Ocena skuteczności usuwania wybranych substancji aktywnych biologicznie w procesie nanofiltracji

W pracy podjęto badania nad oceną skuteczności usuwania pięciu różnych związków należących do grupy substancji aktywnych biologicznie, tj. benzo(a)pirenu (BaP), antracenu (ANT), diklofenaku (DCL), pentachlorofenolu (PCP) i oktylofenolu (OP), w procesie nanofiltracji. Przedmiotem badań były modelowe roztwory tych substancji o stężeniu 500 μg/dm3, wykonane na bazie wody zdejonizowanej. Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności usuwania wybranych związków z syntetycznych i rzeczywistych odpływów z komunalnej oczyszczalni ścieków. Wykazano, że na skuteczność procesu nanofiltracji istotny wpływ ma rodzaj membrany nanofiltracyjnej, właściwości fizykochemiczne usuwanych związków, jak również rodzaj matrycy środowiskowej poddawanej oczyszczaniu. Najwyższą efektywność usuwania zaobserwowano dla benzopirenu w trakcie nanofiltracji wody zdejonizowanej. Współczynniki retencji wynosiły wówczas od 99,82 do 99,94%, co oznacza praktycznie jego całkowite usunięcie. Z kolei dla pozostałych związków z wyjątkiem oktylofenolu zaobserwowano odwrotną tendencję, wyższe współczynniki retencji uzyskano, gdy filtrowanym medium były ścieki syntetyczne lub rzeczywiste. Przeprowadzone badania udokumentowały złożony mechanizm separacji małocząsteczkowych mikrozanieczyszczeń organicznych w procesie nanofiltracji wynikający m.in. z oddziaływań międzycząsteczkowych, efektu sitowego, jak również adsorpcji.

This study addressed the removal efficiency of five different compounds classified as biologically active compounds ie benzo(a)pyrene (BaP), anthracene (ANT), diclofenac (DCL), pentachlorophenol (PCP), octylphenol (OP) in nanofiltration. They were removed from deionized water solution of 500 μg/dm3 and comparatively from synthetic and municipal effluent. It was found that the efficiency of the nanofiltration depends significantly both on type of membrane and the environmental matrix and physic-chemical properties of the compounds present in the treated waste feed. The highest retention was observed for benzo(a)pyrene removed from deionized water. In this case, the retention of BaP varied from 99.82 do 99.94%. For other compounds (excluding octylphenol) we observed an inverse trend, higher retention degrees were obtained when the synthetic or real effluent were filtered. Studies documented a complex mechanism of separation of low molecular weight organic micropollutants in nanofiltration, which could be a result of intermolecular interactions, sieve effect and adsorption.