PFAS-verwijdering uit oppervlaktewater met nanofiltratie en adsorptie

De aanwezigheid van PFAS in oppervlakte- en grondwater is een toenemend probleem. Omdat PFAS niet biologisch afbreekbaar en bioaccumulatief zijn, zijn er grote zorgen over de milieu- en gezondheidseffecten, in het bijzonder omdat de blootstelling aan deze stoffen onafgebroken plaatsvindt. PFAS moeten uit verontreinigde oppervlaktewaters verwijderd worden om verdere verspreiding en impact op bijvoorbeeld drinkwaterbronnen te voorkomen. De huidige verwijderingstechnologieën zijn gebaseerd op adsorptie, waarbij vervuild water langs een adsorptiemateriaal wordt gespoeld en aanwezige PFAS hieraan blijven plakken. Adsorptiematerialen raken echter snel verzadigd met andere, ongevaarlijke organische stoffen die in veel hogere concentraties aanwezig zijn in oppervlaktewater dan PFAS. Filtratie is een veelbelovende techniek om de effectiviteit van adsorptie in dit proces te vergroten.

Het doel van dit project is om PFAS in verontreinigd oppervlaktewater te scheiden van andere stoffen of te concentreren, voordat adsorptie wordt toegepast. Dit wordt gedaan door filtratie met membranen die een poriegrootte hebben in de orde van grootte van PFAS-moleculen, zogenaamde nanofiltratie-membranen. Er zijn twee opties om nanofiltratie en adsorptie te combineren: met nanofiltratie-membranen met een relatief grote poriegrootte worden PFAS doorgelaten en grotere moleculen tegengehouden, zodat deze grotere moleculen vervolgens niet meer in het adsorptiemateriaal terechtkomen. Nanofiltratie-membranen met relatief kleine poriën houden ook PFAS tegen maar laten water door, zodat de PFAS-concentratie hoger wordt en het adsorptieproces effectiever. Beide opties zullen worden onderzocht.

Het project bestaat uit drie delen:

1. Analysemethode: Een analysemethode voor PFAS is nodig om de PFAS-concentraties in behandeld en onbehandeld water te kunnen vergelijken. De analysemethode is op dit moment in ontwikkeling en bijna klaar.
2. Nanofiltratie-adsorptietests op kleine schaal: een installatie op laboratoriumschaal zal worden gebruikt om de adsorptie-efficiëntie te meten voor verschillende nanofiltratie-membranen in combinatie met verschillende adsorptiematerialen.
3. Pilot: een grotere installatie zal worden gebruikt om water uit het nabijgelegen Twentekanaal te zuiveren via nanofiltratie en adsorptie, en de efficiëntie hiervan te bepalen.

Deze samenwerking tussen de Universiteit Twente, Pentair X-Flow en PWN drinkwaterbedrijf zal nieuwe inzichten opleveren in de haalbaarheid van het combineren van nanofiltratie en adsorptie voor de verwijdering van PFAS uit oppervlaktewater. We verwachten dat de efficiëntie flink zal toenemen doordat de nanofiltratie-stap ervoor zorgt dat er veel minder adsorptiemateriaal nodig is per volume gereinigd water. Het totale energieverbruik wordt mogelijk eveneens lager. Zodoende is de verwachting dat de kosten van PFAS-verwijdering omlaag gaan, wat zal leiden tot snellere implementatie van PFAS-verwijderingstechnieken en veiliger oppervlakte- en grondwater.