Runt om i världen ökar användningen av ozonering för att avlägsna organiska föroreningar i avloppsvatten, vilka reningsverken normalt inte kan hantera. Emellertid har metoden begränsningar och kan inte rena bort allt.

– Vi behöver en behandlingsprocess som kan förbättra avloppsvattnets kvalitet genom att ta bort alla typer av mikroföroreningar, inklusive de mest svårnedbrytbara ämnena, säger Majid Mustafa, doktorand vid Företagsforskarskolan och Kemiska institutionen vid Umeå universitet.

Avlägsnande av strukturellt olika organiska föroreningar som finns i avloppsvatten såsom läkemedelsrester, biocider och andra vardags kemikalier är utmanande. Bland de olika tillgängliga behandlingsprocesser kan ozonering ta bort ett stort antal föroreningar från avloppsvattnet. Många föroreningar är emellertid beständiga mot ozonering på grund av deras specifika kemiska egenskaper och kommer att släppas ut i miljön om denna metod används för behandling av avloppsvatten.

En annan utmaning är att identifiera vilka substanser som ozon inte klarar av att bryta ner bland det stora antal kemikalier som kommer in i avloppssystemet. Detta för att fullt ut förstå problemet i samband med användning av ozonering i avloppsreningsverk.

Under senare år har förekomsten av nya typer av mikroföroreningar i avloppsvatten uppmärksammats som ett potentiellt hot inte bara mot vattensystem utan också för människor på grund av föroreningarnas potentiella giftighet och potential att till exempel inducera antibiotikaresistens. Konventionell avloppsvattenrening är inte avsedd för denna typ av rening och således finns ett brådskande behov för nya effektiva processer för avlägsnande av mikroföroreningar för att förbättra kvaliteten på behandlat avloppsvatten.

I sitt avhandlingsarbete har Majid Mustafa studerat och utvecklat en process som kallas elektroperoxon och skalat upp denna process till pilotnivå med avsevärt ökad behandlingskapacitet.

– Mina resultat visar att elektroperoxonprocessen kan påskynda och förbättra avlägsnandet av svårnedbrytbara föroreningar utan att konsumera ytterligare elektrisk energi. Detta innebär att elektroperoxon kan förbättra kvaliteten på renat avloppsvatten avsevärt.

Dessutom har Majid Mustafa utvecklat en beräkningsmodell för att förutsäga ozonreaktiviteten för 491 läkemedel som finns på den svenska marknaden. Resultaten visar att ett stort antal läkemedel är beständiga för ozonering vilket hittills inte varit känt. elektroperoxonprocessen kommer att förbättra avlägsnandet av inte bara dessa svårnedbrytbara läkemedel utan utan även andra klassiska grupper av kemiskt stabila föroreningar.

– En stor fördel med elektroperoxonprocessen är att ozonering enkelt kan byggas om till ett elektroperoxonsteg genom att man sätter in två elektroder i ozoneringsreaktorn. Detta innebär att befintliga ozoneringssystem vid reningsverk kan uppgraderas till E-peroxonprocess utan större investering av pengar, säger Majid Mustafa.

Resultaten är lovande och ger hopp om ett steg i rätt riktning. Majid Mustafas externa part i doktorandprojektet har varit Envix Nord AB i Umeå och Majid kommer att fortsätta utveckla elektroperoxonprocessen för olika applikationer i en ny roll vid företaget.

Vill du läsa avhandlingen? Läs den här!


Källa: Umeå universitet