Determination and removal of nutrients and veterinary pharmaceuticals from synthetic slaughterhouse wastewater using banana fibers
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Bestämning och avlägsnande av näringsämnen och veterinärmedicinska läkemedel från slakteriavloppsvatten med hjälp av bananfibrer (Swedish)
Abstract [sv]
Oron för vattenföroreningar och miljöförstöring har gjort behandlingen och hanteringen av slakteriernas avloppsvatten viktigare än någonsin. Flera metoder har utvecklats för att behandla slakteriernas avloppsvatten som är dyra och ofta inte helt tar bort föroreningarna. Denna studie fokuserade på att utvärdera bananfiber som är en lågkostnadsfilterbädd för bananavfall för att ta bort näringsämnen och veterinärmedicinska läkemedel från syntetiskt slakteriavloppsvatten.
Bananfibrerna preparerades genom att modifiera ytan med natriumhydroxid och karakteriserades med användning av SEM (Scanning Electron Microscopy), SEM-EDX (Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray spectroscopy), termogravimetrisk analys (TGA) och FTIR (Fourier Transform infrared) spektrometri) för att bestämma de funktionella grupper som är ansvariga för adsorptionen av näringsämnen och läkemedel. Adsorptions- och desorptionsexperiment utfördes och andelen avlägsnande och återvinning av näringsämnen analyserades.
Det totala procentuella borttaget av näringsämnena var ammonium (95-98%), fosfat (45-85%), nitrat (5-30%) och TOC (15-40%) i både modifierade och icke-modifierade bananfibrer . Det kan ses i FTIR-spektrat att fibern adsorberade både tetracyklin och gentamicin. Resultat från desorptionsförsöken visade att det var möjligt att återvinna cirka 55 % ammonium och cirka 30 % fosfat från bananfibrerna.
Baserat på föreliggande resultat kan bananfiber vara ett lämpligt material för att adsorbera ammonium och antibiotika som tetracyklin och gentamicin. Det kan vara möjligt att använda bananfiber som ett filtermaterial för rening av avloppsvatten från slakterier, särskilt för att avlägsna ammonium och fosfat och därigenom minska miljöpåverkan från dessa näringsämnen.
Abstract [en]
Concerns about water pollution and environmental degradation have made the treatment and management of slaughterhouse wastewater more important than ever. Several methods have been developed to treat slaughterhouse wastewater that are expensive and often do not completely remove the pollutants. This study focused on evaluating banana fiber which can be used as a low-cost banana waste filter bed to remove nutrients and veterinary pharmaceuticals from synthetic slaughterhouse wastewater.
The banana fibers were prepared by modifying the surface with sodium hydroxide and characterized using SEM (Scanning Electron Microscopy), SEM-EDX (Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray spectroscopy), thermogravimetric analysis (TGA), and FTIR (Fourier Transform infrared spectrometry) to determine the functional groups responsible for the adsorption of nutrients and pharmaceuticals. Adsorption and desorption experiments were conducted, and the percentage of removal and recovery of nutrients was analyzed.
SEM showed the modified banana fiber had more fibrillar structure and FTIR analysis revealed the presence of cellulose and hemicellulose and reduced lignin. The overall percentage removal of the nutrients deduced was Ammonium (95-98%), Phosphate (45-85%), Nitrate (5-30%), and TOC (15-40%) in both modified and non-modified banana fiber. It can be seen in the FTIR spectrum that the fiber adsorbed both tetracycline and gentamicin. Results from the desorption experiments showed that it was possible to recover approximately 55% of ammonium and about 30% of phosphate from the banana fibers.
Based on the present results, banana fiber could be a suitable material for adsorbing ammonium and antibiotics like tetracycline and gentamicin. It could be feasible to use banana fiber as a filter material for slaughterhouse wastewater treatment process especially to remove ammonium and phosphate thereby reducing the environmental impact of these nutrients.
Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2024:377
Keywords [en]
Synthetic Wastewater, Tetracycline, Gentamicin, Modified banana fiber, Non-Modified banana fiber
Keywords [sv]
Syntetiskt avloppsvatten, Tetracyklin, Gentamicin, modifierad bananfiber, icke-modifierad bananfiber
National Category
Bioprocess Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-356605OAI: oai:DiVA.org:kth-356605DiVA, id: diva2:1914625
Subject / course
Biotechnology
Educational program
Master of Science - Medical Biotechnology
Supervisors
Examiners
2025-05-202024-11-20