"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8186
ETF8186 "Esiletulevate orgaaniliste mikrosaasteainete eemaldamine veest/reoveest täiustatud Fenton-protsessidega (1.01.2010−31.12.2013)", Marina Trapido, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF8186
Esiletulevate orgaaniliste mikrosaasteainete eemaldamine veest/reoveest täiustatud Fenton-protsessidega
Removal of emerging organic micropollutants from water and wastewater by application of advanced Fenton-based processes
1.01.2010
31.12.2013
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT350 Keemiatehnoloogia ja -masinaehitus2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.9. Keskkonnaohtlikke aineid käsitlevad uuringudT270 Keskkonnatehnoloogia, reostuskontroll1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)50,0
PerioodSumma
01.01.2010−31.12.2010129 600,00 EEK (8 282,95 EUR)
01.01.2011−31.12.20118 282,40 EUR
01.01.2012−31.12.20128 282,40 EUR
01.01.2013−31.12.20138 282,40 EUR
33 130,15 EUR

Orgaaniliste saasteainete mikrokogused ehk mikrosaasteained: pestitsiidid, biotsiidid, ravimid, jpm leiduvad pinnavetes kogu maailmas. Reovee ebapiisava puhastamise tõttu osutuvad nad sageli saaste põhiliseks probleemiks. Oksüdatsioonil põhinevate tehnoloogiate kasutamine tundub olevat ainukeseks võimaluseks mikrosaasteainete efektiivseks lagundamiseks. Süvaoksüdatsiooniprotsessid on suhteliselt uudne ning intensiivselt arenev menetlusviis. Teistest süvaoksüdatsiooniprotsessidest eristub Fenton-töötlus kui kiire ning suhteliselt odav võimalus paljude saasteainete lagundamiseks. Sarnaselt teiste süvaoksüdatsiooniprotsessidega kasutatakse Fenton-protsessis hüdroksüülradikaalide oksüdeerimisvõimet, kusjuures Fenton-protsessi puhul tekivad need radikaalid vesinikperoksiidi katalüüsitud lagunemisel. Fenton-oksüdatsiooni võib erineval viisil modifitseerida selleks, et soodustada reaktsioonivõimeliste osakeste moodustumist ning seega ka sihtaine lagundamist ning saada üle pH, radikaalipüüdurite jms seotud piirangutest. Käesoleva projekti raames on kavas uurida püsivate mikrosaasteainete lagundamise võimalusi kasutades Fenton-protsessi uudseid modifikatsioone (Fenton/utraheli; foto-Fenton: Fenton/UVA, Fenton/UVC; Fenton/kelaatkompleks). Täiustatud Fenton-protsessi uuritakse eesmärgiga leida erinevatest gruppidest (pestitsiidid, kahest rühmast ravimid (antibiootikumid ja valuvaigistid), endokriinsed disrapterid) mikrosaasteainete lagundamiseks parim viis. Fenton-töötlemise efektiivsuse tundmine erinevate saasteainete puhul on tähtsaks sammuks oksüdatsioonil põhinevate tehnoloogiate rakendamiseks täiendava astmena reovee käitlemisel, et vältida keskkonna- ning terviseriske. Mikrosaasteainete lagundamist on kavas uurida laboratoorsetes reaktorites. Põhilisteks parameetriteks on oksüdandi ning mikrosaasteainete kontsentratsioonid. Hinnatakse ka sette kogust peale katalüsaatori sadestamist, katalüsaatori stabiilsust (tahke katalüsaatorite puhul), temperaturi, katalüsaatori ning oksüdandi koguse mõju ja UV-kiirguse lainepikkuse ning intensiivsuse mõju. Uuritakse ka mikrosaasteaine maatriksi (vesi, reovesi, radikaalipüüdurid maatriksis) mõju lagunemise efektiivsusele. Uurimistöö lõpptulemuseks on teaduslike aluste väljatöötamine ning praktilised soovitused efektiivsete tehnoloogiate rakendamiseks vee/reovee töötlemiseks.
Traces of organic contaminants or micropollutants: pesticides, biocides, pharmaceuticals, etc. are frequently detected in drinking water sources around the world. Due to incomplete purification of wastewater micropollutants often represent a major pollution problem. Application of oxidative technologies seems to be the only solution for effective destruction of micropollutants. Advanced oxidation processes (AOPs) are comparatively new and intensively developing technique. Among different AOPs the Fenton treatment is distinguished as a rapid and comparatively cheap way for destruction of many contaminants. Similar to other AOPs the Fenton process utilises the oxidative power of hydroxyl radicals that are formed in this case through catalysed decomposition of hydrogen peroxide. The Fenton oxidation can be modified in order to enhance the formation of reactive species and subsequently the degradation of target compounds as well as to overcome the limitation concerning pH, scavengers, etc. The current proposal deals with advanced modifications of the Fenton process (Fenton/US; photo-Fenton: Fenton/UVA, Fenton/UVC; Fenton/chelating agent driven) for degradation of persistent micropollutants. The advanced Fenton treatment is to be studied with the aim to find out the most effective way for degradation of the micropollutants from the following classes: pesticides, pharmaceuticals representing two important groups - analgesics and antibiotics, and endocrine disrupting compounds. The knowledge of the treatment efficacy is important for implementation of oxidative technologies as additional step in wastewater treatment to avoid health and environmental risks. The degradation of micropollutants will be studied in laboratory-scale reactors. The main parameters followed are the concentration of the micropollutant and the oxidant, amount of sludge formed after catalyst precipitation, the influence of the temperature, catalyst and oxidant dose, influence of UV-radiation wavelength and intensity. The effect of matrix on the degradation efficacy (water and the sewage as a matrix, radical scavengers’ presence in the matrix) is to be studied. The outcome of the research will provide the scientific basis and recommendations for practical application of the effective treatment technology for contaminated water and wastewater treatment.