alatabe Mohammed Jaafar Ali

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 8

278--286

EN

This article describes the design of photo catalyst reactor for oil removing from produced water. Real produced water containing a combination of organic compounds was treated with zinc oxide nanoparticles. In this study, ultraviolet radiations were used to find the efficiency of removing the oil content from the water produced that brought from the Al-Ahdab oilfield in kut/ Iraq by advanced oxidation process (AOP) using (ZnO/UV) in batch system and continuous system. In batch system were studied the effect of zinc oxide concentration (nanoparticles), time of irradiation, and pH. The highest removal rate of oil from the produced water (100%) was obtained during the following optimal conditions: ZnO NPs as catalyst = 55 mg/L, pH =3, at the time of irradiation of 90 minutes in batch experiments. In the continuous system, the effects of flowrate, number of UV-A lamp and time of reaction were studied, the results obtained were the efficiency of decomposition decreases with increasing the flow rate of solution in reactor, the maximum removal efficiency of the process (ZnO/UV) was 80% at 20 mL/min and irradiation time 120 min. In general, zinc oxide is beneficial through its high oil adsorption capacity in addition, It lowers the amount of oil in the produced water.

12

Do we still need a laboratory to study advanced oxidation processes? A review of the modelling of radical reactions used for water treatment

Wacławek Stanisław

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2021

|

Vol. 28, nr 1

11--28

EN

Environmental pollution due to humankind’s often irresponsible actions has become a serious concern in the last few decades. Numerous contaminants are anthropogenically produced and are being transformed in ecological systems, which creates pollutants with unknown chemical properties and toxicity. Such chemical pathways are usually examined in the laboratory, where hours are often needed to perform proper kinetic experiments and analytical procedures. Due to increased computing power, it becomes easier to use quantum chemistry computation approaches (QCC) for predicting reaction pathways, kinetics, and regioselectivity. This review paper presents QCC for describing the oxidative degradation of contaminants by advanced oxidation processes (AOP, i.e., techniques utilizing •OH for degradation of pollutants). Regioselectivity was discussed based on the Acid Blue 129 compound. Moreover, the forecasting of the mechanism of hydroxyl radical reaction with organic pollutants and the techniques of prediction of degradation kinetics was discussed. The reactions of •OH in various aqueous systems (explicit and implicit solvation) with water matrix constituents were reviewed. For example, possible singlet oxygen formation routes in the AOP systems were proposed. Furthermore, quantum chemical computation was shown to be an excellent tool for solving the controversies present in the field of environmental chemistry, such as the Fenton reaction debate [main species were determined to be: •OH < pH = 2.2 < oxoiron(IV)]. An ongoing discussion on such processes concerning similar reactions, e.g., associated with sulphate radical-based advanced oxidation processes (SR-AOP), could, in the future, be enriched by similar means. It can be concluded that, with the rapid growth of computational power, QCC can replace most of the experimental investigations related to the pollutant’s remediation in the future; at the same time, experiments could be pushed aside for quality assessment only.

13

Wpływ materii organicznej na rozkład zanieczyszczeń szczególnie niebezpiecznych w środowisku wodnym

Kudlek Edyta

Proceedings of ECOpole

|

2020

|

Vol. 14, No. 1

97--105

PL

W pracy oceniono stopień usunięcia wybranych zanieczyszczeń szczególnie niebezpiecznych (CECs), obecnych w różnych matrycach wodnych, w trakcie zaawansowanych procesów utleniania opartych o działanie naturalnego promieniowania słonecznego. Badania prowadzono na wodzie wodociągowej, wodzie powierzchniowej, wodzie deszczowej i odpływie z komunalnej oczyszczalni ścieków zaszczepionej mikrozanieczyszczeniami, tj. diklofenakiem, kofeiną i karbamazepiną - związki farmaceutyczne; oksadiazonem, triklosanem i trialatem - pestycydy; bisfenolem A, 4-oktylofenolem - domieszki przemysłowe oraz mestranolem i progesteronem - hormony. Roztwory wodne poddano działaniu O2, O3, H2O2, O2/O3, O2/H2O2, O3/H2O2 oraz O2/O3/H2O2 wyeksponowanymi na działanie promieniowania słonecznego. Rozkład związków został oceniony na podstawie stopnia ich usunięcia wyznaczonego z użyciem analizy chromatograficznej. Wykazano, że skład fizykochemiczny roztworów miał istotny wpływ na rozkład zanieczyszczeń. Obecność wysokocząsteczkowych związków organicznych miała korzystny wpływ na rozkład zanieczyszczeń z grupy związków farmaceutycznych. Najwyższe stopienie usunięcia CECs zaobserwowano w procesach wspomaganych obecnością ozonu. Jednakże żadna konfiguracja zaawansowanych procesów utleniania nie pozwoliła na całkowity rozkład zanieczyszczeń w rozpatrywanym czasie prowadzenia eksperymentu.

EN

The paper presents an assessment of the removal degree of selected contaminants of emerging concern (CECs) present in various water matrices subjected to advanced oxidation processes based on the action of natural sunlight radiation. The test were conducted on tap water, surface water, rainwater and an effluent form a communal wastewater treatment plant spiked with micropollutants: diclofenac, caffeine and carbamazepine pharmaceutical compounds; oxadiazon, triclosan, trialat - pesticides; bisphenol A, 4-octylophenol - industrial additives, and mestranol and progesterone - hormones. The water solution were exposed to O2, O3, H2O2, O2/O3, O2/H2O2, O3/H2O2, O2/O3/H2O2 and supported by sunlight. The decomposition of compounds was evaluated based on their removal degrees estimated by the use of the chromatographic analysis. It was observed that the physico-chemical composition of the water matrix had a significant impact on the decomposition of the tested compounds. The occurrence of high molecular weight organic matter had a positive influence on the removal of pharmaceutical compounds. The highest CECs removal degrees were noted during the implementation of processes assisted by O3. However none of the performed configuration of advanced oxidation processes allowed for a complete decomposition of CECs in the time frame of the experiment.

14

Zaawansowane procesy utleniania w technologii uzdatniania wody basenowej

Włodyka-Bergier A., Bergier T., Gajewska D., Stańkowska E.

Technologia Wody

|

2018

|

Nr 5 (61)

16--21

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem zastosowania zaawansowanych procesów utleniania wywołanych przez zastosowanie kombinacji średniociśnieniowej lampy UV z Cl2 i H2O2 na jakość wody basenowej, w tym przede wszystkim na stężenie ubocznych produktów dezynfekcji w wodzie basenowej. Lampę zamontowano w układzie technologii uzdatniania wody wanny z hydromasażem, która znajduje się na terenie Basenu AGH. Badania prowadzono w trzech etapach. W pierwszym tygodniu lampa była wyłączona i woda była poddana uzdatnianiu poprzez koagulację powierzchniową na filtrach ciśnieniowych antracytowo-piaskowych i dezynfekowana podchlorynem sodu. W drugim etapie po procesie filtracji woda była naświetlana promieniami ultrafioletowymi przez średniociśnieniową lampę UV w średniej dawce 205mJ/cm². W trzecim etapie badań do systemu cyrkulacji wody basenowej przed lampą UV dozowano H2O2. Przed każdą serią badań woda w wannie i obiegu była wymieniana. Próbki wody pobierano od poniedziałku do piątku i oznaczano w nich chloraminy i stężenie halogenowych organicznych produktów ubocznych dezynfekcji z grupy trihalogenometanów, kwasów halogenooctowych i wodzianu chloralu. Dodatkowo oznaczano jakość mikrobiologiczną, a także szereg parametrów fizykochemicznych wody basenowej.

EN

The article presents the results of research on the influence of advanced oxidation processes caused by the use of a combination of medium pressure UV lamp with Cl2 and H2O2 on the quality of swimming pool water, primarily on the concentration of disinfection by-products. The lamp was installed in the technological water treatment system of the hot tub, located in the AGH swimming pool. The studies were conducted in three stages. In the first week the lamp was switched off and water was treated by surface coagulation on pressure anthracite-sand filters and disinfected with sodium hypochlorite. In the second stage, after the filtration process, treated water was radiated with UV by medium pressure UV lamp, in an average dose 205 mJ/cm². In the third stage of research, H2O2 was dosed into the swimming pool water circulation system, before medium pressure UV lamp. Prior each series of research water in tub and its system was exchanged. The water samples were taken since Monday to Friday. In these samples the concentration of chloramines, halogen organic by-products disinfection of the group of trihalomethane, haloacetic acid and chloral hydrate was measured. In addition, microbiological quality was determined as well as a number of physicochemical parameters of swimming pool water.

15

Oczyszczanie ścieków pralniczych w różnych konfiguracjach zaawansowanych procesów utlenienia

Kudlek E.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

523--529

PL

Ścieki przemysłowe stanowią poważne zagrożenie środowiskowe ze względu na ich niejednokrotnie wysokotoksyczny charakter. Skład tego typu strumieni wodnych zależy ściśle od gałęzi przemysłu, w której są wytwarzane, oraz od procesów ich przetwarzania i magazynowania. Jedną z powszechnie stosowanych metod unieszkodliwiania ścieków przemysłowych jest ich rozcieńczanie i odprowadzanie do kanalizacji bytowo-gospodarczej, co nie rozwiązuje problemu znacznych ładunków substancji organicznych i nieorganicznych trafiających na konwencjonalne układy oczyszczania oparte głównie o metody osadu czynnego. Poważny problem stanowią między innymi ścieki pralnicze, które w swoim składzie zawierają znaczne stężenia anionowych, kationowych i niejonowych surfaktantów. W pracy oceniono efektywność rozkładu substancji organicznych oraz niejonowych surfaktantów w różnych konfiguracjach zaawansowanych procesów utlenienia, tj. UV, UV/H2O2, UV/O3 oraz UV/TiO2. Ścieki przed procesem fotochemicznym poddano filtracji na filtrach (0,45 nm) z włókien szklanych. Wykazano, że wraz ze wzrostem czasu prowadzenia procesów obniża się stężenie ogólnego węgla organicznego (OWO). Najwyższą efektywność usuwania niejonowych surfaktantów obserwowano dla procesu UV/TiO2. Prowadzenie procesu w obecności cząsteczek TiO2 wymaga wprowadzenia dodatkowego etapu oczyszczania w celu separacji katalizatora od mieszaniny poreakcyjnej, co nie jest konieczne w przypadku pozostałych konfiguracji opartych o promieniowania UV.

EN

Due to their often high toxicity character, industrial wastewaters are hazardous to the environment. The composition of these type of water streams strictly depends on both their processing, their storage and the industry sector, in which they are produced. One of the commonly used industrial wastewater treatment methods is their dilution and discharging into sewerage system. It does not solve the problem of significant loads of organic and inorganic substances reaching conventional wastewater treatment systems, which are mainly based on activated sludge methods. Laundry wastewater is one of the most problematic water streams, as they contains significant concentrations of anionic, cationic and nonionic surfactants. In this paper the efficiency of the decomposition of organic substances and nonionic surfactants in various configurations of advanced oxidation processes, i.e. UV, UV/H2O2, UV/O3 and UV/TiO2 was evaluated. Before the implementation of the photochemical processes the wastewater was filtered on glass fiber filters (0.45 nm). It has been shown, that the concentration of total organic carbon (TOC) decreases with the increase in the process time. The highest removal efficiency of nonionic surfactants was observed for the UV/TiO2 process. The process conducted in the presence of TiO2 particles requires the implementation of an additional treatment step to separate the catalyst from the postreaction mixture. It is not necessary for other UV-based configurations.

16

Efektywność usuwania farmaceutyków i ich metabolitów w procesach uzdatniania wody

Bogdanowicz A., Wąsowski J.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 2

63--71

PL

Obecność farmaceutyków w środowisku wodnym jest problemem ogólnoświatowym, który z roku na rok staje się coraz bardziej poważny, ze względu na prężnie rozwijający się rynek farmaceutyczny. W niniejszym artykule zwrócono uwagę na potencjalne niebezpieczeństwo, jakie może wywoływać krótkoterminowa bądź długoterminowa (chroniczna) ekspozycja organizmów żywych na farmaceutyki, a także na skuteczność w zakresie usuwania leków z uzdatnianej wody. Ocenie poddano procesy konwencjonalne (koagulację, filtrację, infiltrację, adsorpcję, utlenianie chemiczne) oraz zaawansowane (techniki membranowe, metody pogłębionego utleniania). Okazało się, iż w procesach konwencjonalnych, stosowanych w większości stacji uzdatniania wody do celów spożywczych, nie jest możliwe efektywne obniżenie zawartości farmaceutyków odnoszone do ich zawartości w wodzie przed oczyszczaniem. Zdecydowanie najlepsze rezultaty uzyskiwano natomiast w procesach zaawansowanych, podczas których zawartość większości badanych substancji farmaceutycznych ulegała niemal całkowitej eliminacji.

EN

The presence of pharmaceuticals in the aquatic environment is a global problem, which gets more and more serious with time because of the growth of the pharmaceutical market. In this study the potential risk related to short-term or long-term (chronic) exposure of the living organisms to pharmaceuticals were shown and also some conventional processes (coagulation, filtration, infiltration, adsorption, chemical oxidation) and advanced processes (membrane processes, advanced oxidation processes) were assessed and compared based on their removal efficiency of pharmaceuticals contained in treated water. As expected, most of the conventional processes included in drinking water treatment plants are not able to decrease the amounts of pharmaceuticals or their metabolites in water intended for human consumption in regard to raw water. The advanced processes proved to be the most efficient regarding to the elimination of pharmaceuticals - test substances content was almost completely reduced.

17

Application of the central composite design to optimization of petroleum hydrocarbons removal from oilfield water using advanced oxidation process

Farzadkia M., Ghorbanian M., Biglari H., Gholami M., Mehrizi E. A.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 4

22--30

EN

In the last few years, RSM method has been used widely to analyze, optimize and evaluate the interaction of independent factors for chemical, biochemical, and environmental processes. This study examined and evaluated the applicability of this method to manage Oilfield Produced Water to prevent marine environment due to the presence of hard degradable compounds by ozonation process. In this study simulated oil-water sample and a homogenizer reactor was used. The main reactor used in this study was impeinger equipped with sintered glass filter through which the treated oil-water was entered to reactor in the form of discontinuous flow. After ozonation and at the end of the reaction time (60 min), the concentration of oil hydrocarbons was determined by a gas chromatography device equipped with a flame ionization detector. The performance of the central composite design (CCD) approach was evaluated by the F-Value, P-Value, R2, lack of fit test and Adequate Precision parameters to determine the influence of effective factors, including ozonation time, pH, ozone dose, and TPH concentration on the TPH removal efficiency. The mean TPH efficiency obtained from the design of the 30-step experiment resulting from surface-response method was 49.903%, with a standard deviation of 12.47. This study showed the high power of model adopted from the central composite design to predict the hydrocarbons removal from oilfield water using advanced oxidation process, and it was proved that this model can be used alone to determine the design space nature.

18

Odbarwianie roztworów zawierających Acid Green 16 za pomocą odczynnika Fentona z nadwęglanem sodu

Pieczykolan B., Płonka I., Barbusiński K., Jędrys M., Lesik M.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

241--248

PL

W badaniach zastosowano dwie modyfikacje odczynnika Fentona z nadwęglanem sodu (jako alternatywnym źródłem H2O2) przy zastosowaniu różnego rodzaju źródła Fe2+: FeSO4·7H2O oraz wiórków stalowych. Efektywność oczyszczania roztworów oceniano na podstawie analizy stężenia barwnika Acid Green 16 (zieleń kwasowa czysta V). W trakcie badań ustalano wpływ poszczególnych parametrów zmodyfikowanego procesu Fentona (wartości pH, dawki nadwęglanu sodu, zawartości jonów żelaza pochodzących z FeSO4 oraz z wiórków stalowych, czasu reakcji przy modyfikacji z siarczanem żelaza oraz czasu kontaktu przy modyfikacji z wiórkami stalowymi) na efektywność odbarwiania. Ponadto w przypadku układu z wiórkami stalowymi określano wpływ tzw. „dodatkowego czasu reakcji”, którym jest czas, po jakim alkalizowano próbki przefiltrowanych roztworów przez złoże wypełnione wiórkami. Wynosił on „0” (filtraty alkalizowano od razu po przefiltrowaniu), 10, 20 i 30 minut. Przeprowadzone badania wykazały, że obie modyfikacje odczynnika Fentona umożliwiły efektywne odbarwienie ścieków. W przypadku układu z zastosowaniem nadwęglanu sodu i siarczanu żelaza(II) najlepsze efekty otrzymano przy dawce nadwęglanu sodu = 350 mg/dm3, stosunku Fe2+ / nadwęglanu sodu = 0,4, czasie reakcji = 15 minut oraz pH = 3. W przypadku systemu z wiórkami stalowymi wymagana dawka nadwęglanu sodu do skutecznego usunięcia barwy wynosiła 600 mg/dm3 przy czasie kontaktu z wiórkami = 39,6 sekund i dodatkowym czasie reakcji = 0 minut (roztwory alkalizowane bezpośrednio po przefiltrowaniu), pH = 2 oraz wiórków o masie = 0,5 g.

EN

During the study two modifications Fenton reagent with sodium percarbonate (as an alternative source of H2O2) were used. There were using different kinds of sources of Fe2+ : FeSO4 and steel swarf. The efficiency of wastewater treatment was determined on the basis of the dye Acid Green 16 concentration. During the tests the influence of the individual parameters of modified Fenton process on the effectiveness of discoloration was examined (value of initial pH, dose of sodium percarbonate, the quantity of iron ions originating from FeSO4 or steel swarf, the reaction time - for modification sodium percarbonate-FeSO4 and so-called: additional reaction time for modification sodium percarbonate-steel swarf). The additional reaction time is the time after which the samples (of dye solution) filtered through the bed (filled with steel swarf) were alkalized. That time was equaled to "0" (filtrate was alkalized immediately after the filtration) 10, 20 and 30 minutes. The study showed that both modifications of Fenton reagent enabled effectively discolor the solutions. For a system with the sodium percarbonate and iron sulfate(II), the best results were obtained with a dose of sodium percarbonate = 350 mg/dm3, the ratio of Fe2+ / sodium percarbonate = 0.4, reaction time = 15 min, and pH = 3. In the case of systems with steel swarf, higher dose of sodium percarbonate was required to efficiently remove the color (600 mg/dm3), a contact time with swarf of 39.6 seconds, and additional reaction time = 0 minutes (solutions alkalized immediately after filtration), pH = 2, and quantity of swarf = 0.5 g.

19

Odbarwianie roztworów zawierających Acid Green 16 za pomocą odczynnika Fentona z nadtlenkiem wapnia

Płonka I., Pieczykolan B., Barbusiński K., Magiera A., Kocot A.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

249--258

PL

Barwniki należą do organicznych związków chemicznych i są zbudowane z pochodnych aromatycznych benzenu, naftalenu, antracenu i związków heterocyklicznych posiadających luźno związane z cząsteczką elektrony π. Kolor zawdzięczają występowaniu podstawników, np. chromoforów. Barwnik Acid Green 16 wykorzystywany jest do celów przemysłowych. Posiada zastosowanie do barwienia drewna, jedwabiu naturalnego, wełny i skóry, a także w środkach wykorzystywanych w gospodarstwie domowym. Barwniki występujące w ściekach przemysłowych sprawiają wiele problemów ze względu na swoją toksyczność, niską podatność na biodegradację oraz intensywny kolor. Dlatego tego typu ścieki są oczyszczane z wykorzystaniem metod pogłębionego utleniania chemicznego (Advanced Oxidation Processes - AOPs), w których generowane są rodniki hydroksylowe - OH•, charakteryzujące się bardzo wysoką reaktywnością w stosunku do większości zanieczyszczeń organicznych. Przeprowadzono badania nad odbarwianiem roztworu zawierającego barwnik Acid Green 16, stosując modyfikację klasycznej reakcji Fentona. W badaniach wykorzystano alternatywne źródło nadtlenku wodoru, jakim jest nadtlenek wapnia - Ixper® 75C. Dodatkowo proces był wspomagany promieniowaniem UV przy użyciu nisko- i średniociśnieniowej lampy UV. Efektywność odbarwiania oceniano na podstawie analizy stężenia barwnika Acid Green 16. W trakcie badań ustalano wpływ poszczególnych parametrów procesu: dawki nadtlenku wapnia, wartości pH, stosunku Fe2+ / Ixper® oraz czasu naświetlania. Uzyskane wyniki badań wykazały, że proces modyfikacji odczynnika Fentona umożliwił efektywne odbarwienie roztworu. W przypadku zastosowania lampy niskociśnieniowej najlepsze efekty odbarwienia otrzymano dla dawki nadtlenku wapnia wynoszącej 250 mg Ixper® 75C /dm3, stosunku Fe2+ / Ixper® wynoszącego 0,4, przy czasie naświetlania 10 minut oraz odczynie pH = 3. Wówczas w roztworze barwę zredukowano w 98,5% do poziomu 1,50 mg/dm3. Z kolei dla lampy średniociśnieniowej i najkorzystniejszych parametrów prowadzenia procesu odbarwiania obniżono stężenie barwnika w roztworze do 0,80 mg/dm3 dla dawki Ixper® 75C wynoszącej 200 mg/dm3 i uzyskano redukcję w 99,2% (stosunek Fe2+/ Ixper® = 0,4, czas naświetlania t = 10 min, pH = 2).

EN

Dyes are organic chemicals and are made up of aromatic derivatives of benzene, naphthalene, anthracene and heterocyclic compounds having π electrons which are loosely bounded with a molecule. Dyes owe their color from occurring substituents eg. chromophores. Acid Green 16 dye is used for industrial purposes. It is intended for coloring wood, natural silk, wool and leather, as well as the means used in the household. Dyes occurring in industrial wastewater cause a lot of problems due to its toxicity, low biodegradability and intense color. For this reason, this type of wastewater is treated using the methods of advanced chemical oxidation (Advanced Oxidation Processes - AOPs) in which hydroxyl radicals are generated - OH• having a very high reactivity of most of organic contaminants. Studies have been performed in order to discolor wastewater containing Acid Green 16 using a modification of the classical Fenton reaction. During the study an alternative source of hydrogen peroxide was used (calcium peroxide, which is - Ixper® 75C). Additionally, the process was assisted by UV radiation using medium and low pressure UV lamp. The efficiency of wastewater treatment was assessed by analyzing the concentration of the dye Acid Green 16. During the tests the influence of individual parameters of the process on the discoloration effectiveness was determined: the dose of calcium peroxide, pH, ratio Fe2+ / Ixper® 75C and the irradiation time. The results obtained showed that the modifications of Fenton reagent enabled effective discoloration of wastewater. In the case of the process by the low-pressure lamp the best results of discoloration obtained with a dose of calcium peroxide - Ixper® 75C 250 mg/dm3, ratio Fe2+ / Ixper® 75C equaled to 0.4, a irradiation time of 10 minutes and pH = 3. Then, the treated the concentration of Acid Green 16 in wastewater was reduced in 98.5% (up to 1.50 mg/dm3). While in the case of the medium-pressure lamp dye concentration was reduced in 99.2% (up to 0.80 mg/dm3). It was obtained when the following parameters were used: the dose of calcium peroxide of 200 mg/dm3, the ratio of Fe2+/Ixper® 75C = 0.4, t = 10 min, pH = 2.

20

Removal of Hardly Bio-Degradabale Organic Compounds from Wastewater by Means of Reagentless Methods

Szulżyk-Cieplak J.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 5

63--71

EN

The paper discusses the issue of removing persistent organic pollutants (POPs) from wastewater, especially the polycyclic organic hydrocarbons (PAHs). The results obtained in literature studies indicate that the commonly employed traditional methods of wastewater treatment are not always efficient in eliminating the hardly bio-degradable pollutants. Therefore, extensive research is being conducted on the application of efficient POPs removal technologies. One of the considered variants involves incorporating advanced oxidation processes (AOP) into the wastewater treatment systems based on the biological processes. These include the reagentless methods, e.g. the processes involving ultrasounds and hydrodynamic cavitation. On the basis of the author’s own studies conducted in a laboratory system comprising a static cavitation reactor, the possibility of applying hydrodynamic cavitation for the decomposition of PAHs was evaluated on the basis of model solutions of anthracene and phenanthrene. It was shown that the employed advanced oxidation process with hydro-cavitation has a significant impact on reducing the concentration of the considered PAHs. It was confirmed that the degradation degree of a substance depends on the intensity and the course of the cavitation process. The energy efficiency of the conducted process was analyzed as well and expressed as the ratio pertaining to the amount of the degraded compound to the electric energy supplied to the system.