Een duurzame oplossing om 'voor altijd chemische stoffen' voorgoed uit afvalwater en luchtemissies te verwijderen

De alomtegenwoordige en potentieel giftige per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) zijn stilletjes in onze wereld doorgedrongen. Om deze reden beperken de EU-regelgeving voor persistente organische verontreinigende stoffen (POP's) en andere wetgeving het gebruik en de emissielimieten van deze moleculen in industrieel afvalwater en luchtemissies. DESOTEC heeft echter een veilige en POP-conforme verwijderingsmethode ontwikkeld waarmee producenten permanent en duurzaam de aanhoudende uitdaging van ‘voor altijd chemische stoffen’ kunnen aanpakken.

Wat is er aan de hand met PFAS?

PFAS-verbindingen behoren tot een groep van duizenden door de mens gemaakte chemicaliën. In 2021 definieerde de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) PFAS als gefluoreerde stoffen die ten minste één volledig gefluoreerde methyl- of methyleengroep bevatten. Vanwege hun hoge thermische en chemische bestendigheid hebben fabrikanten in veel sectoren gebruik gemaakt van PFAS: voedselverpakking en -bereiding (bijvoorbeeld pannen met anti-aanbaklaag), cosmetica (bijvoorbeeld make-up), textiel, brandblusschuim. Noem maar op. De industriële functionaliteit van PFAS-bevattende producten is echter een ecologische erfenis geworden. PFAS zijn inmiddels overal ter wereld te vinden, zelfs in drinkwaterbronnen. Als het productieafvalwater niet op de juiste manier wordt behandeld, kunnen PFAS zowel in het oppervlaktewater als in het grondwater terechtkomen, waar ze zeer langzaam of helemaal niet worden afgebroken. Daarom worden ze ‘voor altijd chemische stoffen’ genoemd. Recente onderzoeken hebben de aanwezigheid van PFAS in kraanwater in de VS en op meer dan 17.000 vervuilde locaties in Europa aangetoond. Nu onderzoekers de potentiële negatieve effecten van overmatige blootstelling aan PFAS op de menselijke gezondheid hebben ontdekt, worden de regels voor het gebruik en de uitstoot ervan steeds strenger.

Het PFAS-wetgevingslandschap

De EU was een globale pionier op het gebied van PFAS-controle. De POP-verordening heeft het gebruik van perfluoroctaansulfonaat (PFOS), een van de meest toegepaste 'voor altijd chemische stoffen', sinds 2009 beperkt. De EU-regelgevers hebben vervolgens de wetgeving uitgebreid met andere PFAS-verbindingen zoals perfluoroctaanzuur (PFOA) en perfluorhexaan. sulfonzuur (PFHxS). In februari 2023 schakelde het Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA) een versnelling hoger door voor te stellen om 10.000 PFAS-verbindingen te verbieden. Eenmaal goedgekeurd zal deze baanbrekende verordening gevolgen hebben voor zowel in de EU gevestigde fabrikanten als hun leveranciers van buiten de EU voor het gebruik van PFAS op zichzelf, in mengsels en in producten. In afwachting dat PFAS voor altijd door Europese industriële processen zouden worden uitgeroeid, heeft de EU haar Drinkwaterrichtlijn herzien om een limiet van 0,5 µg/l voor alle PFAS in te voeren. Bovendien heeft de Europese Commissie voorgesteld om een reeks PFAS toe te voegen aan de gecontroleerde chemicaliën die vrijkomen in zowel grond- als oppervlaktewater .

Amerikaanse wetgevers houden de algemene PFAS-emissie onder de loep. In 2021 bracht de Environmental Protection Agency (EPA) een PFAS Strategic Roadmap uit om hun vervuiling te beperken. Met name bedrijven die PFAS-verontreinigd afvalwater lozen, moeten voldoen aan een emissiegrenswaarde die grotendeels afhankelijk is van de kwaliteitsnormen van het ontvangende water. In de VS wordt de reactivering van PFAS beladen actieve kool gepromoot door het Amerikaanse ministerie van Defensie (DoD) om PFAS effectief te vernietigen.

Gezien dit regelgevingsscenario en de lage PFAS-verwijderingsefficiëntie van conventionele afvalwaterzuiveringen moeten bedrijven zoeken naar adequatere zuiveringstechnologieën om de beperkingen op het gebied van verbindingen bij te houden.

PFAS-verwijderingsmethoden

Volgens zowel onderzoekers als toezichthouders omvatten de drie meest gebruiksklare technologieën om PFAS te behandelen membraanscheiding, anionenuitwisselingsharsen (AER) en actieve kool. Ook bevelen de richtlijnen van het Verdrag van Stockholm actieve kool aan als de beste beschikbare technologie (BBT) voor het verwijderen van PFAS uit een vervuilde stroom (dwz afval, lucht, vloeistof of gas).

Membraan scheiding

Membranen zijn vaste, poreuze media die een bepaalde verontreinigende stof uit een vloeibare of gasfase kunnen scheiden. Op basis van PFAS-eigenschappen (bijvoorbeeld molecuulgrootte) zijn omgekeerde osmose (RO) en nanofiltratie (NF) één van de meest geschikte scheidingsprocessen. Uit eerdere onderzoeken is gebleken dat deze methoden effectief zijn bij het verwijderen van PFAS uit water. Aan de andere kant vereisen ze een voorbehandeling (bijvoorbeeld actieve koolfiltratie) om membraanvervuiling te voorkomen en hun levensduur te verlengen.

Ionenwisselaarharsen

Zoals de naam doet vermoeden, houdt deze zuiveringsroute in dat de negatief geladen PFAS-ionen, opgelost in water, worden omgewisseld met enkele andere anionen (bijvoorbeeld chloriden) ingebed in een polymeerharsbed. Deze uitwisseling vindt plaats via een adsorptiemechanisme. Harsen vertonen een groot adsorptievermogen en verwijderen effectief een breder spectrum aan PFAS. Niettemin werden de kosten, omdat het een minder volwassen technologie betreft, naar schatting driemaal hoger dan die van actieve kool.

Actieve koolfiltratie

In dit geval worden PFAS geadsorbeerd op de zeer poreuze binnenstructuur van actieve kool. Het grote oppervlak van deze sorptiemiddelen wordt gecreëerd via de behandeling bij hoge temperatuur (dwz activering) van kolen of op hernieuwbare grondstoffen gebaseerde kolen. Hoewel ze een breed spectrum aan PFAS in hun poriën kunnen adsorberen, nemen de adsorptieprestaties van actieve kool toe met de lengte van de keten van verontreinigende stoffen.

Hoe PFAS uit afvalwater te verwijderen via actieve kool

De actieve koolfiltratieoplossingen van DESOTEC bleken een zeer effectieve technologie te zijn voor het verwijderen van PFAS uit industrieel afvalwater, grondwater of bluswater.

Het kunnen werken als een stand-alone technologie maakt actieve koolfiltratie kostenefficiënter dan de hierboven genoemde technieken. Dit geldt met name bij het huren van plug-and-play mobiele filters in plaats van vaste installaties te kopen. Bovendien kan actieve koolfiltratie gebruikt worden in een gesloten-lusoplossing als de PFAS-concentratie op de actieve kool onder de POP-regulatiedrempels ligt en de actieve kool kan worden gereactiveerd. Andere voordelen van mobiele filtratie zijn een hogere veiligheid (dat wil zeggen dat verontreinigende stoffen niet ter plaatse worden verwerkt of behandelt), grotere flexibiliteit en minimale eigendomskosten.

Hoe PFAS uit luchtemissies te verwijderen via actieve kool

Helaas kunnen PFAS ook in uw luchtemissies sluipen. Veelvoorkomende voorbeelden zijn onder meer het coaten van stoffen. Daarom hangen er ook nieuwe regels in de lucht om de uitstoot van PFAS te controleren. Toch heb je geluk. Onze duurzame filtratieoplossingen gaan verder dan alleen afvalwaterzuivering. Als u PFAS uit uw luchtemissies wilt verwijderen, kan DESOTEC u voorzien van een mobiele actieve koolfilter.

Hoe PFAS op een wettige en milieuvriendelijke manier te vernietigen

Hoewel PFAS-bevattende producten kunnen worden verbrand, is de verbranding ervan potentieel slecht voor het milieu, omdat giftige stoffen hierdoor niet volledig worden afgebroken. Om volledige naleving van de strenge EU-POP-regelgeving te garanderen, hebben we in samenwerking met VITO een gevalideerde methode ontwikkeld om nauwkeurig het niveau van PFAS geadsorbeerd op actieve kool te meten. Als de PFAS-concentratie op de verzadigde actieve kool onder de vastgestelde en veilige limieten ligt die zijn vastgelegd in de Europese POP-verordening, zal de verzadigde actieve kool in onze faciliteiten worden onderworpen aan een thermisch reactivatieproces. Deze route reactiveert de kool en breekt PFAS volledig en veilig af, waardoor het vrijkomen ervan in het milieu wordt vermeden. De afwezigheid van PFAS in de lucht werd aangetoond door meerdere meetcampagnes. Wanneer de PFAS-concentratie echter de EU POP-limiet overschrijdt, wordt de actieve kool niet op onze locatie gereactiveerd, maar naar een gespecialiseerde externe partij getransporteerd, waardoor een veilige en conforme behandeling wordt gegarandeerd.

Het einde (van PFAS)

Landen over de hele wereld hebben al strategieën geïmplementeerd om het risico op PFAS-verontreiniging te verminderen. Terwijl POP's en andere regelgeving de PFAS-emissielimieten aanscherpen, duiken er nieuwe zuiveringstechnologieën op. Na jaren van onderzoek en ontwikkeling hebben wij de expertise om het meest geschikte type actieve kool en filters te selecteren om de zuivering van afvalwater en luchtemissies die een beperkte hoeveelheid PFAS bevatten, te optimaliseren. Het ontwerp van een werkelijk duurzame oplossing moet echter verder gaan dan de stap van het verwijderen van PFAS en daarom moeten bedrijven een definitieve en toch groene verwijdering van 'voor altijd chemische stoffen' aanbieden, rekening houdend met de hele levenscyclus van de zuiveringstechnologie. Door veilige, wet-conforme en milieuverantwoorde technologie te gebruiken, helpt DESOTEC de industrie voor altijd van deze chemicaliën af te komen.