Usuwanie PFAS przez wymianÄ™ jonowÄ…
Oprócz adsorpcji na wÄ™glu aktywnym (poÅ‚Ä…czenie ze stronÄ… „Usuwanie PFAS przez adsorpcjÄ™ na wÄ™glu aktywnym”), wymiana jonowa to kolejna opcja, która obecnie zdobywa rynek. Podobnie jak GAC, kulki żywicy jonowymiennej sÄ… pakowane do naczynia i dziaÅ‚ajÄ… w trybie przelotowym.
W typowych wodach powierzchniowych/gruntowych o neutralnym pH PFAS sÄ… naÅ‚adowane ujemnie z powodu dysocjacji karboksylowych lub sulfonowych grup funkcyjnych w wiÄ™kszoÅ›ci czÄ…steczek PFAS. Dodatnio naÅ‚adowana żywica anionowymienna (AER) jest bardzo obiecujÄ…ca dla kwasowego usuwania PFAS za pomocÄ… „gÅ‚owic” sulfonowych, odsetek usuwania wynosi do 90-99% (brak danych dotyczÄ…cych objÄ™toÅ›ci zÅ‚oża) [1].
W porównaniu z granulowanym wÄ™glem aktywnym (GAC), który preferuje substancje hydrofobowe ze wzglÄ™du na swój hydrofobowy charakter, AER ma natomiast duże powinowactwo do hydrofilowych PFAS, np. PFAS. kwasy perfluoroalkilowe (PFAA). Mechanizm polega gÅ‚ównie na wymianie z gÅ‚owicami kwasu karboksylowego lub sulfonowego zwiÄ…zków PFAA [2].
Jak wspomniano na innej stronie (poÅ‚Ä…czenie ze stronÄ… „Usuwanie PFAS przez adsorpcjÄ™ wÄ™gla aktywnego”), adsorpcja GAC PFAS jest wrażliwa na konkurencjÄ™ ze wspóÅ‚obecnÄ… materiÄ… organicznÄ…. Na skuteczność AER dla PFAS wpÅ‚ywajÄ… jednak bardziej wspóÅ‚obecne aniony. Tak wiÄ™c w przypadku, gdy woda zasilajÄ…ca zawiera wysokÄ… caÅ‚kowitÄ… ilość rozpuszczonych substancji staÅ‚ych (TDS), AER może nie być idealnÄ… opcjÄ… do usuwania PFAS.
Wymiana jonowa to szybki proces reakcji w porównaniu z adsorpcjÄ…, wymagajÄ…cy znacznie krótszego czasu kontaktu (zwykle 2-3 minuty) pomiÄ™dzy kulkami żywicy a zanieczyszczeniami, co przekÅ‚ada siÄ™ na mniejszÄ… konfiguracjÄ™ systemu i mniejsze zajmowanie miejsca, co pozwala zaoszczÄ™dzić koszty kapitaÅ‚owe. Przebadano również, że wymiana jonowa ma dÅ‚uższÄ… i dÅ‚uższÄ… żywotność zÅ‚oża, na ogóÅ‚ 6-18 miesiÄ™cy, w porównaniu do 9-12 miesiÄ™cy w przypadku filtrów GAC po usuniÄ™ciu PFAS [3].
Ponieważ wymiana jonowa wymaga regeneracji chemicznej w celu odzyskania wydajnoÅ›ci, zostanie wytworzony strumieÅ„ odpadów o wysokim stężeniu zawierajÄ…cy PFAS, który jest nawet trudny w obróbce. Aby uniknąć produkcji regeneratorów odpadów, rozważa siÄ™ wymianÄ™ jonów w jednym przejÅ›ciu (lub jednorazowym użyciu), kulki żywicy odpadowej (zasadniczo wykonane z materiaÅ‚ów wÄ™glowodorowych) sÄ… nastÄ™pnie skÅ‚adowane na wysypisku lub spalane.
W typowych wodach powierzchniowych/gruntowych o neutralnym pH PFAS sÄ… naÅ‚adowane ujemnie z powodu dysocjacji karboksylowych lub sulfonowych grup funkcyjnych w wiÄ™kszoÅ›ci czÄ…steczek PFAS. Dodatnio naÅ‚adowana żywica anionowymienna (AER) jest bardzo obiecujÄ…ca dla kwasowego usuwania PFAS za pomocÄ… „gÅ‚owic” sulfonowych, odsetek usuwania wynosi do 90-99% (brak danych dotyczÄ…cych objÄ™toÅ›ci zÅ‚oża) [1].
W porównaniu z granulowanym wÄ™glem aktywnym (GAC), który preferuje substancje hydrofobowe ze wzglÄ™du na swój hydrofobowy charakter, AER ma natomiast duże powinowactwo do hydrofilowych PFAS, np. PFAS. kwasy perfluoroalkilowe (PFAA). Mechanizm polega gÅ‚ównie na wymianie z gÅ‚owicami kwasu karboksylowego lub sulfonowego zwiÄ…zków PFAA [2].
Jak wspomniano na innej stronie (poÅ‚Ä…czenie ze stronÄ… „Usuwanie PFAS przez adsorpcjÄ™ wÄ™gla aktywnego”), adsorpcja GAC PFAS jest wrażliwa na konkurencjÄ™ ze wspóÅ‚obecnÄ… materiÄ… organicznÄ…. Na skuteczność AER dla PFAS wpÅ‚ywajÄ… jednak bardziej wspóÅ‚obecne aniony. Tak wiÄ™c w przypadku, gdy woda zasilajÄ…ca zawiera wysokÄ… caÅ‚kowitÄ… ilość rozpuszczonych substancji staÅ‚ych (TDS), AER może nie być idealnÄ… opcjÄ… do usuwania PFAS.
Wymiana jonowa to szybki proces reakcji w porównaniu z adsorpcjÄ…, wymagajÄ…cy znacznie krótszego czasu kontaktu (zwykle 2-3 minuty) pomiÄ™dzy kulkami żywicy a zanieczyszczeniami, co przekÅ‚ada siÄ™ na mniejszÄ… konfiguracjÄ™ systemu i mniejsze zajmowanie miejsca, co pozwala zaoszczÄ™dzić koszty kapitaÅ‚owe. Przebadano również, że wymiana jonowa ma dÅ‚uższÄ… i dÅ‚uższÄ… żywotność zÅ‚oża, na ogóÅ‚ 6-18 miesiÄ™cy, w porównaniu do 9-12 miesiÄ™cy w przypadku filtrów GAC po usuniÄ™ciu PFAS [3].
Ponieważ wymiana jonowa wymaga regeneracji chemicznej w celu odzyskania wydajnoÅ›ci, zostanie wytworzony strumieÅ„ odpadów o wysokim stężeniu zawierajÄ…cy PFAS, który jest nawet trudny w obróbce. Aby uniknąć produkcji regeneratorów odpadów, rozważa siÄ™ wymianÄ™ jonów w jednym przejÅ›ciu (lub jednorazowym użyciu), kulki żywicy odpadowej (zasadniczo wykonane z materiaÅ‚ów wÄ™glowodorowych) sÄ… nastÄ™pnie skÅ‚adowane na wysypisku lub spalane.
For more information or quotation, please contact us: 
Feedback Form or call us on +31 152 610 900
Bibliografia:
[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.