Remoção de PFAS por adsorção de carvão ativado
A adsorção de carbono ativado é uma das tecnologias mais adequadas para a remoção de contaminantes emergentes como, por exemplo, água potável e serviços de esgoto, devido à sua boa remoção eficiência, facilidade de atualização em grande escala e manutenção mínima necessária.
De acordo com as experiências da Lenntech, vários fatores devem ser considerados ao selecionar a adsorção de carvão ativado para remoção de PFAS: 1) material / porosidade de carbono, 2) qualidade da água de alimentação, 3) características de PFAS alvo e 4) tempo de contato entre PFAS e carvão ativado durante o processo de adsorção.
A porosidade do carvão ativado desempenha um papel importante no desempenho de adsorção. Em geral, o carbono com uma combinação de microporos e mesoporos é favorecido do que, e. carbono microporoso. Como o mesoporo permite uma difusão rápida de poluentes em seus locais de adsorção final (microporos), ele é vantajoso, especialmente em um filtro de carvão ativado granular (GAC), quando o tempo de contato entre o PFAS e o carvão é fixo.
Ao aplicar carbono para adsorção de PFAS, é sempre aconselhável saber a fonte de água de alimentação e a composição da água (por análise de água). Por exemplo, em águas superficiais, a adsorção de PFAS pode ser amplamente comprometida devido à competição de adsorção da matéria orgânica natural co-presente (medida como Carbono orgânico total, TOC), tendo em mente que a concentração de TOC está em uma magnitude de mg / L como em comparação com PFAS em µg / L ou ng / L. Quanto mais alto for o nível de TOC, menor será a remoção de PFAS por meio de adsorção. Normalmente, a remoção de PFAS é maior nas águas subterrâneas do que nas águas superficiais porque as águas subterrâneas contêm menos TOC do que as águas superficiais.
A característica PFAS também determina sua eficiência de adsorção. As investigações sobre o filtro GAC em uma estação de tratamento de água potável mostraram um rápido avanço de compostos PFAS de cadeia curta, por exemplo, <Ácidos carboxílicos C8 e <ácidos sulfônicos C5 [1], o que significa que PFAS moleculares pequenos são mais problemáticos para a adsorção de GAC. Assim, em vez do tempo de contato de leito vazio típico (EBCT), ou seja, 10-20 min, EBCT mais longo é necessário para o projeto do filtro GAC se pequenos PFAS forem os alvos.
A manutenção do filtro GAC é importante. Após a saturação de adsorção, o GAC precisa ser regenerado para restaurar a capacidade de adsorção (geralmente por meio do processamento térmico do GAC gasto). Com uma regeneração frequente de GAC e reposição para perda de massa de reposição durante a regeneração, a remoção de PFAS de> 89% a> 98% pode ser mantida; enquanto sem regeneração, ou seja, estendendo o tempo de execução do filtro, a taxa de remoção está entre 0 a 26% [2].
De acordo com as experiências da Lenntech, vários fatores devem ser considerados ao selecionar a adsorção de carvão ativado para remoção de PFAS: 1) material / porosidade de carbono, 2) qualidade da água de alimentação, 3) características de PFAS alvo e 4) tempo de contato entre PFAS e carvão ativado durante o processo de adsorção.
A porosidade do carvão ativado desempenha um papel importante no desempenho de adsorção. Em geral, o carbono com uma combinação de microporos e mesoporos é favorecido do que, e. carbono microporoso. Como o mesoporo permite uma difusão rápida de poluentes em seus locais de adsorção final (microporos), ele é vantajoso, especialmente em um filtro de carvão ativado granular (GAC), quando o tempo de contato entre o PFAS e o carvão é fixo.
Ao aplicar carbono para adsorção de PFAS, é sempre aconselhável saber a fonte de água de alimentação e a composição da água (por análise de água). Por exemplo, em águas superficiais, a adsorção de PFAS pode ser amplamente comprometida devido à competição de adsorção da matéria orgânica natural co-presente (medida como Carbono orgânico total, TOC), tendo em mente que a concentração de TOC está em uma magnitude de mg / L como em comparação com PFAS em µg / L ou ng / L. Quanto mais alto for o nível de TOC, menor será a remoção de PFAS por meio de adsorção. Normalmente, a remoção de PFAS é maior nas águas subterrâneas do que nas águas superficiais porque as águas subterrâneas contêm menos TOC do que as águas superficiais.
A característica PFAS também determina sua eficiência de adsorção. As investigações sobre o filtro GAC em uma estação de tratamento de água potável mostraram um rápido avanço de compostos PFAS de cadeia curta, por exemplo, <Ácidos carboxílicos C8 e <ácidos sulfônicos C5 [1], o que significa que PFAS moleculares pequenos são mais problemáticos para a adsorção de GAC. Assim, em vez do tempo de contato de leito vazio típico (EBCT), ou seja, 10-20 min, EBCT mais longo é necessário para o projeto do filtro GAC se pequenos PFAS forem os alvos.
A manutenção do filtro GAC é importante. Após a saturação de adsorção, o GAC precisa ser regenerado para restaurar a capacidade de adsorção (geralmente por meio do processamento térmico do GAC gasto). Com uma regeneração frequente de GAC e reposição para perda de massa de reposição durante a regeneração, a remoção de PFAS de> 89% a> 98% pode ser mantida; enquanto sem regeneração, ou seja, estendendo o tempo de execução do filtro, a taxa de remoção está entre 0 a 26% [2].
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Referências:
[1] Removal of perfluoroalkyl acids from the drinking water production chain, KWR
[2] PFAS: Drinking Water Treatment, EPA, Calgon Carbon, Pittsburgh PA, 1 March, 2018