Zoeken
Sluit dit zoekvak.

Reactivering van gebruikte kool voor verwijdering van PFAS

Actieve kool is een standaardtechnologie voor de verwijdering, via adsorptie, van PFAS-moleculen uit ruw drinkwater of afvalwater zonder de vorming van potentieel giftige bijproducten.

Thermische reactivering, een beproefd proces op hoge temperatuur, mineraliseert de PFAS-moleculen die geadsorbeerd zijn op de actieve kool om deze persistente verontreinigende stoffen uit de watercyclus te verwijderen.
Tijdens dit proces kan de gebruikte actieve kool gerecupereerd en dus hergebruikt worden.
Afgewerkte actieve kool die PFOS, PFOA en andere PFAS bevat, wordt al meer dan 15 jaar gereactiveerd door Chemviron.

Chemviron verwerkt de verzadigde koolstof in speciale thermische reactiveringsovens op hoge temperatuur om de voor de toepassing vereiste adsorptieniveaus te bereiken en om de geadsorbeerde organische PFAS-species te mineraliseren.
Deze thermische reactiveringsovens zijn speciaal ontworpen voor dit doel en voldoen aan de lokale milieuvereisten.

Er is echter een belangrijk verschil tussen het proces van koolstofreactivering en dat van koolstofregeneratie, aangezien de termen soms door elkaar worden gebruikt.

Koolstofreactivering [1]

Koolreactivering is het reactiveren van gebruikte kool in een multi-verbrandingsoven of draaitrommeloven door de geadsorbeerde verontreinigingen te vervluchtigen en te vernietigen en de actieve kool te herstellen tot een herbruikbare kwaliteit.

Alle gebruikte actieve kool wordt onderworpen aan een kwaliteitscontrole om de juiste reactivatievoorwaarden te bepalen voor die types gebruikte actieve kool.  

De reactiveringstemperatuur en doorvoervereisten kunnen variëren afhankelijk van de adsorbaatbeladingskenmerken van de gebruikte koolstof die wordt verwerkt.
De temperaturen in industriële reactiveringsovens liggen over het algemeen rond de 900-950°C, vergelijkbaar met verbrandingsomstandigheden maar in een zuurstofarme omgeving.

De huidige werkwijze voor koolstofreactivering van PFAS-beladen actieve kool wordt regelmatig herzien en kan als volgt worden samengevat:  

  • De vernietiging van adsorbaten op verbruikte actieve kool gebeurt in twee stappen.
    Eerst worden de adsorbaten vervluchtigd of gedesorbeerd van het koolstofoppervlak.
    Een deel van de gedesorbeerde verontreinigingen wordt vernietigd in de reactiveringsoven.
  • Adsorbaten die verwijderd en niet vernietigd worden in de oven, worden door een nabehandelingssysteem gezogen dat bestaat uit een thermische oxidator/naverbrander, een zuurgaswasser en een stofvanger.
    Het nabehandelingssysteem is ontworpen om organische stoffen met een efficiëntie van minstens 99% te vernietigen, zure gassen die tijdens het proces gevormd worden te neutraliseren en deeltjes op te vangen.
    De efficiëntie en functionaliteit van het nabehandelingssysteem wordt geverifieerd door middel van door het agentschap goedgekeurde en geverifieerde emissietesten.

Ons reactiveringsproces verschilt sterk van een “regeneratieproces”.
Koolstofregeneratie heeft niet dezelfde temperatuurvereisten als het reactiveringsproces van Chemviron en kan uitgevoerd worden met stoom of hete stikstof die zelden boven de 100°C komt.  Het resultaat is dat actieve kool die een regeneratieproces heeft ondergaan, gedeeltelijk verbruikt blijft en sommige, en mogelijk alle, oorspronkelijke adsorbaten bevat.

Er zijn een aantal literatuurreferenties en gegevens van derden die de vernietiging van PFAS ondersteunen bij temperaturen die vergelijkbaar zijn met onze reactiveringsomstandigheden.
Hier zijn enkele voorbeelden ter referentie:  

  • Uit een onderzoek naar gebruikte koolstof die werd gebruikt bij de behandeling van drinkwater en PFAS bevatte, bleek dat er geen PFAS achterbleef op de koolstof bij temperaturen boven 700°C in stikstof. [i]
  • Uit een aantal onderzoeken blijkt dat PFAS en fluorpolymeren effectief worden vernietigd onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met reactivering. [ii], [iii]
  • Aangetoond is dat PFOA en de verschillende zouten daarvan volledig vernietigd worden bij temperaturen van 350 °C.[iv], [v]
  • PFOS wordt naar verluid volledig vernietigd bij 600°C.[vi][vii]
  • Een onderzoek naar de thermische stabiliteit van PFAS op gebruikte GAC concludeerde: “…effectieve thermische vernietiging van PFAS tijdens GAC-reactivering in CO2/N2 of tijdens verbranding/verbranding van materialen beladen met PFAS (bijv. gemeentelijk vast afval) is zeer waarschijnlijk mits hoge temperaturen (≥ 700°C) worden gebruikt.” [viii]
  • De poreuze en elektronenstructuur van de actieve kool verhoogt de ontledingsgraad van geadsorbeerde PFAS tijdens thermische verwerking. [ix]
 

Chemviron is ervan overtuigd dat PFAS gedesorbeerd en afgebroken worden door het reactiveringsproces van Chemviron, op basis van belangrijk R&D werk dat zowel intern als door derden werd uitgevoerd, en op basis van verschillende literatuurreferenties. 

Mocht u vragen of opmerkingen hebben, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen

i Watanabe, N., Takemine, S., Yamamoto, K., Haga, Y., Takata, M. Resterende organische gefluoreerde verbindingen uit thermische behandeling van PFOA, PFHxA en PFOS geadsorbeerd aan granulaire actieve kool (GAC). Journal of Material Cycles and Waste Management, 2016, 18:625-630.

ii Yamada, T., Taylor, P. H., Buck, R. C., Kaiser, M. A., Giraud, R. J. Thermische degradatie van met fluorotelomeer behandelde artikelen en verwante materialen. Chemosphere, 2005, 61(7), 974 – 984.

Lemieux, P. M., Strynar, M., Tabor, D. G., Wood, J., Cooke, M., Rayfield, B., Kariher, P. Emissies van gefluoreerde verbindingen bij de verbranding van tapijt.
Proceedings of the 2007 International Conference on Incineration and Thermal Treatment Technologies, Phoenix, AZ.

iv Krusic, P. J., en Roe, D. C. Gasfase NMR-techniek voor het bestuderen van de thermolyse van materialen: Thermische ontleding van ammoniumperfluoroctanoaat. Analytische Chemie, 2004, 76(13), 3800-3803.

v Krusic, P. J., Marchione, A., Roe, D. C. Gasfase NMR-studies van de thermolyse van perfluoroctaanzuur. Journal of Fluorine Chemistry, 2005, 126(11-12), 1510-1516.

vi Office of Pollution Prevention & Toxics, Docket AR226-1366, ed.
Thermische afbraak op laboratoriumschaal van perfluoroctanylsulfonaat en verwante stoffen.
Washington DC: US Environmental Protection Agency, 2003, 13.

vii Office of Pollution Prevention & Toxics, Docket AR226-1367, ed.
Eindrapport: Laboratory-Scale Thermal Degradation of Perfluoro-Octanyl Sulfonate and Related Substances.
Washington DC: US Environmental Protection Agency, 2003, 142.

viii Xiao, F., Sasi, P. C., Yao, B., Kubatova, A., Golovko, S. A., Golovko, M. Y., Soli, D. Thermal stability and decomposition of perfluoroalkyl substances on spent granular activated carbon. Environmental Science & Technology Letters, 2020, 7, 343-350.

ix Baghirzade B.S., Zhang y., Reuther J.F., Saleh N.B. Venkatesan A.K., Apul O. G. Thermische regeneratie van gebruikte granulaire actieve kool om de voor altijd PFAS-cyclus te doorbreken. Environmental Science & Technology, 2021, 55, 9, 5608 – 5619.

Contacteer ons toegewijd technisch team voor meer informatie.

No More PFAS

Watch our Webinar

The webinar covers:

  • Activated carbon to remove PFAS
  • Thermal reactivation to eliminate PFAS 
  • How can the activated carbon be reused
Adieu aux PFAS

Suivez notre webinaire

Le webinaire couvre les sujets suivants :

  • Le charbon actif pour éliminer les PFAS
  • La réactivation thermique pour éliminer les PFAS
  • Comment le charbon actif peut-il être réutilisé ?