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Soluciones innovadoras para la purificación de aguas residuales y la eliminación de PFAS

Debido a la contaminación por sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), los organismos reguladores están restringiendo cada vez más las emisiones de aguas residuales. Por ello, las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) deberían buscar soluciones innovadoras para modernizar sus sistemas de reducción.

Los desafíos del tratamiento de aguas residuales

Las EDAR deben eliminar una amplia gama de contaminantes, como la demanda química de oxígeno (DQO), los haluros orgánicos adsorbibles (AOX), los surfactantes y las PFAS. Además, sus necesidades de purificación dependen del nivel de contaminación de las aguas residuales entrantes. Por ejemplo, si la concentración de contaminantes es demasiado alta, el agua contaminada debe pretratarse dentro de la propia planta de producción, antes de enviarse a una EDAR. Por otro lado, cuando los límites de emisión son muy estrictos (vertido a un río cercano), podría ser necesaria una etapa de purificación aguas abajo de la planta.

Las ventajas de los filtros móviles de carbón activado para plantas de tratamiento de aguas residuales

Los filtros móviles de carbón activado pueden ayudar a las plantas de tratamiento de aguas residuales a superar las barreras mencionadas anteriormente.

  • Mayor flexibilidad frente a los filtros fijos : al utilizar unidades fijas, un aumento de la producción a lo largo del tiempo implicará la compra de una unidad adicional para cumplir con los límites de emisiones (p. ej., DQO ). Una situación similar se produce tras el endurecimiento de la normativa o variaciones en la contaminación (p. ej., AOX en aguas residuales fitosanitarias). Un sistema modular permitirá a las plantas resolver este problema. Basta con añadir más unidades móviles para gestionar las necesidades adicionales de purificación. Además, los filtros móviles pueden funcionar como pretratamiento o como etapa de purificación aguas abajo de la EDAR.

  • Versatilidad del carbón activado : además de la DQO, el carbón activado puede eliminar eficazmente muchos otros contaminantes de las aguas residuales, como los surfactantes no iónicos, que pueden dificultar los tratamientos biológicos .

  • Reutilización del agua : además de promover la resiliencia ante la sequía, la reutilización de aguas residuales ayuda a las empresas a cumplir con el Reglamento de Reutilización del Agua de la UE. Sin embargo, para que sean aptas para su reutilización, es necesario eliminar los contaminantes de las aguas residuales mediante un tratamiento multietapa adecuado. En este sentido, la filtración con carbón activado puede colocarse estratégicamente antes de la ósmosis inversa para evitar la obstrucción de la membrana o en el tratamiento del concentrado de esta ósmosis inversa para eliminar los contaminantes concentrados antes de su vertido o reutilización.

Cómo integrar la eliminación de PFAS en la gestión de aguas residuales

Además de los contaminantes mencionados anteriormente, el carbón activado también elimina eficazmente los PFAS de las aguas residuales.

Cumplimiento de POP

Sin embargo, una vez cargado con PFAS, el carbón usado se convierte en residuo sólido y su eliminación está sujeta al Reglamento sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes (COP). En particular, si se superan uno o más de los umbrales indicados por esta legislación (véanse los puntos I-III a continuación), no se podrá reactivar el carbón activado.

  1. PFOS (máximo 50 mg/kg)
  2. PFOA (máximo 1 mg/kg)
  3. PFHxS (máximo 1 mg/kg)

En este caso, el carbón activado debe eliminarse de acuerdo con la normativa local, por ejemplo, mediante incineración a alta temperatura. Por el contrario, si el nivel de PFAS medido es inferior al límite establecido, es posible la reactivación, siempre que las autoridades locales no exijan lo contrario.

Eliminación de PFAS, proceso que cumple con los requisitos de COP

Medición de la eficiencia de eliminación de PFAS

Para garantizar el cumplimiento de la normativa COP y tomar una decisión informada sobre la mejor opción para el tratamiento de residuos de PFAS, DESOTEC desarrolló una metodología propia (DSTM37) para cuantificar la carga de carbón activado en 24 muestras representativas de PFAS . Esta metodología se diseñó en colaboración con el Instituto de Investigación Tecnológica (VITO), afiliado al gobierno flamenco. Este método mejorado, que incluye una etapa de extracción mejorada, fue posteriormente aprobado por la autoridad competente.

Se investigó el destino de 24 PFAS representativos durante el proceso de eliminación (reactivación + limpieza de gases de combustión) en condiciones estándar. Se trataron tres carbones activados con PFAS diferentes en condiciones estándar. Según mediciones realizadas por una empresa externa (Eurofins), no se encontraron PFAS ni en el carbón reactivado ni en la chimenea, lo que se traduce en una eficiencia de eliminación del 100 %. Esto no solo demuestra el cumplimiento de nuestra reactivación con las normas COP, sino que también ofrece a las EDAR una opción más sostenible para la eliminación de PFAS.

Estudio de caso: Eliminación de PFAS del agua en un sitio de gestión de residuos

Este estudio de caso ilustra la capacidad de DESOTEC para ofrecer soluciones de filtración rápidas, efectivas y sostenibles adaptadas a las necesidades de los clientes en el sector de productos químicos especializados.

Desafío

Una gran empresa que gestionaba múltiples proyectos de gestión de residuos en Francia buscaba asegurar su negocio ante la inminente imposición de límites más estrictos a las emisiones de PFAS. Por ello, buscaban una tecnología de eliminación de PFAS para probar. Entre varias opciones, la empresa eligió la de DESOTEC.

Si bien el agua tratada del cliente era segura para su vertido según la legislación vigente, las pruebas mostraron un nivel de PFAS (732 µg/l) que probablemente superará cualquier límite de emisión futuro. Por lo tanto, el cliente solicitó ayuda a DESOTEC para reducir los PFAS, utilizando como referencia el límite actual de 100 ng/l por molécula de PFAS en agua potable.

Solución

DESOTEC instaló dos filtros MOBICON en serie para tratar un caudal de 60 m³/hora. El primer filtro se llenó con carbón de grado superior, adecuado para eliminar la mayor parte de los compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales, como la DQO y las moléculas de PFAS de mayor tamaño. En cambio, la segunda unidad se llenó con carbón de grado superior, de nuestra gama B-PURE®, diseñado para adsorber incluso las moléculas de PFAS más pequeñas, como el perfluorobutanoato (PFBA), el ácido perfluorobutanosulfónico (PFBS) y el trifluoroacetato (TFA). Este modelo de dos filtros conserva el carbón de grado superior, más costoso, para tratar los PFAS más pequeños, como un paso de purificación, lo que fomenta la sostenibilidad y la rentabilidad.

Resultados
Tras la puesta en marcha de los filtros, las pruebas demostraron que el tratamiento reducía sistemáticamente los niveles de PFAS por debajo del límite permitido para el agua potable. Las autoridades ambientales también analizaron el agua en varias ocasiones como parte de un proceso de recopilación de datos que se incorporará al futuro marco de tratamiento de PFAS para Francia. Sus mediciones coinciden con las realizadas para el cliente.

Una vez saturado un filtro móvil, se devuelve a las instalaciones de DESOTEC, donde el carbón usado se vacía de forma segura y se trata según la normativa sobre COP. La medición del nivel de PFAS adsorbido se realiza según el método innovador descrito anteriormente. Esto nos permite tomar una decisión informada sobre la mejor opción de tratamiento de PFAS. Si la concentración de PFAS es inferior a los límites de la normativa sobre COP, el carbón saturado se someterá a un tratamiento térmico en las instalaciones de DESOTEC, de forma segura y sostenible, garantizando así la eliminación de PFAS por debajo de niveles detectables. Posteriormente, el carbón puede reactivarse para su reutilización.

Conclusión

Como se explica en este artículo, los filtros móviles circulares de carbón activado pueden ayudar a las plantas de tratamiento de aguas residuales a proteger sus operaciones y, al mismo tiempo, impulsar la sostenibilidad.

Gracias a un método fiable para medir los PFAS adsorbidos en el carbón activado, el tratamiento de los medios de filtración saturados ahora puede realizarse de forma segura y conforme a la normativa COP. Esto proporciona al sector del tratamiento de aguas residuales una vía fiable, rentable y ecológica para eliminar los PFAS.