Carbonio attivo granulare per la rimozione di PFA nelle acque reflue municipali: uno studio di test di colonna su piccola scala rapida.

Riepilogo del lavoro

 

Questo studio valuta principalmente l'efficacia del carbonio attivo granulare (GAC) nel trattamento delle acque reflue municipali, in particolare nella rimozione di sostanze perfluorurate e polifluoroalchiliche (PFA). Lo studio ha utilizzato test rapidi su piccola scala (RSSCT) per simulare le prestazioni di GAC nelle strutture di trattamento delle acque reflue municipali e ha testato la capacità di due tipi di carbonio attivo granulare commerciale e un tipo di biochar commerciale per rimuovere quattro tipi di PFAS. I risultati della ricerca mostrano che il biochar non è efficace nella rimozione dei PFA, mentre il carbonio attivo granulare ha un migliore effetto di rimozione su PFOA e PFO, ma non è abbastanza efficace per i PFA a catena corta (come PFHXA). Un'ulteriore analisi dei costi indica che la fattibilità economica dell'applicazione del sistema GAC ​​per rimuovere i PFA nelle strutture di trattamento delle acque reflue comunali è scarsa, soprattutto quando si tratta di PFA ad alta concentrazione, in cui i costi di funzionamento e manutenzione sono relativamente elevati. Lo studio sottolinea inoltre che il controllo dei PFA potrebbe essere necessario concentrarsi sul controllo di scarico a monte all'interno degli impianti di trattamento delle acque reflue o sulla rimozione di flussi di acque reflue ad alta concentrazione, piuttosto che fare affidamento esclusivamente sulle tecnologie di trattamento della fine dei tubi.

Abstract grafico

 

Panoramica rapida di immagini e testo

Figura 1. (A) Le impostazioni RSSCT utilizzate in questo progetto. (B) Diagramma schematico della configurazione RSSCT.

Figura 2. Rimozione di PFOA, PFOS, PFHXA e PFHXS dall'effluente di WRRF #1 usando (a) GAC #1, (b) GAC #2 e (c) Biochar. La concentrazione iniziale di un singolo composto PFAS era di 200 ng/L, l'EBCT simulato era di 10 minuti, la velocità di avvicinamento era di 6 m/h e DOC era 5,9 mg/l

Figura 3. Rimozione di PFOA, PFOS, PFHXA e PFHXS dall'effluente di WRRF #2 usando (a) GAC #1, (b) GAC #2 e (c) Biochar. La concentrazione iniziale di un singolo composto PFAS era di 200 ng/L, l'EBCT simulato era di 10 minuti, la velocità di avvicinamento era di 6 m/h e DOC era 5,6 mg/L.

 

Risultati principali

I punti di innovazione e i principali risultati di questo lavoro includono: in primo luogo, l'autore ha verificato sperimentalmente l'effetto di rimozione del carbonio attivo granulare sui PFA nelle acque reflue municipali e lo ha confrontato con altri possibili materiali di adsorbimento (come Biochar). È stato scoperto che il biochar aveva un effetto di rimozione più scarso sui PFA, indicando che potrebbe non essere applicabile nel processo di trattamento. In secondo luogo, sebbene il carbonio attivo granulare possa rimuovere efficacemente alcuni PFA a catena lunga (come PFO e PFOA), si comporta male su PFA a catena corta (come PFHXA), rivelando l'influenza di diverse strutture molecolari PFAS sull'efficienza dell'adsorbimento. Inoltre, la letteratura ha anche condotto un'analisi dei costi. I risultati hanno indicato che la redditività economica dell'applicazione della tecnologia GAC ​​era scarsa, soprattutto nel caso di alte concentrazioni di PFA, il che potrebbe portare a un aumento significativo dei costi operativi delle strutture per il trattamento delle acque reflue municipali. Infine, la ricerca suggerisce che il controllo del flusso laterale all'interno degli impianti di trattamento delle acque reflue (come il flusso di disidratazione dei fanghi) o l'implementazione del controllo della fonte potrebbe essere strategie più fattibili per la rimozione dei PFA.