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

De alomtegenwoordige en potentieel giftige per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) zijn stilletjes onze wereld binnengedrongen. Daarom beperken de EU-verordening inzake persistente organische verontreinigende stoffen (POP's) en andere wetgevingen het gebruik en de uitstootlimieten van deze moleculen in industrieel afvalwater en luchtemissies. DESOTEC heeft echter een veilige en POP-conforme verwijderingsmethode ontwikkeld die fabrikanten in staat stelt om het hardnekkige probleem van 'forever chemicals' permanent en duurzaam aan te pakken.

Wat is de ophef over PFAS?

PFAS-verbindingen behoren tot een groep van duizenden door de mens gemaakte chemische stoffen. In 2021 definieerde de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) PFAS als gefluoreerde stoffen die ten minste één volledig fluorhoudende methyl- of methyleengroep bevatten. Vanwege hun hoge thermische en chemische weerstand hebben fabrikanten in veel sectoren PFAS gebruikt: verpakking en bereiding van voedsel (bijv. pannen met antiaanbaklaag), cosmetica (bijv. make-up), textiel, blusschuim. Noem maar op. De industriële functionaliteit van PFAS-houdende producten is echter veranderd in een nalatenschap voor het milieu. PFAS zijn nu overal ter wereld te vinden, zelfs in drinkwaterbronnen. Als productieafvalwater niet goed wordt behandeld, kunnen PFAS in zowel oppervlakte- als grondwater terechtkomen, waar ze heel langzaam of helemaal niet worden afgebroken. Daarom worden ze ook wel 'voor altijd chemische stoffen' genoemd. Recente onderzoeken onthulden de aanwezigheid van PFAS in kraanwater in de VS en op meer dan 17.000 verontreinigde locaties in Europa. Nu onderzoekers de mogelijke negatieve effecten van overmatige blootstelling aan PFAS op de menselijke gezondheid aan het licht hebben gebracht, wordt de regelgeving voor het gebruik en de uitstoot ervan steeds strenger.

De PFAS-wetgeving

De EU was een wereldwijde pionier op het gebied van de beheersing van PFAS. De POP-verordening beperkt sinds 2009 het gebruik van perfluoroctaansulfonaat (PFOS), een van de meest toegepaste 'forever chemicals'. De regelgevers van de EU hebben vervolgens het toepassingsgebied van de wetgeving uitgebreid met andere PFAS-verbindingen zoals perfluoroctaanzuur (PFOA) en perfluorohexaansulfonzuur (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. Zodra deze baanbrekende verordening is goedgekeurd, zal deze gevolgen hebben voor zowel in de EU gevestigde producenten als hun leveranciers van buiten de EU voor het gebruik van PFAS als zodanig, in mengsels en in producten. In afwachting dat PFAS voorgoed zouden worden uitgeroeid door Europese industriële processen, herzag de EU haar drinkwaterrichtlijn om een limiet van 0,5 µg/l in te voeren voor alle PFAS. Bovendien stelde de Europese Commissie voor om een reeks PFAS toe te voegen aan de gecontroleerde chemicaliën die vrijkomen in zowel grondwater als oppervlaktewater.

Amerikaanse wetgevers houden de algemene PFAS-emissie nauwlettend in de gaten. In 2021 bracht het Environmental Protection Agency (EPA) een strategische stappenplan voor PFAS uit om de vervuiling ervan te beperken. Met name bedrijven die met PFAS vervuild afvalwater lozen, moeten voldoen aan een emissielimiet die grotendeels afhangt van de kwaliteitsnormen van het ontvangende water. In de VS is de reactivering van PFAS-bevattende 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 afvalwaterbehandelingen, moeten bedrijven op zoek gaan naar adequatere zuiveringstechnologieën om de beperking van de stoffen bij te houden. 

Verwijderingsmethoden voor PFAS

Volgens zowel onderzoekers als regelgevers zijn de drie meest gebruiksklare technologieën om PFAS te behandelen membraanscheiding, anionen uitwisselende harsen (AER) en actieve kool. Ook de richtlijnen van het Verdrag van Stockholm bevelen actieve kool aan als beste beschikbare technologie (BBT) voor het verwijderen van PFAS uit een verontreinigde stroom (d.w.z. afval, lucht, vloeistof of gas).

Membraanscheiding

Membranen zijn vaste poreuze media die een bepaalde verontreinigende stof kunnen scheiden van een vloeistof- of gasfase. Op basis van de eigenschappen van PFAS (bijv. molecuulgrootte) zijn omgekeerde osmose (RO) en Nano filtratie (NF) een van de meest geschikte scheidingsprocessen. Eerdere studies hebben aangetoond dat deze methoden effectief zijn in het verwijderen van PFAS uit water. Aan de andere kant vereisen ze een voorbehandeling (bijv. filtratie met actieve kool) om membraanvervuiling te voorkomen en de levensduur te verlengen.

Anionenwisselaarsharsen

Zoals de naam al aangeeft, houdt deze zuiveringsroute in dat de negatief geladen PFAS-ionen die in water zijn opgelost, worden uitgewisseld met andere anionen (bijv. chloriden) die in een polymeerhars bed zijn ingebed. Deze uitwisseling gebeurt via een adsorptiemechanisme. Harsen hebben een grote adsorptiecapaciteit en verwijderen effectief een groter aantal PFAS. Omdat het echter een minder ontwikkelde technologie is, werden de kosten ervan geschat op drie keer hoger dan die van actieve kool. 

Actieve koolstoffiltratie

In dit geval worden PFAS geadsorbeerd aan de zeer poreuze binnenstructuur van actieve kool. Het superieure oppervlak van deze sorbentia wordt gecreëerd door de behandeling op hoge temperatuur (d.w.z. activering) van steenkool of op hernieuwbare grondstoffen gebaseerde kolen. Actieve kool kan een brede waaier van PFAS opvangen in zijn poriën en zijn adsorptieprestaties nemen toe met de lengte van de contaminatieketen. 

Hoe PFAS verwijderen uit afvalwater 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 afvalwater van brandbestrijding.

Omdat actieve koolfiltratie als standalone technologie kan werken, is het kostenefficiënter dan de hierboven genoemde technieken. Dit geldt met name wanneer plug-and-play mobiele filters worden gehuurd in plaats van vooraf vaste installaties aan te schaffen. Bovendien kan actieve koolfiltratie worden opgewaardeerd tot een closed-loop oplossing als de PFAS-concentratie op de actieve kool onder de drempelwaarden van de POP-regelgeving ligt en de actieve kool kan worden gereactiveerd. Andere voordelen van mobiele filtratie zijn een grotere veiligheid (d.w.z. er worden geen verontreinigende stoffen ter plaatse behandeld), een grotere flexibiliteit en minimale eigendomskosten. 

Hoe PFAS verwijderen uit luchtemissies via actieve kool

Helaas kan PFAS ook stiekem in je luchtemissies terechtkomen. Daarom zijn er ook nieuwe regels om het vrijkomen van PFAS onder controle te houden. Maar u hebt geluk. Onze duurzame filtratieoplossingen gaan verder dan afvalwaterbehandeling. Als u PFAS uit uw luchtemissies wilt verwijderen, kan DESOTEC u voorzien van een ad-hoc actief koolfilter.

Hoe PFAS vernietigen op een wettelijke en milieuvriendelijke manier

Hoewel PFAS-houdende producten kunnen worden verbrand, is de verbranding ervan potentieel slecht voor het milieu omdat de toxische verbindingen niet volledig worden afgebroken. Om volledig te voldoen aan de strenge POP-verordening van de EU hebben we in samenwerking met VITO een gevalideerde methode ontwikkeld om nauwkeurig het niveau van PFAS te meten dat door actieve kool is geadsorbeerd. Als de PFAS-concentratie op de gebruikte koolstof onder de vastgestelde en veilige limieten ligt die zijn vastgelegd in de Europese POP-verordening, wordt de verzadigde koolstof in onze fabriek onderworpen aan een thermisch reactiveringsproces. Op deze manier wordt de koolstof gereactiveerd en worden de PFAS volledig en veilig afgebroken, zodat ze niet in het milieu terechtkomen. De afwezigheid van PFAS in de lucht werd aangetoond door meerdere meetcampagnes. Wanneer de PFAS-concentratie echter de POP-limiet van de EU overschrijdt, wordt de actieve kool niet gereactiveerd op onze site, maar getransporteerd naar een gespecialiseerde externe partij, zodat een veilige en conforme behandeling gegarandeerd is. 

Het einde (van PFAS)

Landen over de hele wereld hebben al strategieën geïmplementeerd om het risico op besmetting met PFAS te verminderen. Terwijl POP's en andere regelgevingen de PFAS-emissiegrenswaarden aanscherpen, duiken er nieuwe zuiveringstechnologieën op. Na jaren van onderzoek en ontwikkeling hebben we de expertise om het meest geschikte type actieve kool en filters te selecteren voor een optimale zuivering van afvalwater en luchtemissies die een beperkte hoeveelheid PFAS bevatten. Het ontwerp van een echt duurzame oplossing moet echter verder gaan dan de PFAS-verwijderingsstap en daarom moeten bedrijven een definitieve, maar groene eliminatie van 'voor altijd chemicaliën' bieden, rekening houdend met de hele levenscyclus van de zuiveringstechnologie. Door het gebruik van veilige, wettelijke en milieuverantwoorde technologie helpt DESOTEC de industrie om voor altijd van deze chemische stoffen af te komen.