| Resumo: |
AquaticPollutants ERA-Net Cofunded Call 2020
SERPIC
O projeto SERPIC desenvolverá uma tecnologia integral, baseada numa abordagem multi-barreiras, para tratar os efluentes das estações de tratamento de águas residuais (ETAR) para maximizar a redução de contaminantes de preocupação emergente (CEC). Será aplicada uma tecnologia de nanofiltração por membrana (NF) para reduzir os CEC no seu fluxo de permeado em pelo menos 90 %, mantendo os nutrientes. Uma desinfecção residual utilizando dióxido de cloro produzido electroquimicamente será adicionada ao fluxo utilizado para a irrigação das culturas (Rota A). Os CEC no fluxo de concentrado poluído (concentrado) serão reduzidos em pelo menos 80% por oxidação electroquímica. Quando descarregado no sistema aquático (rota B), contribuirá para a melhoria da qualidade da massa de água superficial. Um protótipo será montado e avaliado para irrigação em testes a longo prazo com a ajuda de campos de ensaio agrícolas. Será realizada uma investigação de revisão da propagação de CEC em quatro casos de estudo regionais na Europa e África.
Incluirá uma avaliação detalhada da situação individual e das condições circundantes. Serão desenvolvidos conceitos de transferência para transferir os resultados da tecnologia de
tratamento para outras regiões, especialmente em países de baixo e médio rendimento. |
| Resultados: |
Relativamente à Tarefa 1, os seis CECs alvo a monitorizar durante o projecto, à escala de bancada ou com os protótipos, foram seleccionados tendo em conta a (i) ocorrência em efluentes secundários, (ii) persistência durante o tratamento biológico, (iii) bioacumulação em tecidos de organismos aquáticos, e (iv) toxicidade para a vida aquática. Após uma pesquisa bibliográfica exaustiva e a selecção de CEC de amostras de águas residuais urbanas de Ciudad Real, Espanha (onde os protótipos serão testados), foram seleccionados quatro compostos químicos - diclofenac (anti-inflamatório), iopromida (meio de contraste de raios X), sulfametoxazol (antibiótico) e venlafaxina (medicamento psiquiátrico) - uma bactéria resistente a antibióticos (ARB) e um gene de resistência a antibióticos (ARG) - Escherichia coli (E. coli) e sul1, respectivamente - foram identificados como os contaminantes mais representativos para o projecto SERPIC. Foram testados e validados métodos analíticos para a detecção dos CEC-alvo em diferentes matrizes de água (águas residuais urbanas tratadas secundariamente, permeado e concentrado de sistemas de membranas de osmose inversa (OR) ou nanofiltração (NF)) num cromatógrafo líquido Acquity UPLC® com interface para um espectrómetro de massa de quadrupolo triplo XEVO TQD® (LC-MS/MS) equipado com uma interface de electrospray (ESI) da Waters (Milford, MA, EUA). Para além dos quatro compostos químicos alvo, estão também a ser analisadas mais 10 CEC, nomeadamente a melamina (retardador de chama), o DEET (repelente de insectos), o diurão (herbicida), a carbamazepina e o 10,11-epóxido de carbamazepina (metabolito), os beta-bloqueadores atenolol e bisoprolol e os bloqueadores dos receptores da angiotensina II losartan, valsartan e irbesartan.
Relativamente à tarefa 2, foi implementada uma unidade piloto de filtração por membranas na ETAR do Ave (com o apoio da EFACEC S.A.). Os testes iniciais foram efectuados com uma membrana RO (RE 4040-BE, rejeição de sais 99,7%) e posteriormente com uma membrana NF (NE 4040-70, rejeição de sais 40,0 a 70,0%). Foi instalado um filtro de cartucho de 20 µm (20'') para a pré-filtragem da água residual tratada secundariamente e dois contentores de areia (93/4'' cada, APAH6 (3 - 8 mm) seguido de APAH4 (2 - 4 mm)) para a pós-filtragem do concentrado produzido. Foram realizados testes de foto-tratamento com concentrados RO ou NF com o fotoreactor de membrana tubular (escala de bancada) para avaliar as condições de funcionamento (dose de oxidante, tempo de tratamento, fluxo fotónico, comprimento do percurso óptico) que garantem uma remoção ≥80% para os CECs alvo. O oxidante peroxidissulfato (S2O8-2) está a ser produzido electroquimicamente utilizando ânodos de diamante (do IST) e a célula electroquímica foi totalmente integrada com o fotoreactor de membrana tubo-em-tubo (escala de bancada nas instalações da FEUP). Relativamente aos resultados com o concentrado RO: (i) as concentrações medidas para as CECs alvo situaram-se entre 5,4-6,8 µg L-1 para o diclofenac, 4,9-18,6 µg L-1 para a iopromida, 0,2-1,2 µg L-1 para o sulfametoxazol e 0,9-2. 4 µg L-1 para a venlafaxina; (ii) após o foto-tratamento (com um caudal de 2,5 L h-1 e doses de oxidante que variam entre 1 e 3 mM) foram alcançadas remoções ≥80% para o diclofenac e a iopromida, enquanto a remoção máxima para o sulfametoxazol e a venlafaxina foi de cerca de 65%. |