Bromate formation during water treatment with pulsed corona discharge plasma

Abstract

This bachelor’s thesis investigates the use of pulsed corona discharge plasma (PCD), an advanced oxidation process (AOP) in wastewater treatment. It investigates the PCD process parameters and their effect on elimination of diclofenac and formation of bromate. It also looks at the different pathways pharmaceutical waste and bromide end up in the wastewater treatment system. The experimental part explores these parameters further looking at how pH, pulse frequency and initial bromide concentration affect the purification process and the formation of bromate. From these experiments pulse frequency had the biggest impact on bromate formation followed by bromide concentration. By changing the parameters, it is important to keep bromate and diclofenac under the accepted limit set in the new EU-directive. In summary PCD- treatment is an attractive method of wastewater treatment when treatment time is kept low with a low pulse frequency mitigating the negative side reactions.

Tämä kandidaatintutkielma käsittelee pulssitetun koronapurkaus plasman (PCD) käyttöä jätevedenpuhdistuksessa, joka on yksi edistyneistä hapetusprosesseista (AOP). Tutkielmassa perehdytään PCD prosessin parametreihin, ja miten niiden muuttaminen vaikuttaa diclofenaakin hajoamiseen ja bromaatin muodostumiseen. Lisäksi selvitetään, millä eri menetelmillä lääkejäte ja bromidi päätyvät jätevedenpuhdistusjärjestelmään. Kokeellisessa osassa tutkitaan tarkemmin parametreja ja sitä, miten pH, pulssitaajuus ja alkuperäinen bromidipitoisuus vaikuttavat puhdistusprosessiin ja bromaatin muodostumiseen. Kokeiden perusteella pulssitaajuudella oli suurin vaikutus bromaatin muodostumiseen, ja toiseksi merkittävin tekijä oli alkuperäinen bromidipitoisuus. Prosessin parametrejä säädettäessä on tärkeää, että bromaatin ja diklofenaakin pitoisuudet pysyvät uuden Euroopan unionin direktiivin hyväksytyn raja-arvon alapuolella. Kaiken kaikkiaan PCD-reaktori on kilpaileva vaihtoehto jätevedenpuhdistukseen, kun käsittelyaika pidetään lyhyenä ja pulssitaajuus matalana, jolloin haitalliset sivureaktiot minimoituvat.