Removal of selected organic pollutants from water using advanced oxidation processes

Cílem této diplomové práce je stanovení vybraných organických polutantů se zaměřením na náhradní sladidla v odpadní vodě z čistírny odpadních vod (ČOV) Modřice a následná degradace takto zjištěných koncentrací v modelové vodě pomocí pokročilých oxidačních procesů (AOP). Byla stanovována dvě sladidla (sukralóza, sacharin), která byla detekována v odpadní vodě. Syntetická náhradní sladidla nejsou v ČOV většinou dostatečně vyčištěna a tak pronikají do životního prostředí. Jako účinné procesy k odstranění organických látek, mezi které se řadí i náhradní sladidla, jsou považovány AOP procesy. Tyto procesy jsou založeny na reakcích vysoce reaktivního hydroxylového radikálu (OH·), který je produkován mnoha chemickými reakcemi. Nejčastěji se k jejich generaci používají ozon (O3) a peroxid vodíku (H2O2). Při samotném měření byly vzorky odpadní vody upraveny pomocí extrakce tuhou fází (SPE) a poté vyhodnoceny pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (HPLC/MS). Při sledování degradace vybraných sladidel bylo využito třech AOP metod: O3/UV, H2O2/UV a O3/H2O2. U každé z těchto metod byla zkoumána účinnost degradace sukralózy a sacharinu. Z vyhodnocených dat bylo zjištěno, že nejúčinnějším AOP procesem k odstranění náhradních sladidel z vody je metoda O3/H2O2.The aim of this diploma thesis is the determination of selected organic pollutants with a focus on artificial sweeteners in waste water from wastewater treatment plant (WWTP) Modřice and the subsequent degradation of the thus obtained concentrations in model water using advanced oxidation processes (AOP). Two sweeteners were determined, namely sucralose and saccharin found in waste water. Synthetic sweeteners are not sufficiently cleaned in the WWTP and penetrate the environment. Effective processes for removing organic substances, including alternative sweeteners, are AOP processes. These processes are based on reactions of highly reactive hydroxyl radical (OH·), which is produced by many chemical reactions. Generally, they use ozone (O3) and hydrogen peroxide (H2O2). On sampling, wastewater samples were treated with Solid Phase Extraction (SPE) and then evaluated by HPLC/MS (High Performance Liquid Chromatography). In observing the degradation of selected sweeteners, three AOP methods were used: O3/UV, H2O2/UV and O3/H2O2. For each of these methods, the efficiency of degradation of sucralose and saccharin was investigated. From the evaluated data it was found that the most efficient AOP process for removing artificial sweeteners from water is the O3/H2O2 method.