Two cosmetic ingredients (galaxolide, tonalide), eight pharmaceuticals (carbamazepine, diazepam, diclofenac, ibuprofen, naproxen, roxithromycin, sulfamethoxazole and iopromide) and three hormones (estrone, 17β-estradiol and 17α-ethinylestradiol) have been surveyed along the different units of a municipal Sewage Treatment Plant (STP) in Galicia, NW Spain. Among all the substances considered, significant concentrations in the influent were only found for the two musks (galaxolide and tonalide), two anti-inflammatories (ibuprofen and naproxen), two natural estrogens (estrone, 17β-estradiol), one antibiotic (sulfamethoxazole) and the X-ray contrast medium (iopromide), where the other compounds studied were below the limit of quantification. In the primary treatment, only the fragrances (30–50%) and 17β-estradiol (20%) were partially removed. On the other hand, the aerobic treatment (activated sludges) caused an important reduction in all compounds detected, between 35% and 75%, with the exception of iopromide, which remained in the aqueous phase. The overall removal efficiencies within the STP ranged between 70–90% for the fragrances, 40–65% for the anti-inflammatories, around 65% for 17β-estradiol and 60% for sulfamethoxazole. However, the concentration of estrone increased along the treatment due to the partial oxidation of 17β-estradiol in the aeration tank.

The contribution of volatilization, sorption and transformation to the removal of 16 Pharmaceutical and Personal Care Products (PPCPs) in two lab-scale conventional activated sludge reactors, working under nitrifying (aerobic) and denitrifying (anoxic) conditions for more than 1.5 years, have been assessed. Pseudo-first order biological degradation rate constants (kbiol) were calculated for the selected compounds in both reactors. Faster degradation kinetics were measured in the nitrifying reactor compared to the denitrifying system for the majority of PPCPs. Compounds could be classified according to their kbiol into very highly (kbiol > 5 L gSS−1 d−1), highly (1 < kbiol < 5 L gSS−1 d−1), moderately (0.5 < kbiol < 1 L gSS−1 d−1) and hardly (kbiol < 0.5 L gSS−1 d−1) biodegradable. Results indicated that fluoxetine (FLX), natural estrogens (E1 + E2) and musk fragrances (HHCB, AHTN and ADBI) were transformed to a large extent under aerobic (>75%) and anoxic (>65%) conditions, whereas naproxen (NPX), ethinylestradiol (EE2), roxithromycin (ROX) and erythromycin (ERY) were only significantly transformed in the aerobic reactor (>80%). The anti-depressant citalopram (CTL) was moderately biotransformed under both, aerobic and anoxic conditions (>60% and >40%, respectively). Some compounds, as carbamazepine (CBZ), diazepam (DZP), sulfamethoxazole (SMX) and trimethoprim (TMP), manifested high resistance to biological transformation. Solids Retention Time (SRTaerobic >50 d and <50 d; SRTanoxic >20 d and <20 d) had a slightly positive effect on the removal of FLX, NPX, CTL, EE2 and natural estrogens (increase in removal efficiencies <10%). Removal of diclofenac (DCF) in the aerobic reactor was positively affected by the development of nitrifying biomass and increased from 0% up to 74%. Similarly, efficient anoxic transformation of ibuprofen (75%) was observed after an adaptation period of 340 d. Temperature (16–26 °C) only had a slight effect on the removal of CTL which increased in 4%.

In response to strong growth in energy intensive wastewater treatment, public agencies and industry began to explore and implement measures to ensure achievement of the targets indicated in the 2020 Climate and Energy Package. However, in the absence of fundamental and globally recognized approach evaluating wastewater treatment plant (WWTP) energy performance, these policies could be economically wasteful. This paper gives an overview of the literature of WWTP energy-use performance and of the state of the art methods for energy benchmarking. The literature review revealed three main benchmarking approaches: normalization, statistical techniques and programming techniques, and advantages and disadvantages were identified for each one. While these methods can be used for comparison, the diagnosis of the energy performance remains an unsolved issue. Besides, a large dataset of WWTP energy consumption data, together with the methods for synthesizing the information, are presented and discussed. It was found that no single key performance indicators (KPIs) used to characterize the energy performance could be used universally. The assessment of a large data sample provided some evidence about the effect of the plant size, dilution factor and flowrate. The technology choice, plant layout and country of location were seen as important elements that contributed to the large variability observed.

The behaviour of 13 pharmaceutical and personal care products (PPCPs) has been studied during anaerobic digestion of sewage sludge: two musks (Galaxolide and Tonalide), one tranquilliser (Diazepam), one anti-epileptic (Carbamazepine), three anti-phlogistics (Ibuprofen, Naproxen and Diclofenac), two antibiotics (Sulfamethoxazole and Roxithromycin), one X-ray contrast medium (Iopromide) and three oestrogens (Estrone, 17β-oestradiol and 17α-ethinyloestradiol). Two parallel processes have been carried out, one in mesophilic range (37 °C) and the other in thermophilic range (55 °C). The influence of temperature and sludge retention time (SRT) has been analysed. Among the substances considered, the higher removal efficiencies were achieved for the antibiotics, natural oestrogens, musks and Naproxen. For the other compounds, the values ranged between 20% and 60%, except for Carbamazepine, which showed no elimination. The removal of oestrogens, Diazepam and Diclofenac occurred after sludge adaptation. In general, no influence of SRT and temperature on PPCPs removal was observed. Considering the difficulty of obtaining reliable PPCPs concentrations, especially those corresponding to the fractions sorbed onto sludge, a methodology to validate the experimental data has been developed and successfully applied.