Decentraal & UVfectief, verwijdering van medicijnresten

Waar door schaalvoordelen de voorkeur vaak uitgaat naar grootschalige waterzuiveringen, kan een lokale zuivering voor ziekenhuizen zeer nuttig zijn.

Ziekenhuizen gebruiken (en lozen) specifieke medicijnen, denk bijvoorbeeld aan ‘last-resort’ antibiotica, contrastmiddelen en narcosemiddelen. Deze verschillen van de gebruikelijke ‘gidsstoffen’ die in rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) worden gemeten als indicatie voor de verwijdering van thuismedicatie (medicijnen die patiënten thuis gebruiken) en worden zelf vaak niet of nauwelijks gemeten. Verwijdering van de ziekenhuis-specifieke medicijnen met de hedendaagse RWZI-processen is mogelijk lastig en hoe goed nieuw ontwikkelde afvalwaterzuiveringsmethodes voor ziekenhuismedicijnen werken is onbekend. De specifieke werking van ziekhuismedicijnen zorgt echter wel voor een impact op het oppervlaktewater, en dus is goede verwijdering van deze medicijnen uit het afvalwater van groot belang. Over het algemeen leveren ziekenhuizen een relatief kleine contributie aan het RWZI-influent, maar in Maastricht loost een groot ziekenhuis op een kleine RWZI. Lokale zuivering zou hier een oplossing kunnen bieden voor problemen gerelateerd aan het lozen van ziekenhuis-specifieke medicijnen. In dit onderzoek wordt een combinatie van geavanceerde oxidatie (UV/H2O2) en biologisch-actieve filters onderzocht voor de decentrale verwijdering van ziekenhuismedicijnen.

Technologie

Eerder TKI-onderzoek met RWZI Panheel effluent heeft uitgewezen dat geavanceerde oxidatie in de vorm van UV-straling in combinatie met waterstofperoxide (UV/H2O2) een breed scala aan medicijnen effectief en efficiënt kan afbreken. Voordeel van UV/H2O2 ten opzichte van de gebruikelijke oxidatie met ozon is dat het ongewenste bijproduct bromaat niet gevormd wordt tijdens het oxidatieproces. Om efficiënte afbraak middels UV/H2O2 te bewerkstelligen in afvalwater, is een voorbehandeling die de UV-transmissie van het water verhoogt essentieel. Uit het Panheel-onderzoek bleek dat ionenwisseling (‘ion exchange’, IEX) een geschikte voorbehandelingsstap is. Nagenoeg alle humuszuren werden verwijderd door het hars, met een aanzienlijk verlaagd energieverbruik als resultaat. Een nadeel van IEX, helemaal wanneer voor een decentrale toepassing wordt gebruikt, is de regeneraatstroom. Binnen dit project wordt gekeken naar vernieuwende UV/H2O2-voorbehandelingstechnieken die nauwelijks afvalstromen genereren: biologisch actieve koolfiltratie (BAC) en biologische actieve  IEX-hars (BIEX), die beide een deel van het transmissie-belemmerend ‘natuurlijk organisch materiaal’(NOM) en verontreinigingen kunnen adsorberen en afbreken.

Uitdaging

Het toepassen van BIEX harsen is zeer nieuw. Er is dan ook nog weinig over bekend in de literatuur. Ook over het type ziekenhuis-specifieke medicijnen en de hoeveelheid die hiervan de weg naar het afvalwater vindt, is nog weinig bekend. Middels labonderzoek bij KWR en een pilotonderzoek bij het Maastricht Universitair Medisch Centrum (MUMC) wordt in dit project de toepassing van geavanceerde oxidatie in combinatie met biologisch actieve filtratie voor decentrale afbraak van ziekenhuis-specifieke organische microverontreinigingen (OMV’s) onderzocht. Deze decentrale zuiveringsstap zou een RWZI kunnen ontlasten zonder grote afvalstromen en ongewenste bijproducten te creëren.

Oplossing

Door gebruik te maken van een biologisch actief filter (BAC of BIEX) als voorbehandelingsstap voor UV/H2O2-gevanceerde oxidatie kunnen OMV’s in het afvalwater tijdens de voorbehandeling deels geadsorbeerd/afgebroken worden door bacteriën waarbij weinig tot geen afvalstroom geproduceerd wordt. Beoogd wordt om minstens vergelijkbare resultaten te behalen als in het voorgaande onderzoek waar conventionele IEX werd toegepast:

·        Een verwijderingspercentage voor OMV  groter of gelijk aan 85%

·        Een energie-input die gelijk (of kleiner) is aan de helft van de energie-input die nodig is voor een UV/H2O2-behandeling in drinkwater

Daarnaast bestaat er nog geen gidslijst voor de zuiveringskwaliteit bij zorginstellingen. De binnen dit project behaalde resultaten voor de afbraak van ziekenhuis-selectieve medicijnen kunnen gebruikt worden voor het opstellen van zo’n gidslijst.