飲料水処理のための2段階のバイオフィルトレーションによる医薬品およびパーソナルケア製品の除去

医薬品およびパーソナルケア製品（PPCP）による飲料水の汚染は、健康上の懸念の問題です。飲料水中のPPCPのレベルを効果的に制御するために、2段階のバイオフィルトレーションの2つの平行列車、すなわち、生物学的に活性化する粒状活性炭（GAC）ポストフィルター接触剤と組み合わせた砂/無塩化物（SA）バイオフィルターを採用したパイロット研究、飲料水処理プラントで凝固した後、治療後の治療として実施されました。結果は、バイオフィルトレーションプロセスが53.4％の平均除去でPPCPを効果的に除去できることを示しました。GACコンタクタは、PPCPの合計の48.1％を除去するために支配的な役割を果たしました。分子特性は、個々のPPCPの取り外し性を決定しました。つまり、より単純な構造接続を伴うより小さな分子が除去される可能性が高くなりました。定量的構造 - プロパティ関係（QSPRS）分析に基づいて、バイオフィルトレーションプロセス全体で各PPCPの取り外し可能性を予測するための簡単な回帰モデルが提案されました。飲料水同等レベル（DWEL）商の方法は、水サンプルで検出されたPPCPの健康リスクを評価するために開発されました。バイオフィルトレーションプロセスは、平均79％の除去でPPCPの健康リスクを減らす効率的な能力を示し、排水中のPPCPは一般に健康への影響をもたらさないでしょう。ピアソン相関分析では、飲酒水における窒素消毒副産物（n-dBP）の前駆体としての窒素PPCP（N-PPCP）の可能な役割を調査しました。PPCPの芳香族窒素は、トリクロロアセトニトリル（TCAN）の形成能の重要な記述子であることがわかった。さらに、プレフィルター塩素化がPPCPのバイオフィルトレーションをわずかに改善できることがわかった。

Contamination of drinking water with pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) is an issue of health concerns. To effectively control the level of PPCPs in drinking water, a pilot study employing two parallel trains of two-stage biofiltration, i.e., a sand/anthracite (SA) biofilter coupled with a biologically-active granular activated carbon (GAC) post-filter contactor, was conducted as a post-treatment after coagulation in a drinking water treatment plant. Results showed the biofiltration process could effectively remove PPCPs with an average removal of 53.4%, where the GAC contactor played the dominant role to remove 48.1% of the total PPCPs. The molecular properties determined the removability of individual PPCPs, i.e., smaller molecules with simpler structure connectivity were more likely to be removed. Based on the quantitative structure-property relationships (QSPRs) analysis, a simple regression model was proposed to predict the removability of each PPCP across the biofiltration process. The drinking water equivalent level (DWEL) quotient method was developed to assess the health risks of detected PPCPs in water samples. The biofiltration process showed efficient capacity to reduce the health risks of PPCPs with an average removal of 79%, and the PPCPs in the effluents generally would not pose adverse health effects. Pearson correlation analysis explored the possible role of nitrogenous PPCPs (N-PPCPs) as the precursors of nitrogenous disinfection byproducts (N-DBPs) in drinking waters. Aromatic nitrogen in PPCPs was found to be a significant descriptor for the formation potential of trichloroacetonitrile (TCAN). In addition, it was found that pre-filter chlorination could slightly improve the biofiltration of PPCPs.