PFAS-Entfernung durch Ozonierung/fortgeschrittene Oxidation
GAC-Adsorption, Ionenaustausch, Umkehrosmose sind physikalische Entfernungstechnologien, die lediglich PFAS von einer Phase in eine andere überführen (oder PFAS-Ströme sammeln/konzentrieren), anstatt diese Chemikalien wirklich zu zerstören. Es wird angenommen, dass Oxidation durch Aufbrechen der chemischen Bindung ein vollständigerer Ansatz für die PFAS-Eliminierung ist.
Ozon wird häufig in Trinkwasseraufbereitungsanlagen zur Desinfektion oder zur Entfernung organischer Schadstoffe verwendet. Untersuchungen zeigen jedoch, dass Ozon allein nicht oder nur sehr unzureichend zum Abbau von PFAS-Chemikalien geeignet ist, da die C-F-Bindung sehr stark ist. Es muss mit Katalysatoren oder Oxidationsmitteln (Advanced Oxidation Process, AOP) ergänzt werden, um Ozon abzubauen und reaktive Radikale für einen erwünschten PFAS-Abbau zu erzeugen. In diesem Fall ist eine hohe Ozondosis erforderlich [1]. Dies führt bei großtechnischer Anwendung zu sehr hohen Energiekosten.
Zusammen mit einer auf Eisenoxid basierenden Katalyse und Persulfat kann Ozon eine maximale PFAS-Entfernung von insgesamt 70 % in Leitungswasser erreichen. Das Verfahren ist besonders effektiv gegenüber PFAS mit mittlerer, d. h. 6-11 C-F-Kettenlänge, unabhängig von ihren funktionellen „Kopf“-Gruppen [1].
In Bezug auf die Produktion unerwünschter Nebenprodukte (wie Bromat) und die Umwandlung von PFAS-Vorläufern in kurzkettige PFAS muss jedoch noch eine robuste Behandlungskette mit ozonbezogenen AOP definiert werden.
Ozon wird häufig in Trinkwasseraufbereitungsanlagen zur Desinfektion oder zur Entfernung organischer Schadstoffe verwendet. Untersuchungen zeigen jedoch, dass Ozon allein nicht oder nur sehr unzureichend zum Abbau von PFAS-Chemikalien geeignet ist, da die C-F-Bindung sehr stark ist. Es muss mit Katalysatoren oder Oxidationsmitteln (Advanced Oxidation Process, AOP) ergänzt werden, um Ozon abzubauen und reaktive Radikale für einen erwünschten PFAS-Abbau zu erzeugen. In diesem Fall ist eine hohe Ozondosis erforderlich [1]. Dies führt bei großtechnischer Anwendung zu sehr hohen Energiekosten.
Zusammen mit einer auf Eisenoxid basierenden Katalyse und Persulfat kann Ozon eine maximale PFAS-Entfernung von insgesamt 70 % in Leitungswasser erreichen. Das Verfahren ist besonders effektiv gegenüber PFAS mit mittlerer, d. h. 6-11 C-F-Kettenlänge, unabhängig von ihren funktionellen „Kopf“-Gruppen [1].
In Bezug auf die Produktion unerwünschter Nebenprodukte (wie Bromat) und die Umwandlung von PFAS-Vorläufern in kurzkettige PFAS muss jedoch noch eine robuste Behandlungskette mit ozonbezogenen AOP definiert werden.
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Verweise:
[1] Removal of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) from tap water using heterogeneously catalyzed ozonation. Environ. Sci.: Water Res. Technol., 2019, 5, 1887-1896.