Geïntegreerde schuimfractionering: simpele PFAS verwijdering in bestaande waterzuiveringsinstallaties

PFAS zijn een groep chemische stoffen die erg moeilijk afbreken in het milieu, en daarnaast schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid van mensen. Wijdverspreide vervuiling met per- en polyfluoroalkyl stoffen (PFAS) is inmiddels een bekend maatschappelijk probleem. Percolaatwater van stortplaatsen is een belangrijke PFAS bron, maar het verwijderen van PFAS uit dit water is duur en energie-intensief. Bestaande technologieën voor PFAS verwijdering, zoals adsorptie of membraanfiltratie, worden gehinderd door de aanwezigheid van hoge totaal organisch koolstof (TOC) concentraties. Hierom is het cruciaal om eenvoudige en energiezuinige technologieën te ontwikkelen voor de verwijdering van PFAS uit dit soort watertypes. 

Veel PFAS zijn oppervlakte-actief, en hopen zich op in schuim, ook bijvoorbeeld in zeeschuim. Schuimfractionering is een energiezuinige manier van PFAS verwijdering en werkt op basis van dit principe: verwijdering van schuim van het wateroppervlakte leidt tot verwijdering van PFAS uit water. Voor schuimfractionering is echter nog steeds een aparte reactor nodig, en de benodigde beluchting kost veel geld en energie. Stortplaatsen gebruiken vaak al beluchting in hun waterzuivering, namelijk als onderdeel van de biologische zuivering (meestal actief slib). Vaak leidt deze beluchting tot schuimvorming in de biologische reactoren, zie bijvoorbeeld de foto’s hierboven. Het verwijderen van dit schuim van de biologische zuivering kan dus leiden tot PFAS verwijdering in bestaande reactoren.

Een biologische reactor voor percolaatbehandeling heeft als doel het verwijderen van nutriënten. Het integreren van een tweede doel, namelijk het verwijderen van PFAS, is een technologische uitdaging. Het is momenteel onbekend op welke manier het vormen en verwijderen van schuim de concentraties van zowel PFAS als nutriënten in de effluent beïnvloedt. Daarnaast kan het nodig zijn om extra oppervlakte-actieve stoffen (zeep) toe te voegen, om de verwijdering van korte-keten PFAS te stimuleren. Tenslotte moet er een systeem worden ontwikkeld om het schuim veilig van het reactoroppervlakte te verwijderen.

In dit project onderzoeken wij of, en hoeveel, PFAS verwijdering bereikt kan worden door middel van verwijdering van schuim van bestaande biologische zuiveringsprocessen, en in hoeverre dit de biologische processen beïnvloedt.