Remoção de PFAS por troca iônica
Além da adsorção de carvão ativado (conecte-se à página "Remoção de PFAS por adsorção de carvão ativado"), a troca iônica é outra opção que está ganhando mercado atualmente. Como o GAC, os grânulos de resina de troca iônica são embalados em um recipiente e operados em um modo de passagem.
Em águas superficiais / subterrâneas típicas com condição de pH neutro, os PFAS são carregados negativamente devido à dissociação dos grupos funcionais carboxílicos ou sulfônicos na maioria das moléculas de PFAS. A resina de troca aniônica carregada positivamente (AER) é muito promissora para a remoção de PFAS ácido com 'cabeças' sulfônicas, a porcentagem de remoção é de até 90-99% (nenhum dado de volume do leito estava disponível) [1].
Em comparação com o carvão ativado granular (GAC), que prefere substâncias hidrofóbicas devido à sua natureza hidrofóbica, o AER, por outro lado, tem uma grande afinidade para o PFAS hidrofílico, e. ácidos perfluoroalquílicos (PFAA). O mecanismo é principalmente via troca com as cabeças de ácido carboxílico ou sulfônico dos compostos PFAA [2].
Conforme mencionado em outra página (conecte-se à página "Remoção de PFAS por adsorção de carvão ativado"), a adsorção de GAC de PFAS é sensível à competição da matéria orgânica co-presente. A eficiência de AER para PFAS é, no entanto, mais afetada pelos ânions co-presentes. Portanto, caso a água de alimentação contenha altos sólidos totais dissolvidos (TDS), o AER pode não ser a opção ideal para a remoção do PFAS.
A troca iônica é um processo de reação rápida em comparação com a adsorção, exigindo um tempo de contato muito mais curto (geralmente 2 a 3 minutos) entre os grânulos de resina e os poluentes. Isso se traduz em uma configuração de sistema menor e menos pegada, economizando custos de capital. A troca iônica também foi testada para ter maior vida útil ao longo e mais longa do leito, em geral de 6 a 18 meses, em comparação com 9 a 12 meses para filtros GAC na remoção de PFAS [3].
Uma vez que a troca iônica requer regeneração química para recuperação de capacidade, um fluxo de resíduos contendo PFAS altamente concentrado será produzido, o que é ainda difícil de tratar. Para evitar a produção de regenerante residual, a troca iônica de passagem única (ou uso único) é considerada, os grânulos de resina residual (basicamente feitos de material de hidrocarboneto) são então depositados em aterro ou incinerados.
Em águas superficiais / subterrâneas típicas com condição de pH neutro, os PFAS são carregados negativamente devido à dissociação dos grupos funcionais carboxílicos ou sulfônicos na maioria das moléculas de PFAS. A resina de troca aniônica carregada positivamente (AER) é muito promissora para a remoção de PFAS ácido com 'cabeças' sulfônicas, a porcentagem de remoção é de até 90-99% (nenhum dado de volume do leito estava disponível) [1].
Em comparação com o carvão ativado granular (GAC), que prefere substâncias hidrofóbicas devido à sua natureza hidrofóbica, o AER, por outro lado, tem uma grande afinidade para o PFAS hidrofílico, e. ácidos perfluoroalquílicos (PFAA). O mecanismo é principalmente via troca com as cabeças de ácido carboxílico ou sulfônico dos compostos PFAA [2].
Conforme mencionado em outra página (conecte-se à página "Remoção de PFAS por adsorção de carvão ativado"), a adsorção de GAC de PFAS é sensível à competição da matéria orgânica co-presente. A eficiência de AER para PFAS é, no entanto, mais afetada pelos ânions co-presentes. Portanto, caso a água de alimentação contenha altos sólidos totais dissolvidos (TDS), o AER pode não ser a opção ideal para a remoção do PFAS.
A troca iônica é um processo de reação rápida em comparação com a adsorção, exigindo um tempo de contato muito mais curto (geralmente 2 a 3 minutos) entre os grânulos de resina e os poluentes. Isso se traduz em uma configuração de sistema menor e menos pegada, economizando custos de capital. A troca iônica também foi testada para ter maior vida útil ao longo e mais longa do leito, em geral de 6 a 18 meses, em comparação com 9 a 12 meses para filtros GAC na remoção de PFAS [3].
Uma vez que a troca iônica requer regeneração química para recuperação de capacidade, um fluxo de resíduos contendo PFAS altamente concentrado será produzido, o que é ainda difícil de tratar. Para evitar a produção de regenerante residual, a troca iônica de passagem única (ou uso único) é considerada, os grânulos de resina residual (basicamente feitos de material de hidrocarboneto) são então depositados em aterro ou incinerados.
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Referências:
[1] PFAS: Drinking Water Treatment, EPA, Calgon Carbon, Pittsburgh PA, 1 March, 2018.
[2] Remediation technologies and methods for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), March 2018.
[3] Webinar: Carbon and Resin Solutions For PFAS Removal in Your Community or Industry.