PFAS-verwijdering door adsorptie van actieve kool
Adsorptie van actieve kool is een van de meest geschikte technologie voor het verwijderen van opkomende verontreinigingen zoals drinkwater en afvalwaterbedrijven, vanwege de goede verwijdering ervan efficiëntie, gemak van volledige upgrades en minimaal onderhoud vereist.
Volgens de ervaringen van Lenntech zijn er verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van adsorptie van actieve kool voor het verwijderen van PFAS: 1) koolstofmateriaal/porositeit, 2) kwaliteit van het voedingswater, 3) doel-PFAS-kenmerken en 4) contacttijd tussen PFAS en actieve kool tijdens het adsorptieproces.
De porositeit van actieve kool speelt een belangrijke rol bij de adsorptieprestaties. In het algemeen heeft koolstof met een combinatie van microporiën en mesoporiën de voorkeur dan b.v. microporeuze koolstof. Omdat mesopore een snelle diffusie van verontreinigende stoffen naar hun uiteindelijke adsorptieplaatsen (microporiën) mogelijk maakt, is het dan vooral voordelig in een korrelig actief kool (GAC) filter wanneer de contacttijd tussen PFAS en de koolstof vast is.
Bij het toepassen van koolstof voor PFAS-adsorptie is het altijd raadzaam om de voedingswaterbron en de watersamenstelling te kennen (door wateranalyse). In oppervlaktewater kan PFAS-adsorptie bijvoorbeeld grotendeels worden aangetast als gevolg van de adsorptieconcurrentie van gelijktijdig aanwezig natuurlijk organisch materiaal (gemeten als totale organische koolstof, TOC), rekening houdend met het feit dat de TOC-concentratie in een mg/L-magnitude ligt als vergeleken met PFAS in µg/L of ng/L. Hoe hoger het TOC-niveau, hoe minder verwijdering van PFAS via adsorptie. Normaal gesproken is de verwijdering van PFAS hoger in grondwater dan in oppervlaktewater omdat grondwater minder TOC bevat dan oppervlaktewater.
De PFAS-karakteristiek bepaalt ook hun adsorptie-efficiëntie. Onderzoek naar GAC-filter in een drinkwaterzuiveringsinstallatie toonde een snelle doorbraak van PFAS-verbindingen met een korte keten, b.v. < C8 carbonzuren en < C5 sulfonzuren [1], wat betekent dat kleinmoleculaire PFAS lastiger zijn voor GAC-adsorptie. Dus in plaats van de typische contacttijd met een leeg bed (EBCT), d.w.z. 10-20 min, is een langere EBCT nodig voor het ontwerp van een GAC-filter als kleine PFAS de doelen zijn.
Onderhoud van het GAC-filter is belangrijk. Na adsorptieverzadiging moet GAC worden geregenereerd om de adsorptiecapaciteit te herstellen (meestal via thermische verwerking van verbruikt GAC). Met een frequente GAC-regeneratie en aanvulling tot make-upmassaverlies tijdens regeneratie, kan PFAS-verwijdering van > 89% tot > 98% worden gehandhaafd; terwijl zonder regeneratie, d.w.z. verlenging van de looptijd van het filter, het verwijderingspercentage tussen 0 en 26% ligt [2]
Volgens de ervaringen van Lenntech zijn er verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van adsorptie van actieve kool voor het verwijderen van PFAS: 1) koolstofmateriaal/porositeit, 2) kwaliteit van het voedingswater, 3) doel-PFAS-kenmerken en 4) contacttijd tussen PFAS en actieve kool tijdens het adsorptieproces.
De porositeit van actieve kool speelt een belangrijke rol bij de adsorptieprestaties. In het algemeen heeft koolstof met een combinatie van microporiën en mesoporiën de voorkeur dan b.v. microporeuze koolstof. Omdat mesopore een snelle diffusie van verontreinigende stoffen naar hun uiteindelijke adsorptieplaatsen (microporiën) mogelijk maakt, is het dan vooral voordelig in een korrelig actief kool (GAC) filter wanneer de contacttijd tussen PFAS en de koolstof vast is.
Bij het toepassen van koolstof voor PFAS-adsorptie is het altijd raadzaam om de voedingswaterbron en de watersamenstelling te kennen (door wateranalyse). In oppervlaktewater kan PFAS-adsorptie bijvoorbeeld grotendeels worden aangetast als gevolg van de adsorptieconcurrentie van gelijktijdig aanwezig natuurlijk organisch materiaal (gemeten als totale organische koolstof, TOC), rekening houdend met het feit dat de TOC-concentratie in een mg/L-magnitude ligt als vergeleken met PFAS in µg/L of ng/L. Hoe hoger het TOC-niveau, hoe minder verwijdering van PFAS via adsorptie. Normaal gesproken is de verwijdering van PFAS hoger in grondwater dan in oppervlaktewater omdat grondwater minder TOC bevat dan oppervlaktewater.
De PFAS-karakteristiek bepaalt ook hun adsorptie-efficiëntie. Onderzoek naar GAC-filter in een drinkwaterzuiveringsinstallatie toonde een snelle doorbraak van PFAS-verbindingen met een korte keten, b.v. < C8 carbonzuren en < C5 sulfonzuren [1], wat betekent dat kleinmoleculaire PFAS lastiger zijn voor GAC-adsorptie. Dus in plaats van de typische contacttijd met een leeg bed (EBCT), d.w.z. 10-20 min, is een langere EBCT nodig voor het ontwerp van een GAC-filter als kleine PFAS de doelen zijn.
Onderhoud van het GAC-filter is belangrijk. Na adsorptieverzadiging moet GAC worden geregenereerd om de adsorptiecapaciteit te herstellen (meestal via thermische verwerking van verbruikt GAC). Met een frequente GAC-regeneratie en aanvulling tot make-upmassaverlies tijdens regeneratie, kan PFAS-verwijdering van > 89% tot > 98% worden gehandhaafd; terwijl zonder regeneratie, d.w.z. verlenging van de looptijd van het filter, het verwijderingspercentage tussen 0 en 26% ligt [2]
Voor meer informatie of een aanbieding, contact u Lenntech: 
Antwoord formulier of per telefoon +31 152 755 703
References:
[1] Removal of perfluoroalkyl acids from the drinking water production chain, KWR
[2] PFAS: Drinking Water Treatment, EPA, Calgon Carbon, Pittsburgh PA, 1 March, 2018