Är du intresserad?
Rening i världsklass för PFAS, PFAS-4, PFAS-11 och PFAS-21
Perfluorerade föreningar (PFC) – såsom perfluorerade alkylsyror (PFAA), perfluoroktansulfonat (PFOS) och per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) – är olika grupper av syntetiska kemiska strukturer som har unika egenskaper: de är termiskt stabila och kan skapa släta ytor som stöter bort vatten, olja och smuts. Man tog fram dessa föreningar på 1970-talet och syntetiserade dem i stor skala eftersom de var otroligt användbara för olika beläggningsapplikationer med sina vattenavvisande egenskaper. Detta gör PFC-föreningar till användbara beståndsdelar i en mängd olika konsument- och industriprodukter. Det kan till exempel handla om produkter som konserveringsmedel, smörjmedel, färger, skum, non-stick köksredskap, livsmedelsförpackningar, vattentäta kläder, fläckskydd för tyg och brandsläckningsskum. PFAS och PFOS är bland de mest kända föreningarna: de definieras vanligen som perfluorerade molekyler som innehåller åtta fluorerade kolatomer.
En av de vanligaste produkterna är brandskum som används för att effektivt släcka bränder. Den utbredda globala användningen av brandskum, bland annat vid brandövningar, har lett till att PFAS och PFOS har sipprat ner i grundvattenakviferer, vilket har orsakat omfattande dricksvattenföroreningar med extremt lång halveringstid. PFC:ernas kemiska stabilitet leder till allvarlig bioackumulering i vävnader hos växter, djur och människor. Det är därför viktigt att tillämpa hållbara reningslösningar för att förhindra kontaminering och att människor utsätts.
Enkelt uttryckt har alla PFAS-föreningar stabila molekylstrukturer med varierande kolkedjelängder, skyddade av extremt starka kol-fluorbindningar (C-F). Det är detta som gör dem vattenavvisande. De är också lösliga dock tack vare sin syragrupp eller sulfongrupp. De kan därför fritt röra sig mellan vattenfaser och fettvävnader.
Exempel på PFAS-föreningar som har varierande kolkedjor med C-F-bindningar, vilket gör dem stabila och bioackumulerande.
Nya föroreningar kräver nya bestämmelser
Det har producerats stora PFAS-volymer sedan 1950-talet och på senare år har produktionen skiftat mer mot kortkedjiga föreningar, perfluoroeterkarboxyl- och sulfonsyror. Vi kan redan nu märka av effekterna från detta skifte i våra naturliga vattenkällor. De här specifika föreningarna utgör dock bara en bråkdel av de PFAS-föreningar som marknadsförs globalt. Dessutom har en del av produktionen ersatts av andra högfluorerade föreningar, t.ex. fluortelomeralkoholer som långsamt kan degraderas till PFOA.
En allt större del av forskarsamhället tycker att PFC-föreningarna ska klassas som nya miljöföroreningar på grund av deras kemiska stabilitet och giftighet i kombination med att de förekommer på otroligt många ställen i miljön, i djur- och växtriket samt i människor. De direkta exponeringsvägarna för människor är något otydliga och den allmänna oron för PFC-förorenade vattenkällor har ökat dramatiskt under de senaste åren. Kranvatten och flaskvatten är två potentiella PFC-källor, vilket delvis skulle förklara varför dessa föreningar förekommer i människors blod.
Under 2020 utfärdade Europaparlamentet uppdaterade direktiv om dricksvattenkvalité (EU-direktiv 2020/2184). Detta har lett till att man på lokal och regional nivå har implementerat nya tillåtna PFAS-gränsvärden: till exempel är den tillåtna nivån 2 ng/L för dricksvatten i Danmark och 4 ng/L i Belgien och Sverige. Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) har fastställt PFAS 4*-gränser på 4 ng/L som gradvis tillämpas i hela EU och andra länder. Olika gränsvärden för PFAS 11, PFAS 20 och PFAS 21* håller också på att förberedas och implementeras.
Utmaningar med PFAS-rening
Som reaktion på alla nya bestämmelser som utfärdats av myndigheter över hela världen sedan början av 2023 har det presenterats ett antal föreslagna reningsmetoder på marknaden. Dessa metoder inkluderar bland annat aktiva mediabäddar, fysisk separation med skummedel och olika forskningsinitiativ med fokus på avancerade, småskaliga försök. Adsorptionsprocesser är i allmänhet effektiva men kräver att de vattenvolymer som innehåller PFAS-föreningarna förbehandlas ordentligt.
Man måste ha klart för sig att PFAS-föreningar endast utgör en bråkdel av den totala mängden upplösta organiska och icke-organiska ämnen i vattenkällor, särskilt i grundvattenreserver och avloppsvatten som samlas upp i dammar. En ny hot spot för PFAS är byggarbetsplatser där den förorenade grundvattenytan exponeras under marksaneringsprocessen och markberedningsarbetet. Dessa processer utförs innan man börjar etablera nya bostadskomplex eller byggnader.
Tabellen nedan sammanfattar de mest överhängande utmaningarna när det kommer till hållbar PFAS-rening för vatten som människor kan komma att konsumera, antingen direkt genom till exempel dricksvatten eller indirekt genom livsmedel som kommer från vattenmiljöer, såsom fisk eller vattenväxter.
Mellifiq har dokumenterad erfarenhet av att leverera effektiva behandlingsprocesser som är anpassade för alla sorters PFAS-utmaningar.
Oxidation och avancerade oxidationsprocesser (AOP)
Oxidationsmetoder kan fylla många funktioner i fullständiga PFAS-reningsprocesser. Oxidation är ett utmärkt val för förbehandling eftersom processen minskar mängden upplösta organiska ämnen genom kemisk nedbrytning, förhindrar biofilm och hanterar alger, särskilt i öppna dammvattenkällor. Den kan också användas för att bryta ner långkedjiga PFAS-föreningar till kortkedjiga föreningar, vilket gör ytterligare behandling med resiner eller adsorption mer effektiv. Den allmänna vattenkvalitetsförbättringen kommer också att förlänga livslängden och minska mediets mättnad med mer än 50%.
På grund av dessa fördelar använder sig Mellifiq av oxidation med hjälp av kompletta ozoneringssystem som eliminerar behovet av att använda kemikalier. Våra system kan levereras som containeriserade enheter eller som fristående nyckelfärdiga konfigurationer genom våra produktserier Ozonetech RENA Vivo eller Tellus .
För att förstärka PFAS-degenereringen kan ozoneringsprocesser kombineras med katalytiska processer eller UV från våra Saniray UV-system , vilket bildar mycket reaktiva radikaler. Dessa kan tränga igenom de skyddsbarriärer som bildas av fluorid- eller bromidbindningar. Dessa bindningar utgör en betydande del av alla PFAS- och PFC-ämnen.
Flockning för att separera partiklar
Flockning kan spela en viktig roll i en komplett PFAS-reningsprocess, i synnerhet om vattenkällan innehåller förhöjda nivåer av stora partiklar som kan störa andra enheter i processen. Flockning utförs genom att processvattnet snabbt blandas med specifikt utvalda flockningskemikalier, en process som också delvis kan avlägsna partikelbundna PFAS-ämnen genom att bilda flockar med inkommande partiklar. De bildade flockarna får sedan sedimentera, varefter vattnet kan överföras till andra behandlingssteg.
Mellifiq levererar kompletta sedimenteringssystem, våra Water Maid AquaFloc -sedimenteringssystem, som kan ha en nyckelroll i PFAS-reningsprocesser. Beroende på partikelstorleksfördelning och flöde kan AquaFloc-enheter konfigureras för att använda både aktiv pH-kontroll och automatisk dosering för att säkerställa maximal reningsstyrka. På så sätt förbättras PFAS-reningens allmänna effektivitet.
En flyttbar lösning, där ozonering ingår, som används för att rena PFAS från grundvatten.
Adsorption för att fånga upp låga koncentrationer
Adsorption kan framgångsrikt användas för att adsorbera PFC-kedjor (både korta och långa) efter behandlingssteg för partiklar och organiska ämnen. Kortkedjiga ämnen minskar i allmänhet behovet av att byta media ofta eftersom en större del av den porösa medievolymen kan användas. På grund av detta rekommenderas ett kemiskt nedbrytningssteg uppströms som använder sig av oxidation. I de flesta fall är det utrymme som behövs för att kunna driva en tillräcklig reningsprocess begränsat, särskilt för tillfälliga platslösningar. Förutom att fundera över vilka förbehandlingssteg som är de rätta är det också viktigt att välja den lämpligaste aktiva mediatypen, som sedan måste anpassas till de specifika PFAS-föreningarna.
Mellifiq levererar system med noggrant utvalda aktiva mediebäddar med optimal jodadsorption och korrekta kornstorlekarna. Dessa system omfattar Water Maid FlexKarb-C, ofta tillsammans med PFAS-1000 -bäddar. Sådana system, när de är fullt konfigurerade, skulle också inkludera automatisk backspolning och tryckövervakning för att säkerställa partikelfri drift.
Separating particles and dissolved solids
Partikelfiltrering kan vara användbart på flera ställen en fullständig PFAS-reningsprocess, beroende på den genomsnittliga partikelstorleken i det inkommande vattenflödet. Det är inte rekommenderat att låta suspenderade ämnen över 10 um komma in i de avancerade processenheterna som till exempel sköter oxidationssteget eller höghastighetsadsorptionssteg. Därför är partikelavskiljning något som rekommenderas och till och med krävs för de flesta implementeringar på grund av de låga PFAS-gränsvärden. Mellifiq använder vanligtvis sandfiltreringr med hjälp av våra Water Maid FlexKarb-S-system.
Om du vill avlägsna partiklar med en bred storleksfördelning eller om om du vill avlägsna alla partiklar under 10 um kan du använda dig av skräddarsydda ultrafiltreringssystem. För att minska salthalten eller höga kloridhalter kan omvänd osmos övervägas för att skydda aktiva adsorptionsstrukturer i trycksatta kol- eller mediabäddar. Även om partikelfiltrering eller kloridavskiljning inte är direkt inriktade på PFAS-ämnen utgör de en viktig del av en Mellifiq-utformad behandlingsprocess för PFC:er och liknande föroreningar.
Heltäckande entreprenad- och analystjänster
För att kunna konstruera en lösning som är inriktad på mikroföroreningar som PFAS krävs både erfarenhet och expertis. Bilden visar en ingenjör från Mellifiq som tar prover så att vi kan säkerställa rätt reningsnivåer i ett flyttbart Water Maid-membranfiltreringssystem. Vi gillar nollade PFAS-nivåer lika mycket som våra ZLD-system (Zero Liquid discharge).
Vi erbjuder alltid processdesign, konstruktion, installation och driftsättning för små och storskaliga PFAS-reningsprojekt; vi kan också hantera permanenta och tillfälliga installationer. Vårt breda utbud av avancerade, integrerbara behandlingsenheter garanterar vattenutsläppsnivåer som överträffar alla kundförväntningar. På begäran erbjuder vi provtagnings- och analystjänster med hjälp av ackrediterade laboratorier. Vi rekommenderar sedan lämpliga analysmetoder baserat på vattenkälltypen.
Pilotprojekt
Att minska eller eliminera PFC:er är en komplex uppgift.För att ge våra kunder sinnesro kan vi skräddarsy ett pilotprojekt med hjälp av Mellifiqs omfattande interna pilotprojektsplattform. Efter en första bedömning av viktiga platsförhållanden och utsläppsnivåer kan vi successivt tillämpa flera olika tekniker för att skräddarsy den mest effektiva reningsprocessen för ett enskilt case.
Med hjälp av faktiska vattenprover kan vi simulera det fullskaliga systemet, vilket gör att vi kan skala upp det och anpassa det till nästan alla flöden. Vi kan sedan fastställa ytkrav, verktyg och rätt processkonfiguration. Resultaten verifieras alltid med hjälp av tredjepartslaboratorier med lämpliga analysmetoder. Resultaten sammanfattas sedan i en teknisk rapport.
*PFAS 21 är definitionen av 21 olika typer av PFAS-ämnen: perfluorbutansyra (PFBA), perfluorpentansyra (PFPA), perfluorhexansyra (PFHxA), perfluorheptansyra (PFHpA), perfluoroktansyra (PFOA), perfluornonansyra (PFNA), perfluordekan (PFDA), perfluoroundekansyra (PFUnDA), perfluordodekansyra (PFDoDA), perfluortridekansyra (PFTrDA), perfluorbutansulfonsyra (PFBS), perfluoropentansulfonsyra (PFPS), perfluorhexansulfonsyra (PFHxS), perfluorheptansulfonsyra (PFHpS), perfluoroktansulfonsyra (PFOS), perfluornonansulfonsyra (PFNS), perfluordekansulfonsyra (PFDS), perfluoroundekansulfonsyra (PFUnDS), perfluordodekansulfonsyra (PFDoDS), perfluortridankansulfonsyra (PFTrDS), F´fluorotelomersulfonsyra (6: 2 FTS).
PFAS 4 omfattar: perfluoroktansulfonsyra (PFOS), perfluoroktansyra (PFOA), perfluornonansyra (PFNA), perfluorhexansulfonsyra (PFHxS).
Relaterade referensprojekt.
Eckes-Granini lyckas med BOD- och COD-reduktion tack vare avancerad oxidation och adsorption
Avancerad vattenrening eliminerar mikroföroreningar och möjliggör för vattenåteranvändning
Utvalda varumärken.
