Innowacyjne rozwiązania w zakresie oczyszczania ścieków i usuwania PFAS

Z powodu zanieczyszczenia substancjami perfluoroalkilowymi i polifluoroalkilowymi (PFAS), organy regulacyjne coraz bardziej ograniczają emisję tych zanieczyszczeń do ścieków. Dlatego oczyszczalnie ścieków powinny poszukiwać innowacyjnych rozwiązań w celu modernizacji swoich systemów oczyszczania.

Wyzwania związane z oczyszczaniem ścieków

Oczyszczalnie ścieków muszą redukować szerokie spektrum parametrów, takich jak chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), adsorbowalne halogenki organiczne (AOX), surfaktanty i PFAS. Ponadto, ich praca zależy od składu i regularności zanieczyszczeń w dopływających ściekach. Jeśli ścieki posiadają zbyt duże ładunki zanieczyszczeń należy je wstępnie oczyścić w samym zakładzie gdzie powstają, zanim zostaną odprowadzone do oczyszczalni ścieków. Z drugiej strony, gdy zakłada się np. zrzut do pobliskiej rzeki, limity emisji są bardzo rygorystyczne. Zazwyczaj konieczne jest przeprowadzenie kompleksowego etapu oczyszczania ścieków.

 

Zalety mobilnych filtrów z węglem aktywnym

Mobilne filtry z węglem aktywnym pozwalają oczyścić ścieki w wymienionych wyżej przypadkach.

  • Większa elastyczność w porównaniu z filtrami stałymi: w przypadku stosowania zabudowanych filtrów, zwiększenie ilości ścieków w czasie będzie oznaczał konieczność zakupu dodatkowej jednostki w celu obsłużenia całego przepływu. Podobna sytuacja może mieć miejsce po zaostrzeniu przepisów lub po zmianach poziomu zanieczyszczeń. Wykorzystanie systemu modułowego pozwala rozwiązać ten problem. Wystarczy dodać więcej jednostek mobilnych, aby sprostać dodatkowym potrzebom w zakresie oczyszczania. Ponadto filtry mobilne mogą pełnić funkcję zarówno wstępnego oczyszczania lub doczyszczania ścieków za oczyszczalnią ścieków.

 

  • Wszechstronność węgla aktywnego: oprócz ogólnego ChZT, węgiel aktywny może szczególnie skutecznie usuwać niektóre zanieczyszczenia ze ścieków. Np. niejonowe środki powierzchniowo czynne, które mogą utrudniać biologiczne oczyszczanie .

 

  • Ponowne wykorzystanie wody: poza przeciwdziałaniu konsekwencjom suszy, ponowne wykorzystanie oczyszczonych ścieków pomaga firmom w przestrzeganiu unijnego rozporządzenia w sprawie ponownego wykorzystania wody . Jednak zanim ścieki będą nadawały się do ponownego wykorzystania, muszą zostać poddane odpowiedniemu, wieloetapowemu oczyszczaniu. Filtracja na węglu aktywnym może być umieszczona przed odwróconą osmozą, aby zapobiec zatykaniu membran, lub na etapie oczyszczania koncentratu z odwróconej osmozy, aby usunąć skoncentrowane zanieczyszczenia przed odprowadzeniem lub ponownym wykorzystaniem.

Jak zintegrować usuwanie PFAS z gospodarką ściekową

Oprócz wyżej wspomnianych zanieczyszczeń węgiel aktywny skutecznie usuwa ze ścieków również PFAS .

Kwestia TZO

Po wysyceniu się PFAS, zużyty węgiel staje się odpadem stałym, a jego utylizacja podlega przepisom rozporządzenia w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO). W szczególności, jeśli przekroczony zostanie jeden lub więcej progów wskazanych w tych przepisach, reaktywacja węgla nie będzie możliwa.

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

W takim przypadku węgiel aktywowany należy zutylizować w innym miejscu, zgodnie z lokalnymi przepisami, np. poprzez spalanie w wysokiej temperaturze. I odwrotnie, jeśli zmierzony poziom PFAS jest niższy od odpowiedniego limitu, reaktywacja jest możliwa, pod warunkiem braku innych ograniczeń.

Usuwanie PFAS, proces zgodny z POP

Pomiar skuteczności usuwania PFAS

Aby zapewnić zgodność z przepisami dotyczącymi TZO i podjąć świadomą decyzję o najlepszej opcji utylizacji odpadów z PFAS, firma DESOTEC opracowała własną metodologię (DSTM37) do ilościowego określania zawartości 24 typów PFAS w węglu aktywnym . Metodologia ta została opracowana we współpracy z flamandzkim Instytutem Badań Technologicznych (VITO). Udoskonalona metoda obejmująca ulepszony etap ekstrakcji, została następnie zaakceptowana przez odpowiednie organy.

Zbadano 24 typy PFAS podczas procesu (reaktywacja + oczyszczanie spalin) w standardowych warunkach pracy. Trzy różne rodzaje węgla aktywnego zawierającego PFAS zostały poddane obróbce w standardowych warunkach reaktywacji. Według pomiarów przeprowadzonych przez podmiot zewnętrzny (Eurofins), nie stwierdzono obecności PFAS ani na węglu reaktywowanym, ani w kominie, co przekłada się na 100% skuteczność unieszkodliwiania. To nie tylko dowodzi zgodności naszej reaktywacji z przepisami dotyczącymi TZO, ale także stanowi bardziej zrównoważoną opcję dla oczyszczalni ścieków w zakresie usuwania PFAS.

Studium przypadku: Usuwanie PFAS z wody w obiekcie gospodarki odpadami

Studium przypadku ilustruje zdolność firmy DESOTEC do dynamicznego dostarczania skutecznych i zrównoważonych rozwiązań filtracyjnych dostosowanych do potrzeb klientów w sektorach specjalistycznych.

Wyzwanie
 

Duża firma zarządzająca wieloma projektami gospodarki odpadami we Francji chciała zabezpieczyć swoją działalność na przyszłość, uwzględniając nadchodzące zaostrzenie limitów emisji PFAS. W związku z tym poszukiwała technologii usuwania PFAS do przetestowania. Spośród kilku dostępnych opcji wybrano technologię DESOTEC.

Chociaż uzdatniona woda kwalifikowała się do zrzutu zgodnie z obowiązującymi przepisami, testy wykazały poziom PFAS (732 µg/l), który prawdopodobnie przekroczy spodziewane przyszłe limity. W związku z tym klient zwrócił się do firmy DESOTEC o pomoc w obniżeniu poziomu PFAS, przyjmując za punkt odniesienia limit 100 ng/l dla pojedynczej cząsteczki PFAS w wodzie pitnej.

 

Rozwiązanie
 

Firma DESOTEC zainstalowała dwa filtry MOBICON połączone szeregowo, aby oczyścić strumień o przepływie 60 m³/h. Pierwszy filtr został wypełniony węglem aktywnym o jakości odpowiedniej do usuwania większości związków organicznych w ściekach, tj. ChZT i większych cząsteczek PFAS. Drugi filtr został wypełniony węglem aktywnym o wyższej jakości, z naszej serii B-PURE®, przeznaczonym do adsorpcji nawet najmniejszych cząsteczek PFAS, takich jak perfluorobutanian (PFBA), kwas perfluorobutanosulfonowy (PFBS) i trifluorooctan (TFA). Ten układ wykorzystuje droższy węgiel aktywny o wyższej jakości, aby oczyścić mniejsze cząsteczki PFAS.

 

Wyniki
Po uruchomieniu filtrów testy wykazały, że system oczyszczania pozwolił obniżyć poziom PFAS poniżej założonego limitu dla wody pitnej. Organy ochrony środowiska również kilkukrotnie badały wodę w ramach zbierania danych, które zostaną wykorzystane w ostatecznym planie uzdatniania wody pod kątem PFAS we Francji. Ich pomiary pokrywają się z wynikami uzyskanymi przez klienta.

Po wysyceniu filtr mobilny jest transportowany z powrotem do zakładów DESOTEC, gdzie zużyty węgiel jest w bezpiecznych warunkach opróżniany i reaktywowany zgodnie z przepisami dotyczącymi trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO). Pomiar poziomu zaadsorbowanego PFAS odbywa się zgodnie z innowacyjną metodą opisaną powyżej. Pozwala nam to podjąć świadomą decyzję o najlepszej opcji usuwania PFAS. Jeśli stężenie PFAS jest niższe niż limity określone w rozporządzeniu w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO), nasycony węgiel zostanie poddany obróbce termicznej w zakładach DESOTEC co doprowadzi do eliminacji PFAS poniżej wykrywalnych poziomów. Węgiel może następnie zostać ponownie aktywowany i wykorzystany.

Wnioski

Jak opisano w tym artykule, mobilne filtry z węglem aktywnym mogą pomóc oczyszczalniom ścieków w realizacji celów oczyszczania.

Dzięki możliwości pomiaru PFAS zaadsorbowanego na węglu aktywnym, oczyszczanie nasyconych mediów filtracyjnych może być teraz przeprowadzane w sposób bezpieczny i zgodny z wymogami dot. TZO. Zapewnia to sektorowi oczyszczania ścieków niezawodną, ekonomiczną i przyjazną dla środowiska metodę eliminacji PFAS.