Combining thermophilic aerobic reactor (TAR) with mesophilic anaerobic digestion (MAD) improves the degradation of pharmaceutical compounds

Autor: Sébastien Pommier, Etienne Paul, Evrard Mengelle, Mansour Bounouba, Simon Dubos, C. Kim, Yolaine Bessiere, L. Cavaillé, I. Gonzalez-Salgado
Přispěvatelé: Symbiose : Ecosystèmes microbiens et bioprocédés d’épuration et de valorisation (TBI-SYMBIOSE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, CRITT Génie des Procédés Technologies Environnementales (CRITT GPTE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-18-CE22-0017,MODULATE,Modélisation des mouvements du sol à longues périodes et étude de leurs effets sur les grands ouvrages et infrastructures(2018), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Rok vydání: 2020
Předmět:
Reduction of sludge production
Environmental Engineering
Thermophilic aerobic reactor
0208 environmental biotechnology
02 engineering and technology
010501 environmental sciences
Waste Disposal
Fluid
01 natural sciences
7. Clean energy
[SPI]Engineering Sciences [physics]
Bioreactors
Digestion (alchemy)
Organic matter
Anaerobiosis
Waste Management and Disposal
0105 earth and related environmental sciences
Water Science and Technology
Civil and Structural Engineering
Biological Oxygen Demand Analysis
chemistry.chemical_classification
Chromatography
Sewage
Chemistry
Ecological Modeling
Chemical oxygen demand
Temperature
Mesophilic anaerobic digestion
Biodegradation
Pollution
6. Clean water
Pharmaceutical compounds
020801 environmental engineering
Anaerobic digestion
Pharmaceutical Preparations
Wastewater
13. Climate action
Aeration
Mesophile
Zdroj: Water Research
Water Research, IWA Publishing, 2020, 182, ⟨10.1016/j.watres.2020.116033⟩
Water Research, 2020, 182, ⟨10.1016/j.watres.2020.116033⟩
ISSN: 0043-1354
DOI: 10.1016/j.watres.2020.116033
Popis: International audience; The removal efficiency of nine pharmaceutical compounds from primary sludge was evaluated in two different operating conditions: (i) in conventional Mesophilic Anaerobic Digestion (MAD) alone and (ii) in a co-treatment process combining Mesophilic Anaerobic Digestion and a Thermophilic Aerobic Reactor (MAD-TAR). The pilot scale reactors were fed with primary sludge obtained after decantation of urban wastewater. Concerning the biodegradation of organic matter, thermophilic aeration increased solubilization and hydrolysis yields of digestion, resulting in a further 26% supplementary removal of chemical oxygen demand (COD) in MAD-TAR process compared to the conventional mesophilic anaerobic digestion. The highest removal rate of target micropollutants were observed for caffeine (CAF) and sulfamethoxazole (SMX) (>89%) with no substantial differences between both processes. Furthermore, MAD-TAR process showed a significant increase of removal efficiency for oxazepam (OXA) (73%), propranolol (PRO) (61%) and ofloxacine (OFL) (41%) and a slight increase for diclofenac (DIC) (4%) and 2 hydroxy-ibuprofen (2OH-IBP) (5%). However, ibuprofen (IBP) and carbamazepine (CBZ) were not degraded during both processes. Anaerobic digestion affected the liquid-solid partition of most target compounds. Sorbed fraction of pharmaceutical compounds on the sludge tend to decrease after digestion, this tendency being more pronounced in the case of the MAD-TAR process due to much lower concentration of solids.
Databáze: OpenAIRE
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