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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) The challenge of providing good-quality water free from contaminants of emerging concern (including organic microcontaminants; OMCs) and pathogens is one of the main hot topics worldwide. Thus, the efficiency of different UVC-based advanced oxidation processes (UVC AOPs) to remove organic pollutants and/or inactivate pathogens under distinct experimental conditions was investigated. At laboratory scale, UVC/HClO process showed the best performance for the degradation and mineralization of BPA containing solutions, while the UVC/S2O82– process had a better efficiency in comparison to UVC/H2O2. This behavior is due to the generation of high oxidation power radicals (mainly HO• and SO4•−) by the activation of H2O2, S2O82–, and HClO under UVC light. Considering the oxidation by-products generated, no organochlorine compounds were detected (after 6 h) using UVC/HClO contrasting to the results obtained using only HClO (two organochlorines were detected). In addition, taking into account the environmental (experimental and theoretical toxicity tests) and economical parameters investigated, the UVC/HClO method showed a higher efficiency under low operating costs. However, under complex experimental conditions, more mature technologies such as UVC/H2O2 and UVC/S2O82− are recommended. In this sense, simultaneous elimination of six OMCs (ACT, CAF, CBZ, TMP, SMX, and DCF) and three bacteria (E. coli, E. faecalis, and S. enteritidis) by UVC/H2O2 and UVC/S2O82− processes from a simulated municipal wastewater effluent were successfully investigated at pilot plant scale. UVC AOPs were compared in terms of the required treatment time to remove at least 80% of the sum of OMCs, bacterial inactivation and regrowth, and energy consumption. UVC treatment alone was not suitable mainly due to the very slow and incomplete removal of OMCs, while UVC/H2O2 and UVC/S2O82− were effective to simultaneously eliminate OMCs and bacteria; however, in comparison with the UVC/S2O82 system, the UVC/H2O2 process did not exhibit bacterial regrowth under dark conditions. According to these results and taking into account some environmental regulations, reclaimed water treated with the UVC/H2O2 process is a real alternative for water reuse purposes in many activities, for instance, in agriculture since this activity demands the highest freshwater consumption worldwide. Finally, a simple model based on the Beer–Lambert law enabled reasonable estimation of the oxidant concentration required to attain maximum oxidation rates (i.e., shortest reactions time). O desafio de fornecer água livre de contaminantes orgânicos emergentes (incluindo microcontaminantes orgânicos; MCOs) e patógenos é um dos principais tópicos de estudo da atualidade. Neste sentido, a eficiência de diferentes processos oxidativos avançados baseados em UVC (POA UVC) para a remoção de poluentes orgânicos e/ou inativação de patógenos em distintas condições experimentais foi investigada. Na escala de bancada, o processo UVC/HClO apresentou a melhor performance para a degradação e mineralização de soluções contendo BPA, enquanto que o processo UVC/S2O82– teve uma melhor eficiência em comparação com o UVC/H2O2. Este comportamento deveu-se à geração de radicais de alto poder oxidante (e.g., HO• e SO4•–) advindos da ativação do H2O2, S2O82– e HClO sob irradiação com luz UVC. Em relação aos intermediários de oxidação gerados, não foram detectados compostos organoclorados (após 6 h) utilizando o sistema UVC/HClO, o que contrasta com os resultados obtidos utilizando somente HClO (dois organoclorados foram detectados). Levando-se em consideração os parâmetros ambientais (testes de toxicidade experimentais e teóricos) e econômicos investigados, o método UVC/HClO apresentou os melhores resultados com baixo custo operacional. No entanto, em condições experimentais mais complexas, tecnologias em um estágio mais avançado de desenvolvimento, como UVC/H2O2 e UVC/S2O82– são mais recomendáveis. Nesse sentido, a eliminação simultânea de seis MCOs (ACT, CAF, CBZ, TMP, SMX e DCF) e três bactérias (E. coli, E. faecalis e S. enteritidis) de uma matriz residual simulada utilizando os processos UVC/H2O2 e UVC/S2O82– em escala piloto foi estudada. Os POA UVC foram comparados em termos da remoção de 80% do total dos MCOs, da inativação e o recrescimento bacteriano e do consumo de energia. O tratamento aplicando somente radiação UVC, embora eficiente para a inativação bacteriana, resultou inadequado para a remoção dos MCOs. Por outro lado, os processos UVC/H2O2 e UVC/S2O82– foram eficazes para eliminar simultaneamente MCOs e bactérias; contudo, somente o sistema UVC/H2O2 foi efetivo para evitar o recrescimento bacteriano em tempos posteriores ao tratamento. De acordo com isto e levando em consideração algumas regulações ambientais, águas tratadas pelo processo UVC/H2O2 representam uma alternativa real para serem reutilizadas em diversas atividades, como por exemplo, para fins agrícolas, visto que esta atividade é o setor de maior consumo/demanda de água doce em todo o mundo. Finalmente, um modelo simples baseado na lei de Beer-Lambert permitiu estimar razoavelmente a concentração necessária de oxidante para atingir a máxima taxa de oxidação (i.e., um tempo de reação mais curto). CNPq: 142350/2016-8

The challenge of providing good quality reclaimed water free from contaminants of emerging concern, even at small concentrations, i.e., microcontaminants (MCs), and pathogens are one of the main hot topics worldwide. UVC based advanced oxidation processes, using in situ production of strong oxidizing radicals, such as HO● and SO4●–, have shown high oxidation rates for MCs; however, few works have focused on the simultaneous removal of MCs and pathogens, like bacteria. Thus, the aim of this work was to assess the oxidation of six MCs: acetaminophen (ACT), caffeine, (CAF), carbamazepine (CBZ), trimethoprim (TMP), sulfamethoxazole (SMX), and diclofenac (DCF) in the presence of Escherichia coli (E. coli), Enterococcus faecalis (E. faecalis), and Salmonella enteritidis (S. enteritidis) in a simulated effluent from a municipal wastewater treatment plant by the application of UVC/H2O2 and UVC/S2O82– processes at pilot plant scale. The concentration of MCs and bacteria were monitored along the oxidation processes as well as their regrowth after 24, 48, and 144 h. UVC based processes were compared in terms of the required treatment time to remove at least 80% of the sum of MCs, regrowth assessment, and energy consumption. Despite UVC/H2O2 and UVC/S2O82– processes showed similar results, even though after using distinct molar concentrations, UVC/H2O2 process did not exhibit bacterial regrowth in dark conditions. A simple model has been also proposed in this work with the main objective of calculating the minimum concentration of oxidants as a function of the radiation absorption at 254 nm in a given photo-reactor setup. &nbsp