Verwijdering van geneesmiddelen uit afvalwater met affiniteitsadsorptie

De verwijdering van geneesmiddelen uit afvalwater wordt bemoeilijkt doordat afvalwater relatief veel organisch materiaal bevat in vergelijking met bijvoorbeeld drinkwater. Dit verstoort de adsorptie van geneesmiddelen op adsorbentia. Door adsorbentia toe te passen die specifiek een interactie aangaan met geneesmiddelen, kunnen geneesmiddelen toch effectief uit afvalwater worden verwijderd. In dit onderzoek zullen nieuwe specifieke adsorbentia worden ontwikkeld, en wordt onderzocht hoe deze kunnen worden ingezet in decentrale toepassingen (in het toilet of in een IBA) of in centrale toepassingen (‘polishing’ van RWZI-effluent). Er wordt ook gekeken naar de werkzaamheid van de adsorbentia in ziekenhuisafvalwater.

Specifiek geneesmiddelen verwijderen uit afvalwater

Er is steeds meer aandacht voor de verwijdering van geneesmiddelen uit afvalwater, omdat de aanwezigheid van deze stoffen in oppervlaktewater negatieve gevolgen heeft voor milieu en drinkwaterbronnen. Verwijdering van geneesmiddelen wordt bemoeilijkt doordat er ook veel ander organisch materiaal aanwezig is, dat een probleem vormt wanneer het niet wordt verwijderd. Door een adsorbens te ontwikkelen dat specifiek een bepaalde groep geneesmiddelen uit het water haalt, kan dit probleem worden voorkomen. Voor diclofenac en aanverwante stoffen (met een negatieve lading) is een dergelijk adsorbens al ontwikkeld. In dit project zullen ook adsorbentia worden ontwikkeld voor andere groepen geneesmiddelen (met een positieve lading of met aromatische groepen in het molecuul). Deze adsorbentia bestaan uit een inert dragermateriaal (een soort zand), waarbij op het oppervlak groepen worden aangebracht die een specifieke interactie met de geneesmiddelen aangaan.

Decentrale en centrale zuivering van afvalwater

Decentrale zuivering

Veel geneesmiddelen belanden via het toilet in het afvalwater. Op die plek zijn de concentraties relatief hoog, maar is het aantal verschillende geneesmiddelen in het water relatief klein. Het adsorbens kan dan worden afgestemd op de gebruikte geneesmiddelen. Door de geneesmiddelen hier al vast te leggen, kunnen ze later in een RWZI vrij eenvoudig worden afgevangen samen met het adsorbens. Er zijn plannen om dit op bepaalde afdelingen van een ziekenhuis uit te testen, en te kijken of decentrale zuivering op deze manier tot lagere gehaltes geneesmiddelen in het afvalwater leidt (de nadruk van dit onderzoek ligt niet op het gedrag van mensen, maar op de effectiviteit van het adsorbens). Een concreet plan is om in het afvalwater van een ziekenhuis in Sneek de werking van deze adsorbentia te testen (voordat het water naar de RWZI gaat).

Een andere vorm van decentrale zuivering is het afvangen van geneesmiddelen in IBA’s (individuele behandeling afvalwater). Ook hier kunnen geneesmiddelen specifiek worden afgevangen, voordat ze in het oppervlaktewater terecht zouden komen. Voor beide toepassingen worden adsorbentia en een praktische doseringsmethode ontwikkeld.

Het eerste adsorbens dat in dit kader werd ontwikkeld was geschikt voor diclofenac en geneesmiddelen die een vergelijkbare moleculaire  structuur hebben. In eerste instantie is de aandacht uitgegaan naar het optimaliseren van het productieproces van de adsorbentia, en het maken van adsorbentia voor andere categorieën geneesmiddelen.

Centrale zuivering

Specifieke adsorbentia zouden ook kunnen worden toegepast op een RWZI. In dit project wordt de effectiviteit van deze adsorbentia vergeleken met die van actieve kool, in de RWZI in Simpelveld. Hier vindt een pilot-onderzoek plaats waarbij aan één Nereda-systeem in één zuiveringsstraat poederkool (PAC) wordt gedoseerd, en in de andere zuiveringsstraat niet. Een deel van dit laatste effluent wordt gefiltreerd over een kolom met nieuwe adsorbentia. De verwachting is dat dit effectiever is dan PAC, omdat het minder hinder zal ondervinden van de vrij hoge concentratie Effluent Organisch Materiaal (EfOM).

Minder geneesmiddelen in RWZI effluent

RWZI effluent bevat op het ogenblik nog vrij veel geneesmiddelen, die op die manier in het oppervlaktewater worden geloosd. Door toepassing van CatchAmed worden verschillende geneesmiddelen vastgelegd op een vaste drager, waardoor ze niet meer in het effluent terechtkomen. Bij decentrale toepassingen wordt het beladen adsorbens in de RWZI afgevangen, bij centrale toepassingen bevindt het zich in het slib van de RWZI. In beide gevallen kan het dan op den duur als afval worden verbrand.