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Soluzioni innovative per la depurazione delle acque reflue e la rimozione dei PFAS

A causa dell'inquinamento da sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche (PFAS), le autorità di regolamentazione stanno limitando sempre di più le emissioni nelle acque reflue. Ecco perché gli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) dovrebbero valutare soluzioni innovative per potenziare i propri sistemi di abbattimento.

Le sfide del trattamento delle acque reflue

Gli impianti di trattamento delle acque reflue devono rimuovere un'ampia gamma di inquinanti, come la domanda chimica di ossigeno (COD), gli alogenuri organici adsorbibili (AOX), i tensioattivi e i PFAS. Inoltre, le loro esigenze di depurazione dipendono dal livello di contaminazione delle acque reflue in ingresso. Ad esempio, se la concentrazione di inquinanti è troppo elevata, l'acqua contaminata deve essere pretrattata all'interno dell'impianto di produzione prima di essere inviata all'impianto di trattamento delle acque reflue. D'altra parte, quando i limiti di emissione sono molto stringenti (scarico in un fiume vicino), potrebbe essere necessaria una fase di depurazione a valle dell'impianto.

I vantaggi dei filtri mobili a carbone attivo per gli impianti di depurazione delle acque reflue

I filtri mobili a carbone attivo possono aiutare gli impianti di trattamento delle acque reflue a superare gli ostacoli sopra menzionati.

  • Maggiore flessibilità rispetto ai filtri fissi : quando si fa affidamento su unità fisse, un aumento della produzione nel tempo comporterà l'acquisto di un'unità aggiuntiva per soddisfare i limiti di emissione (ad esempio, COD ). Uno scenario simile si verifica in seguito a inasprimenti normativi o variazioni di contaminazione (ad esempio, AOX nelle acque reflue fitosanitarie). L'utilizzo di un sistema modulare consentirà agli impianti di risolvere questo problema. È sufficiente aggiungere più unità mobili per gestire le esigenze di depurazione aggiuntive. Inoltre, i filtri mobili possono funzionare come fase di pretrattamento o di affinamento a valle dell'impianto di trattamento delle acque reflue.

  • Versatilità del carbone attivo : oltre al COD, il carbone attivo può rimuovere efficacemente molti altri contaminanti delle acque reflue, come ad esempio i tensioattivi non ionici, che possono ostacolare i trattamenti biologici .

  • Riutilizzo dell'acqua : oltre a promuovere la resilienza alla siccità, il riutilizzo delle acque reflue aiuta le aziende a conformarsi al Regolamento UE sul riutilizzo dell'acqua . Tuttavia, prima di poter essere riutilizzate, le acque reflue devono essere rimosse dagli inquinanti tramite un adeguato trattamento multistadio. A questo proposito, la filtrazione a carbone attivo può essere strategicamente posizionata prima dell'osmosi inversa per evitare l'intasamento della membrana o sul trattamento del concentrato di questa osmosi inversa per rimuovere gli inquinanti concentrati prima dello scarico o del riutilizzo.

Come integrare la rimozione dei PFAS nella gestione delle acque reflue

Oltre ai contaminanti sopra menzionati, il carbone attivo rimuove efficacemente anche i PFAS dalle acque reflue.

Conformità POP

Tuttavia, una volta caricato con PFAS, il carbone attivo esausto diventa un rifiuto solido e il suo smaltimento è soggetto al Regolamento sugli inquinanti organici persistenti (POP). In particolare, se vengono superate una o più soglie indicate da tale normativa (vedi punti I-III di seguito), la riattivazione del carbone attivo non può essere eseguita.

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

In questo caso, il carbone attivo deve essere smaltito altrove, in conformità con le normative locali, ad esempio tramite incenerimento ad alta temperatura. Viceversa, se il livello di PFAS misurato è inferiore al limite applicabile, la riattivazione è possibile, a condizione che non vi siano altri requisiti da parte delle autorità locali.

Rimozione PFAS, processo conforme ai POP

Misurazione dell'efficienza di rimozione dei PFAS

Per garantire la conformità ai POP e prendere una decisione informata sulla migliore opzione di trattamento dei rifiuti PFAS, DESOTEC ha sviluppato una metodologia interna (DSTM37) per quantificare il carico di carbone attivo per 24 campioni di PFAS . Questa metodologia è stata progettata in collaborazione con l'Istituto per la Ricerca Tecnologica (VITO), affiliato al governo fiammingo. Questo metodo aggiornato, che prevede una fase di estrazione migliorata, è stato poi approvato dall'autorità competente.

È stato studiato il destino di 24 PFAS durante il processo di rimozione (riattivazione + depurazione dei fumi) in condizioni operative standard. Sono stati trattati tre diversi carboni attivi caricati con PFAS in condizioni operative standard. Secondo le misurazioni effettuate da un ente esterno (Eurofins), non sono stati rilevati PFAS né sul carbone riattivato né nel camino, il che si traduce in un'efficienza di rimozione del 100%. Questo non solo dimostra la conformità della nostra riattivazione ai requisiti POP, ma offre anche un'opzione più sostenibile per gli impianti di trattamento delle acque reflue per la rimozione dei PFAS.

Caso di studio: rimozione di PFAS dall'acqua in un sito di gestione dei rifiuti

Questo caso di studio illustra la capacità di DESOTEC di fornire soluzioni di filtrazione rapide, efficaci e sostenibili, su misura per le esigenze dei clienti nel settore dei prodotti chimici speciali.

Sfida

Una grande azienda che gestisce diversi progetti di gestione dei rifiuti in tutta la Francia desiderava proteggere la propria attività dai limiti più severi sulle emissioni di PFAS che verranno imposti. Pertanto, era alla ricerca di una tecnologia di rimozione dei PFAS da testare. Tra le diverse opzioni, l'azienda ha scelto quella di DESOTEC.

Sebbene l'acqua trattata dal cliente fosse sicura per lo scarico ai sensi della normativa vigente, i test hanno evidenziato un livello di PFAS (732 µg/l) che probabilmente supererà qualsiasi limite di emissione futuro. Il cliente ha quindi chiesto a DESOTEC di aiutarlo a ridurre i PFAS, utilizzando come parametro di riferimento l'attuale limite di 100 ng/l per singola molecola di PFAS nell'acqua potabile.

Soluzione

DESOTEC ha installato due filtri MOBICON in serie per trattare una portata di 60 m³/ora. Il primo filtro è stato riempito con un grado di carbone adatto alla rimozione della maggior parte dei composti organici presenti nelle acque reflue, ovvero COD e molecole di PFAS più grandi. La seconda unità, invece, è stata riempita con un carbone di grado superiore, della nostra gamma B-PURE®, progettato per adsorbire anche le molecole di PFAS più piccole, come perfluorobutanoato (PFBA), acido perfluorobutansolfonico (PFBS) e trifluoroacetato (TFA). Questo modello a due filtri preserva il carbone di grado superiore, più costoso, per trattare i PFAS più piccoli, come fase di purificazione, favorendo così la sostenibilità e l'economicità.

Risultati
Dopo l'entrata in funzione dei filtri, i test hanno dimostrato che il trattamento stava costantemente portando i livelli di PFAS al di sotto del limite consentito per l'acqua potabile. Le autorità ambientali hanno inoltre analizzato l'acqua più volte nell'ambito di una raccolta dati che confluirà nel futuro quadro normativo per il trattamento dei PFAS in Francia. Le loro misurazioni coincidono con quelle effettuate per il cliente.

Una volta saturo, un filtro mobile viene riportato presso gli impianti DESOTEC, dove il carbone attivo esausto viene svuotato in sicurezza e trattato secondo le normative POP. La misurazione del livello di PFAS adsorbito viene effettuata secondo il metodo innovativo sopra descritto. Questo ci consente di prendere una decisione informata sulla migliore opzione di trattamento per i PFAS. Se la concentrazione di PFAS è inferiore ai limiti previsti dalla normativa POP, il carbone attivo saturo verrà sottoposto a un trattamento termico presso gli impianti DESOTEC, in modo sicuro e sostenibile, garantendo che i PFAS vengano eliminati al di sotto dei livelli rilevabili. Il carbone attivo può quindi essere riattivato per il riutilizzo.

Conclusione

Come spiegato in questo articolo, i filtri mobili circolari a carbone attivo possono aiutare gli impianti di trattamento delle acque reflue a salvaguardare le proprie attività, aumentando al contempo la sostenibilità.

Grazie a un metodo affidabile per misurare i PFAS adsorbiti sul carbone attivo, il trattamento dei mezzi filtranti saturi può ora essere eseguito in modo sicuro e conforme alle normative POP. Ciò fornisce al settore del trattamento delle acque reflue un metodo affidabile, conveniente ed ecologico per eliminare i PFAS.