La Fundación de Investigación sobre la Calidad del Agua (WQRF) organizó el tercer seminario web en su Serie de Escuela de Verano, un programa educativo gratuito sobre temas candentes en la industria. El tema de julio es ¿Qué pasa con los PFAS después del tratamiento del agua?

El curso fue dirigido por el investigador Dr. George Zhou y la experta de la industria, Dr. Angela Rodriguez. El Dr. Zhou es profesor asociado de ingeniería civil e ingeniería ambiental y ecológica en la Universidad de Purdue. La Dra. Rodriguez es la directora técnica de soluciones de agua potable y unidades de negocio de tecnologías de carbono innovadoras en Calgon Carbon. Sus presentaciones discutieron principalmente la retención de sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS) en equipos de filtración usados y las técnicas de remediación disponibles para destruir permanentemente los PFAS contenidos.

Retención de PFAS en Filtros Usados

El Dr. Zhou comenzó su presentación mostrando los conceptos básicos de los PFAS, que son un grupo de más de 15,000 compuestos sintéticos comúnmente conocidos como químicos eternos. Su omnipresencia como contaminante permite que entre al medio ambiente (y al ciclo del agua) en numerosos puntos.

Estos químicos volátiles tienen efectos adversos en la salud, y mientras que las regulaciones siguen limitando los niveles aceptables de PFAS, Zhou afirmó que el camino hacia un agua potable segura es un viaje continuo.

La naturaleza de su ubiquidad se debe a su enlace carbono-flúor (C-F), que Zhou describió como el enlace covalente más fuerte en la química orgánica. Su fuerza es la razón por la que la destrucción total es un desafío y eliminarlo permanentemente del medio ambiente es tan difícil. Sin embargo, su trabajo en Purdue ha demostrado la eficacia que la filtración de agua POU tiene para detener su propagación en el medio ambiente.

Los consumidores prefieren regularmente POU por su proceso de eliminación rentable según se necesite, y es un método adecuado de filtración para regiones rurales y con recursos limitados para capturar y eliminar contaminantes emergentes, entre otros compuestos. Dos de los métodos más populares, la filtración por membrana impulsada por presión de ósmosis inversa (RO) y el carbono activado (AC), son preferidos por tener una tasa de eliminación de PFAS del 99%.

El trabajo de Zhou busca entender los efectos ambientales en curso de este medio usado, o gastado, como filtros y determinar su capacidad de retención de PFAS después de ser desechados. Su equipo utilizó métodos de prueba de la EPA para el procedimiento de características de toxicidad por lixiviación (TLCP), con algunas variaciones para tener en cuenta los entornos de vertederos, para determinar la eficacia de los filtros usados en retener diferentes PFAS. Aunque el trabajo está en curso, Zhou declaró que investigaciones preliminares han mostrado que la mayoría de los PFAS se retuvieron en filtros AC usados después de 30 días.

Hubo muchas variables que afectaron las tasas de retención, y el equipo encontró que tanto la fuerza iónica como el pH son dos factores principales en la retención. Mientras que los PFAS de cadena corta se retuvieron menos que los PFAS de cadena larga, la mayoría de los PFAS (>99.5%) aún se encontraron retenidos en filtros usados después del desecho. Zhou también notó que se detectaron PFAS en filtros nuevos y botellas de muestreo antes de su uso y enfatizó la necesidad de seguir las pautas del fabricante para el lavado antes del uso.

Reactivación de GAC 101

En la parte de la presentación de la Dra. Rodriguez, ella se centró en las capacidades del carbono activado granular (GAC) para capturar PFAS y el proceso de reactivación que puede destruir permanentemente los PFAS (así como otros contaminantes) para hacer que el GAC sea reutilizable en otras capacidades. La reactivación es un proceso térmico de alta temperatura que descompone los contaminantes en la estructura porosa del carbono para que pueda ser completamente reutilizado.

Rodriguez citó la popularidad de la reactivación de GAC para los consumidores, ya que ofrece un costo más bajo que la incineración y ofrece un método más sostenible y ecológico para destruir permanentemente los PFAS. En lugar de incineración total, la reactivación generalmente utiliza un proceso térmico de cuatro pasos para vaporizar y destruir el 99.99% de los contaminantes adsorbidos en alta temperatura para que el GAC reactivado pueda ser reutilizado. Este proceso se realiza en un horno de múltiples hornos y se detalla a continuación.

Rodriguez detalló el proceso como se discute en un artículo revisado por pares aquí, pero el carbono pasará a través de los diferentes compartimentos del horno para recibir tratamientos a diferentes temperaturas antes de estar listo para su uso en otras aplicaciones industriales, en lugar de terminar en un vertedero. Se toman muestras antes y después de que se complete el proceso para demostrar su eficacia para la destrucción de PFAS, y también señaló las preferencias de las pautas del Departamento de Defensa y de la EPA para el proceso de reactivación de GAC como un método de disposición.

El GAC reactivado a menudo se vuelve a aplicar a través de otras aplicaciones industriales, pero Rodriguez notó los parámetros potenciales para que se reintroduzca en nuevos productos de tratamiento POE/POU a través de una mezcla múltiples veces antes de que se requiera nuevo medio para restaurar la función primaria.

Una grabación completa de este seminario web está disponible aquí.

El próximo seminario web en esta serie es Tratamiento de PFAS con GAC y explorará más a fondo las eficacias del carbono con el químico eterno. Este seminario web tendrá lugar el 27 de agosto a las 11 AM (CST). Para obtener más información o registrarse, visite el sitio web de WQRF aquí.