Reinigung von Abwasser von PFOS und anderen PFAS

Die Entdeckung von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) im Abwasser kann für Unternehmen alarmierend sein. Diese „ewigen Chemikalien“ reichern sich in der Umwelt an und stellen, sobald sie in die Nahrungskette gelangen, eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. PFAS unterliegen daher weltweit strengen Gesetzen, wie etwa den Vorschriften für persistente organische Schadstoffe (POP) in der EU oder der EPA-Verordnung zu PFAS in den USA. Unternehmen müssen rasch handeln, um die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu schützen, behördliche Maßnahmen zu vermeiden und ihren guten Ruf zu wahren. Die mobilen, nachhaltigen Filtrationslösungen von DESOTEC sind eine wirksame Antwort, wie diese Fallstudie aus Belgien über die End-of-Pipe-Polishing von langkettigen PFAS-Molekülen zeigt.

Das Problem

Dieses Chemieunternehmen hat Niederlassungen in mehreren Ländern. An seinem belgischen Hauptstandort betreibt es im Auftrag mehrerer Chemieunternehmen, die sich den Standort teilen, ein Wasseraufbereitungssystem.

Nach dieser Behandlung fand das Unternehmen im Wasser PFAS in einer Konzentration von rund 300 Nanogramm pro Liter. Davon sind etwa 160 ng Perfluoroctansulfanat (PFOS): eine der bekanntesten langkettigen PFAS-Molekülarten, die besonders langlebig sind. Das Wasser enthält zudem weniger als 100 mg organische Bestandteile, gemessen als Gesamtkohlenstoff (TOC).

Da das aufbereitete Wasser direkt in den nahegelegenen Fluss eingeleitet wird, muss es einen hohen Reinheitsgrad aufweisen. Ursprünglich galt für das Unternehmen ein PFAS-Grenzwert von 500 Nanogramm pro Liter, der jedoch aufgrund einer Verordnungsaktualisierung im Juni 2023 auf nur noch 100 ng/l gesenkt wurde. Auch die PFOS-Grenzwerte wurden von 100 ng/l auf 20 ng/l gesenkt.

Da das Unternehmen nicht wusste, woher die PFAS stammten, suchte es nach einer End-of-Pipe-Polishing-Lösung. Es hatte bereits Aktivkohlefilter für andere Anwendungen vor Ort und führte daher einige Pilotversuche durch, um abzuschätzen, wie lange sie bis zur Sättigung halten würden.

Nachdem sich das Unternehmen für eine praktikable Technologie in der Aktivkohle entschieden hatte, wandte es sich an DESOTEC. 

Die Lösung

Unsere Lösung besteht aus vier Mobicon-Filtern, die hinter dem Wasseraufbereitungssystem des Kunden platziert sind. Zwei Filter sind parallel vorne platziert, und hinter jedem befindet sich ein zweiter Filter.

Die ersten Filter sind mit einer Standardkohlequalität, ORGANOSORB plus, gefüllt, um die organischen Bestandteile aus dem Abwasserstrom zu adsorbieren. Die zweiten Filter sind mit unserer Hochleistungs-Agglomeratkohlequalität, ORGANOSORB 10AA , gefüllt, um die langkettigen PFAS zu adsorbieren.

Diese Konfiguration reduziert die Kosten für den Kunden, da sie verhindert, dass die Hochleistungs-Agglomeratkohle mit anderen organischen Schadstoffen als PFAS gesättigt wird.

Der Wasserdurchfluss zu jedem Filterpaar ist auf 50 m³/h begrenzt. Dies ermöglicht eine Kontaktzeit von mindestens 30 Minuten mit der Aktivkohle, die optimal für die Adsorption von PFOS ist.

Nachdem das System installiert war, entdeckten wir, dass die Ansammlung von Schwebeteilchen zu Schlupf im System führte, was wiederum den Druck ansteigen ließ und den Wasserfluss einschränkte.

Daher haben wir einige Monate später einen Sandfilter eingebaut, der die Aktivkohlefilter vor dem Verstopfen schützt und feste Partikel entfernt. Dadurch konnte die Effizienz verbessert werden.

Die Ergebnisse

Der Kunde erfüllt nun die neuen niedrigeren PFAS-Grenzwerte vollständig. Nachdem nun eine zuverlässige Lösung vorhanden ist, hat er sich der Suche nach der Quelle der PFAS zugewandt. Diese hat sich aufgrund historischer Kontaminationen hauptsächlich als Grundwasser herausgestellt und erwägt, wie sich das Problem langfristig am besten lösen lässt.

Der Kunde führt nach dem ersten und zweiten Filter Messungen durch, um zu bestimmen, wann sie ausgetauscht werden müssen. Die mit organischen Stoffen gesättigten vorderen Filter halten 1–2 Monate. Die mit PFAS gesättigten zweiten Filter halten 4–5 Monate.

Nach einem schnellen Austausch transportiert DESOTEC die geschlossenen, gesättigten Filter vom Standort des Kunden zu unseren eigenen Anlagen zur Analyse und Aufbereitung, sofern möglich. Dort messen wir den Gehalt an PFAS und PFOS, die an der Kohle adsorbiert sind.

Wenn die PFAS-Werte zu hoch sind, dürfen wir die Kohle nicht reaktivieren und müssen sie zur Verbrennung an ein externes Spezialunternehmen schicken. Gemäß der POP-Verordnung der EU liegen die Grenzwerte für PFOS bei 50 ppm und für zwei weitere PFAS-Typen bei 1 ppm: Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS).

Bei diesem Kunden bestätigten Analysen, dass die PFAS-Konzentration in der verbrauchten Kohle unter den POP-Verordnungsgrenzwerten lag. Daher können wir garantieren, dass der Abfall unserer Kunden in voller Übereinstimmung mit der POP-Verordnung behandelt wird. Die thermische Behandlung zerstört PFAS vollständig , indem die Moleküle zerlegt und in ihre elementaren Bausteine wie Wasser, CO2 und Fluorwasserstoff zerlegt werden.

Die bei diesem Prozess entstehenden Gase und Verunreinigungen, darunter auch der bei der PFAS-Zerstörung entstehende Fluorwasserstoff, werden durch unsere Rauchgasbehandlung neutralisiert, sodass alle Schadstoffe zerstört werden. DESOTEC achtet mit größter Sorgfalt darauf, dass bei der Reaktivierung keine PFAS freigesetzt werden und führt dazu zahlreiche Messungen durch.

Die reaktivierte Kohle ist völlig schadstofffrei und kann zur hochwertigen Filtration wiederverwendet werden. Dieser Kreislaufansatz senkt die Kosten und reduziert die Menge an verwendeter Frischkohle, was die Nachhaltigkeit steigert und unseren Kunden hilft, ihre Umweltziele zu erreichen.