Belediye atık sularında PFA'ların çıkarılması için granüler aktif karbon: hızlı küçük ölçekli bir kolon testi çalışması.

iş özeti

 

Bu çalışma esas olarak belediye atık su arıtımında, özellikle perflorlu ve polioroalkil maddelerin (PFA) çıkarılmasında granüler aktif karbonun (GAC) etkinliğini değerlendirir. Çalışma, belediye atık su arıtma tesislerinde GAC performansını simüle etmek için hızlı küçük ölçekli kolon testleri (RSSCT'ler) kullandı ve iki tür ticari granüler aktif karbon ve bir tip ticari biyokömürün, yani PFOA, PFOS, PFHXA ve PFHX'leri, ikincil mucudi atık sularından çıkarma yeteneğini test etti. Araştırma sonuçları, biyokömürün PFA'ların çıkarılmasında etkili olmadığını, granüler aktif karbonun PFOA ve PFO'lar üzerinde daha iyi bir çıkarma etkisine sahip olduğunu, ancak kısa zincirli PFA'lar (PFHXA gibi) için yeterince etkili olmadığını göstermektedir. Daha fazla maliyet analizi, belediye atık su arıtma tesislerindeki PFA'ları çıkarmak için GAC sisteminin uygulanmasının ekonomik fizibilitesinin, özellikle operasyon ve bakım maliyetlerinin nispeten yüksek olduğu yüksek konsantrasyon PFA'ları ile uğraşırken zayıf olduğunu göstermektedir. Çalışma ayrıca, PFA'ların kontrolünün, sadece boru sonu arıtma teknolojilerine dayanmak yerine atık su arıtma tesisleri içindeki yukarı akışlı deşarj kontrolüne veya yüksek konsantrasyon atık su akımlarının çıkarılmasına odaklanması gerekebileceğini göstermektedir.

Grafik Özet

 

Resimlere ve metne hızlı bir şekilde genel bakış

Şekil 1. (A) Bu projede kullanılan RSSCT ayarları. (B) RSSCT kurulumunun şematik diyagramı.

Şekil 2. (A) GAC #1, (b) GAC #2 ve (c) biyokömürü kullanılarak WRRF #1'in atıklarından PFOA, PFOS, PFHXA ve PFHX'lerin çıkarılması. Tek bir PFAS bileşiğinin başlangıç ​​konsantrasyonu 200 ng/L, simüle edilmiş EBCT idi, yaklaşım hızı 6 m/s idi ve DOC 5.9 mg/L idi

Şekil 3. (A) GAC #1, (b) GAC #2 ve (c) biyokömürünü kullanarak WRRF #2'nin atıklarından PFOA, PFOS, PFHXA ve PFHX'lerin çıkarılması. Tek bir PFAS bileşiğinin başlangıç ​​konsantrasyonu 200 ng/L idi, simüle EBCT 10 dakika, yaklaşım hızı 6 m/s idi ve DOC 5.6 mg/L idi.

 

Ana Bulgular

Bu çalışmanın inovasyon noktaları ve ana bulguları şunlardır: Birincisi, yazar, granüler aktif karbonun belediye atık sularında PFA'lar üzerindeki çıkarma etkisini deneysel olarak doğruladı ve diğer olası adsorpsiyon malzemeleriyle (biyokar gibi) karşılaştırdı. Biochar'ın PFA'lar üzerinde daha kötü bir çıkarma etkisi olduğu bulunmuştur, bu da tedavi sürecinde uygulanamayacağını gösterir. İkincisi, granüler aktif karbon bazı uzun zincirli PFA'ları (PFO'lar ve PFOA gibi) etkili bir şekilde uzaklaştırabilse de, farklı PFA moleküler yapılarının adsorpsiyon verimliliği üzerindeki etkisini ortaya çıkararak kısa zincirli PFA'larda (PFHXA gibi) zayıf performans gösterir. Ayrıca, literatür aynı zamanda bir maliyet analizi de gerçekleştirmiştir. Sonuçlar, özellikle yüksek PFA konsantrasyonları durumunda, GAC teknolojisinin uygulanmasının ekonomik uygulanabilirliğinin kötü olduğunu ve bu da belediye atık su arıtma tesislerinin işletme maliyetlerinde önemli bir artışa yol açabileceğini göstermiştir. Son olarak, araştırma atık su arıtma tesisleri (çamur susuzlaştırma akışı gibi) içindeki yan akışın kontrol edilmesinin veya kaynak kontrolünün uygulanmasının PFA'ların çıkarılması için daha uygulanabilir stratejiler olabileceğini düşündürmektedir.