Removal of pharmaceutical compounds by adsorption

Abstract

The aim of this work was to evaluate the efficiency of two activated carbons and sawdust adsorbents in the removal of selected pharmaceutical compounds. The efficiency with which these adsorbents removed pharmaceuticals found in wastewater samples was studied under different conditions. The factors that were studied included temperature, adsorbent dosage and contact time. The experiments were performed using a batch adsorption set-up. Additionally, background information for pharmaceuticals and adsorption are examined in the theoretical part. Typical contacting systems for adsorption, common adsorbents used in wastewater treatment, and different factors that affect adsorbent performance are also discussed briefly.

With the highest adsorbent dosage 0.5 g/L, the powdered activated carbon (PAC in short) and granular activated carbon (GAC in short) used in the experiments reached over 90 % removal efficiency of all detected pharmaceuticals from wastewater samples. However, GAC’s suitability for pharmaceutical removal decreased significantly with the decrease of temperature, contact time and dosage. Pharmaceutical removal was also successful using spruce sawdust, albeit less efficient than with PAC or GAC.

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia eri adsorbenttejä lääkeaineiden poistamisen kannalta. Tutkittavina adsorbentteinä olivat kaksi eri aktiivihiiltä sekä kaksi eri kuusipurua. Lääkeaineiden erotustehokkuuksia tarkasteltiin eri olosuhteissa käyttäen oikeita jätevesinäytteitä. Tutkittavat parametrit olivat lämpötila, adsorbentin annostus sekä kontaktiaika. Kokeet puolestaan suoritettiin panostyyppisellä adsorptiokoejärjestelyllä. Kirjallisuuskatsaus osassa annetaan taustatietoa lääkeaineille sekä adsorptiolle jäteveden puhdistukseen liittyen. Lisäksi tarkastellaan tyypillisiä adsorptiokontaktisysteemejä, yleisiä jäteveden puhdistuksessa käytettyjä adsorbenttejä, sekä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat adsorbenttien suorituskykyyn.

Suurimmalla aktiivihiilien annostuksella 0.5 g/L päästiin yli 90 % erotustehokkuuksiin kaikilla jätevedestä havaituilla lääkeaineilla. Kuitenkin tutkitulla rakeisella aktiivihiilellä (GAC) erotustehokkuudet huomattavasti heikentyivät laskettaessa lämpötilaa, kontaktiaikaa tai adsorbentin annostusta. Edellä mainittujen parametrien vaikutus ei ollut yhtä merkittävä testatulla hienojakoisemmalla jauhemaisella aktiivihiilellä (PAC). Lääkeaineiden erotus onnistui myös kuusipurunäytteillä, ollen kuitenkin selkeästi vähemmän tehokasta.