Biological contamination of barley and carrots by pathogens in soil fertilized with anthropogenic nutrients

Conference publication in Kalmar ECO-TECH’07. International Conference on Technologies for Waste and Wastewater Treatment, Energy from Waste, Remediation of Contaminated Sites and Emissions Related to Climate November 26-28 2007, Kalmar, Sweden.

Antibioottien poisto vedestä adsorptiolla

Antibiootit ovat yleisessä käytössä olevia lääkeaineita, joilla on kyky hidastaa mikrobien kasvua. Osa lääkeaineesta poistuu elimistöstä muuntumattomana. Koska tavanomainen jäteveden käsittelyprosessi ei riitä poistamaan antibiootteja jätevedestä, ne päätyvät vesistöihin, joissa ne häiritsevät ekosysteemiä ja voivat aiheuttaa vastustuskykyisten bakteerikantojen muodostumisen. Antibiootit voitaisiin poistaa vedestä adsorptiolla. Työssä on esitelty antibioottien adsorptiomekanismeja, vedenkäsittelyssä käytettäviä adsorptioprosesseja ja adsorbentteja, jotka soveltuvat antibioottien erottamiseen vedestä. Lisäksi tarkastellaan yleisesti adsorption kinetiikkaa ja termodynamiikkaa sekä mallinnetaan panoskokeiden tulosten perusteella jatkuvatoimisen adsorptiokolonnin toimintaa.

Filtration of effluents for microirrigation systems

Clogging, measured through head loss across filters, and the filtration quality of different filters using different effluents were studied. The filters used were: 115, 130, and 200 m disc filters; 98, 115, 130, and 178 m screen filters; and a sand filter filled with a single layer of sand with an effective diameter of 0.65 mm. The filters were used with a meat industry effluent and secondary and tertiary effluents of two wastewater treatment plants. It was observed that clogging depended on the type of effluent. With the meat industry effluent, the poorest quality effluent, disc filters clogged more than the other filter types. When the wastewater treatment plant effluents were used, the disc filters showed less frequent clogging. Several physical and chemical parameters, such as total suspended solids, chemical oxygen demand, turbidity, electrical conductivity, pH, and number of particles, were analyzed in the effluents at the entry and exit points of the filters. In general, filters did not reduce the values of the main clogging parameters to a great degree. It was found that the parameter that explained the clogging, expressed as Boucher’s filterability index, was different depending on the type of effluent and filter. The best quality of filtration was achieved with a sand filter when the meat industry effluent was used. No significant differences were observed between the quality of filtration of disc and screen filters when operating with the secondary and tertiary effluents

Energiaa säästävä uusi viemäriveden pumppausteknologia

Pumppaaminen kuluttaa teollisuudessa huomattavan osan energiasta, joten siellä on myös merkittäviä säästömahdollisuuksia. Maailmanlaajuisesti pumppaus kuluttaa noin viidenneksen sähkömoottorien energiantarpeesta, ja tietyillä teollisuudentoimialoilla jopa yli 50%. Jätevedenpumppaus perustuu edelleenkin pääosin 50- ja 60- luvuilla kehitettyyn tekniikkaan, merkittäviä energiansäästöjä on mahdollista saavuttaa suhteellisen pienillä investoinneilla. Työn teoriaosassa käsitellään perusteet jätevedenkäsittelystä, ja viemäriputkiston rakenteesta. Pumppuja, sähkömoottoreita ja taajuusmuuttajia käsitellään laajemmin keskittyen niiden toimintaan ja toimintaa ohjaaviin teorioihin. Empiirisessä osassa tutkitaan uuden teknologian energiansäästöpotentiaalia erilaisilla mittauksilla, sekä mittausten pohjalta tehdyillä case-analyyseillä. Näitä analyysejä varten työn aikana kehiteltiin laskin, jolla voidaan arvioida energian kulutusta tunnetulle pumpulle, kun tiedetään haluttu toimintapiste. Työssä käsitelty uusi teknologia on mahdollisesti merkittävin uudistus viemäriveden pumppausteknologiaan taajuusmuuttajien käyttöönoton jälkeen. Teknologialla päästään eroon imukaivoista liki täysin, ja sitä kautta saadaan paremmin hallittua monia ongelmia kuten hajuhaittoja. Teknologian merkittävin hyöty on kuitenkin energiansäästö. Perinteisessä teknologiassa taajuusmuuttajat ovat olleet kannattavia, mikäli geodeettisen nostokorkeuden osuus on mahdollisimman pieni. Tyypillisessä uuden teknologian sovelluskohteissa geodeettinen nostokorkeus tulee yleensä olemaan pieni, joten uuden teknologian käyttöönoton kannattavuus on näissä kohteissa erityisen hyvä.

Eletrólise de resíduos poluidores: I - Efluente de uma indústria liofilizadora de condimentos

Wastewater from a seasoning freeze-drying industry was electrolysed to increase its biodegradability. Stainless-steel electrodes were used at 9.09 A/m², for up to 80 min. Conductivity, pH, biochemical (BOD) and chemical (COD) oxygen demands, Daphnia similis acute toxicity bioassays, and bacteria counting through the plate count agar method were determined after different times of electrolysis. The results (e.g. higher BOD and lower COD) showed that the biodegradability of the wastewater was significantly increased; furthermore, Fe2+ ions liberated by the electrodes cause microorganisms to die and, when oxidised to Fe3+, contribute for the flocculation and sedimentation of solid residues.

Effect of flushing frequency on emitter clogging in microirrigation with effluents

Flushing is an important maintenance task that removes accumulated particles in microirrigation laterals that can help to reduce clogging problems. The effect of three dripline flushing frequency treatments (no flushing, one flushing at the end of each irrigation period, and a monthly flushing during the irrigation period) was studied in surface and subsurface drip irrigation systems that operated using a wastewater treatment plant effluent for three irrigation periods of 540 h each. The irrigation systems had two different emitters, one pressure compensating and the other not, both molded and welded onto the interior dripline wall, placed in laterals 87 meters long. Dripline flow of the pressure compensating emitter increased 8% over time, while in the nonpressure compensating emitter, dripline flow increased 25% in the surface driplines and decreased 3% in the subsurface driplines by the emitter clogging. Emitter clogging was affected primarily by the interactions between emitter location, emitter type, and flushing frequency treatment. The number of completely clogged emitters was affected by the interaction between irrigation system and emitter type. There was an average of 3.7% less totally clogged emitters in flushed surface driplines with the pressurecompensating emitter as compared to flushed subsurface laterals with the nonpressure compensating emitter

Puhdistetun jäteveden patogeenit ja desinfiointitarve

Turun seudulla kuuden kunnan jätevesien käsittely keskitetään Kakolanmäen kallion sisälle rakennettuun jätevedenpuhdistamoon, joka otetaan käyttöön vuoden 2008 lopulla. Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla on varauduttu tulevaisuudessa kiristyviin lupaehtoihin sekä mahdollisiin puhdistetun jäteveden hygieenistä laatua koskeviin lisämääräyksiin jättämällä tilavaraus puhdistetun jäteveden desinfioimiselle ultraviolettivalolla. Diplomityössä on selvitetty vuoden kestäneessä tutkimusjaksossa 1.9.2006- 31.8.2007 Turun kaupungin keskuspuhdistamolta mereen johdetun puhdistetun jäteveden ja esiselkeytetyn ohitusveden hygieenisen laadun vaihtelua. Jäteveden desinfiointitarvetta on arvioitu tarkastelemalla jätevedenpuhdistamon hygieenistä puhdistustulosta ja jätevesien vaikutusta purkuvesistön hygieeniseen tilaan. Tutkimuksen perusteella virtaama ei vaikuttanut merkittävästi jäteveden ulosteperäisten bakteerien määriin. Sen sijaan jäteveden bakteeripitoisuudet laskivat alhaisissa lämpötiloissa. Lämpötilan vaikutus näkyi selkeämmin esiselkeytetyssä kuin puhdistetussa jätevedessä eli bakteerien poistumiseen aktiivilietevaiheen aikana vaikuttavat muut tekijät. Mitä tehokkaammin aktiivilietevaihe toimi, sitä tehokkaammin myös bakteereja poistui. Taudinaiheuttajabakteerit selvisivät puhdistusprosessista paremmin viileän kauden aikana. Puhdistetun jäteveden hygieeninen laatu ei täyttänyt uimaveden tai kasteluveden laatuvaatimuksia, joten desinfiointitarve olisi perustelua. Jätevesien vaikutus Turun edustan merialueen hygieeniseen tilaan näkyi ajoittain korkeina bakteeripitoisuuksina purkupaikan lähistöllä. Vielä ei ole suoraa näyttöä siitä aiheuttavatko jätevedet purkupaikan lähistön uimarannoilla terveydellisiä riskejä. Jäteveden UV-desinfiointi kannattava toteuttaa vain jos hygieeninen puhdistusvelvoite määrätään. UV-desinfioinnin mitoituksessa Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla tulee ottaa huomioon suurin sallittu hydraulinen painehäviö. Mitoitus voidaan tehdä puhdistamon käyttöönoton jälkeen kun tarvitut prosessimittaustiedot ovat saatavilla.

Tratamento de efluente da indústria de processamento de coco utilizando eletroflotação

Electroflotation (EF) with aluminum electrodes was applied in the treatment of Brazilian industrial coconut wastewater. The results show that EF with polarity inversion is a very good treatment when compared to others. The removal of pollutants in the wastewater after EF with polarity inversion was 96.3% of oils and grease, 99% of color and 66% of total organic carbon. Also, metal concentrations, turbidity and total solids were reduced.

Trends and strategies of ozone application in environmental problems

Efforts presented by the scientific community in recent years towards the development of numerous green chemical processes and wastewater treatment technologies are presented and discussed. In the light of these approaches, environmentally friendly technologies, as well as the key role played by the well-known advanced oxidation processes, are discussed, giving special attention to the ones comprising ozone applications. Fundamentals and applied aspects dealing with ozone technology and its application are also presented.

Imatran tehtaiden jätevesipäästöjen hallinta- ja analysointityökalun kehittäminen

Työn tavoitteena oli kehittää Stora Enso Oyj:n Imatran tehtaille Wedge-pohjainen analysointityökalu, jolla voidaan hallita prosessi- ja päästötietojen yhteys nykyistä paremmin. Wedgeen määriteltiin päästömittauksia, olennaisia prosessimittauksia ja tarpeelliset laskennat kuormituksen ennustamiseksi lähtien tuotantoprosessien tilasta. Työssä tehtiin kemialliselle ja biologiselle jätevedenpuhdistamolle meneville jätevesille laskennallisia malleja, joita verrattiin mitattuihin arvoihin. Kemialliselle jätevedenpuhdistamolle meneville jätevesille tehtiin malli jäteveden virtaamalle. Biologiselle jätevedenpuhdistamolle meneville jätevesille tehtiin mallit jäteveden virtaamalle sekä COD-, AOX- ja alkuainekuormituksille. Alkuaineista työhön otettiin mukaan natrium, rikki ja kloori. Teoriaosassa on käsitelty sellu- ja paperitehtaiden vedenkäyttöä, tehtaan eri osastojen jätevesikuormitusta, jäteveden puhdistusmenetelmiä sekä prosessidatan käsittelymenetelmiä. Kokeellisessa osassa on esitelty mitattujen ja laskennallisten mallien yhteyttä. Suurin osa laskennallisista malleista näyttää seuraavan kohtuullisen hyvin mitattuja arvoja. Kokeellisessa osassa on myös havainnollistettu esimerkkien avulla mallien hyödyntämistä. Työn hyötynä on normaalien kuormitusvaihteluiden ja häiriöpäästöjen entistä tarkempi ja nopeampi erottelu. Pitkällä tähtäimellä Wedge-ohjelman avulla pystytään keskittämään jätevesikuormituksen vähentämistoimenpiteet olennaisimpiin kohteisiin.

Balancing effluent quality, economic cost and greenhouse gas emissions during the evaluation of (plant-wide) control/operational strategies in WWTPs

The objective of this paper was to show the potential additional insight that result from adding greenhouse gas (GHG) emissions to plant performance evaluation criteria, such as effluent quality (EQI) and operational cost (OCI) indices, when evaluating (plant-wide) control/operational strategies in wastewater treatment plants (WWTPs). The proposed GHG evaluation is based on a set of comprehensive dynamic models that estimate the most significant potential on-site and off-site sources of CO2, CH4 and N2O. The study calculates and discusses the changes in EQI, OCI and the emission of GHGs as a consequence of varying the following four process variables: (i) the set point of aeration control in the activated sludge section; (ii) the removal efficiency of total suspended solids (TSS) in the primary clarifier; (iii) the temperature in the anaerobic digester; and (iv) the control of the flow of anaerobic digester supernatants coming from sludge treatment. Based upon the assumptions built into the model structures, simulation results highlight the potential undesirable effects of increased GHG production when carrying out local energy optimization of the aeration system in the activated sludge section and energy recovery from the AD. Although off-site CO2 emissions may decrease, the effect is counterbalanced by increased N2O emissions, especially since N2O has a 300-fold stronger greenhouse effect than CO2. The reported results emphasize the importance and usefulness of using multiple evaluation criteria to compare and evaluate (plant-wide) control strategies in a WWTP for more informed operational decision making

Desreguladores endócrinos no meio ambiente: efeitos e conseqüências

There is an increasing interest in micropollutants in the environment that can interfere with the endocrine system, affecting health, growth and reproduction of animals and humans. These substances are known as Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) and can be found in domestic sewage, domestic wastewater treatment plant effluents, and in natural and potable waters. There are numerous chemicals classified as EDCs, such as pesticides, chemicals used and produced by chemical industries and natural and synthetic estrogens. EDCs can be related to the increase of the incidence of anomalies in the reproductive system of animals, cancer in humans and reduction of the masculine fertility.

Utilização de solos locais para tratamento de efluentes do refino de petróleo contendo metais

The employment of local soils for extraction of metallic elements was evaluated through batch tests to treat wastewaters generated in a petroleum refinery plant in southern Brazil. Clay and organic carbon content and clay mineralogy provide these soils, in principle, with moderate metal retention capacity. The following retention order was established: Cr3+ > Pb2+ > Cu2+ > Hg2+ > Cd2+, with total amount of metals retained varying from 36 to 65 meq kg-1. The results show the high efficiency of local soils for extracting metals from liquid effluents through sorption and precipitation processes under acid pH conditions.

A Comparison of the Environmental Impact of Different AOPs: Risk Indexes

Today, environmental impact associated with pollution treatment is a matter of great concern. A method is proposed for evaluating environmental risk associated with Advanced Oxidation Processes (AOPs) applied to wastewater treatment. The method is based on the type of pollution (wastewater, solids, air or soil) and on materials and energy consumption. An Environmental Risk Index (E), constructed from numerical criteria provided, is presented for environmental comparison of processes and/or operations. The Operation Environmental Risk Index (EOi) for each of the unit operations involved in the process and the Aspects Environmental Risk Index (EAj) for process conditions were also estimated. Relative indexes were calculated to evaluate the risk of each operation (E/NOP) or aspect (E/NAS) involved in the process, and the percentage of the maximum achievable for each operation and aspect was found. A practical application of the method is presented for two AOPs: photo-Fenton and heterogeneous photocatalysis with suspended TiO2 in Solarbox. The results report the environmental risks associated with each process, so that AOPs tested and the operations involved with them can be compared.

Dinámica del heleoplancton en relación a las fluctuaciones hidrológicas en aiguamolls de l’Empordà (NE de la península Ibérica). Propuesta de un método sencillo de monitorización basado en la abundancia de grupos taxonómicos

Monitoring of the 'ecological water quality' in 'Aiguamolls de l’Empordà' Natural Park was carried out between September 1996 and August 1997 . The aim of this sampling programme was to design a simple method for rapid detect changes in water quality due to human activity. These include flow regulation by the Park management, nutrient entries from effluents of a nearby wastewater treatment plant or agricultural fertilising. The proposed method is based on the analysis of the abundance of characteristic taxonomic groups of aquatic invertebrates (heleoplankton). The simplicity of the method is ensured by the use of large taxa which are easier to recognise than species. The functioning of aquatic systems has been modelled by means of correspondence analysis between samples and taxa. Results can be summerized in five environmental conditions with a regular community structure. Dominated by one taxon: cladocerans, ostracods, calanoids, cyclopoids and harpacticoids. The dynamics of both freshwater and brackish lagoons can be modelled as displacements between these five groups of environmental conditions. Nevertheless, the “calanoids situation” and the “harpacticoids situation” occur mainly in brackish lagoons, whereas the “cladocerans situation” occurs mainly in freshwater. The four principal axes of data variation have been respectively identified as nutrient turnover rate, hypertrophy, degree of mineralization of the organic matter and eutrophy. The use of these taxa has been validated by comparison with a model obtained from the species. We conclude that in a highly fluctuating system such as the one here, only persistent situations of eutrophy or hypertrophy must be equated to low 'ecological water quality'