Rening av PFAS-förorenat lakvatten i jonbytarfilter med uppströmsflöde : Försök på anläggningar Sivik och Löt

• Rening av PFAS-förorenat lakvatten med jonbytarfilter testades i flera pilotstudier och visade bra resultat, särskilt vid krav på reduktion av PFAS med längre kolkedjor. Den största utmaningen i användning av jonbytarmassa för rening av lakvatten är att det antingen krävs en väldigt avancerad förbehandling eller att filtret behöver backspolas ofta för att undvika igensättning. Backspolning av filter blandar om jonbytarmassan, vilket gör att kolonnverkan förloras.Målsättning med projektet var att testa en utformning där lakvatten strömmar uppåt i en filterbädd med tillräckligt flöde för fluidisering av bädden. Rapporten beskriver försök som genomförts i en större pilotskala på Sivik avfallsanläggning samt försök i mindre pilotskala på Löt avfallsanläggning. På Sivik har ett standard DynaSand filter fyllts med jonbytarmassa och körts under 9 månader. På Löt har jämförande försök med nedströms jonbytarfilter och två seriekopplade uppströmsfilter genomförts.Försök på Sivik visade att det var avgörande att omsätta jonbytarmassa i filtret genom att driva mammutpumpen för att bibehålla bra rening. Det var dock utmanande att hitta en balans mellan omsättning av massan och risken för förlust av massan med spolvatten. Det upptäcktes även att flödet i försöken var för lågt för homogen suspendering av massan vilket troligen skapade kortslutningar av flöde genom filtret. Det ledde till varierande rening av PFAS med  kortare kolkedjor. Trots utmaningarna var reduktion av PFOS i genomsnitt 94% som medel vid behandling av 14 300 bäddvolymer (BV) av vatten. Utgående PFOS-halter var ca 13 gånger lägre än respektive målsättningsvärde för anläggningen. Satsvisa labbförsök visade att jonbytarmassan hade mycket kapacitet kvar när försöken avslutades och reducerade PFOS och andra längre PFAS nästan lika bra som ny jonbytarmassa.I försök på Löt visade 2-stegs uppströmsfilter liknande rening som ett nedströmsfilter, vilket bekräftar att kapacitetsutnyttjande av jonbytarmassa kan vara liknande med de två processutformningarna.Förlust av massa noterades både med nedströmsjonbytare (i försök på Löt vid backspolning) och uppströmsjonbytare (i försök på Sivik). Orsaken till förlusten av jonbytarmassa härrör till att ett standard DynaSand filter nyttjats. Detta filter i standardutförande är avsett för media med en betydligt högre densitet än den jonbytarmassa som nyttjats i Sivik.I projektet testades några modifieringar och driftsinställningar som gynnade funktionen i DynaSand filtret. Ytterligare modifieringar och tänkbara förbättringar och åtgärder för minskad risk av förlust av jonbytarmassa med låg densitet samt vikten av polerande rening från eventuella mindre mängder jonbytarmassa som kan följa med utgående vatten diskuteras i rapporten.

• Treatment of PFAS-contaminated leachate with ion exchange filters has been studied in several pilot studies and showed good results, especially in the case of requirements for the reduction of PFAS with longer carbon chains. The biggest challenge with using ion exchange mass for leachate treatment is that either a very advanced pre-treatment is required or that the filter needs to be backwashed frequently to avoid clogging. Backwashing of filters mixes the ion exchange mass, which causes the column action to be lost. The aim of the project was to test the design where leachate flows upstream of a filter bed with a sufficient flow to fluidize the bed. The report describes trials carried out on a larger pilot scale at the Sivik waste facility as well as trials on a smaller pilot scale at the Löt waste facility. At Sivik, a standard DynaSand filter has been filled with ion exchange resin and run for 9 months.At Löt, comparative trials with downstream ion exchange filters and two upstream filters in series have been carried out. Trials at Sivik showed that it was crucial to mix the ion exchange mass in the filter by running the airlift pump to maintain good treatment results. However, it was challenging to find a balance between mixing the resin and the risk of media loss with flushing water. It was also discovered that the flow rate in the trials was too low for homogeneous suspension of the resin, which is believed to have created shortcuts of flow through the filter. This led to varying purification of the shorter PFAS. Despite the challenges, reduction of PFOS averaged 94% during the course of the trial where 14 300 bed volumes (BV) of water was treated.Effluent PFOS concentrations were approximately 13 times lower than the respective effluent target value for the facility. Complementary lab-scale trials showed that the ion exchange resin had a lot of capacity left when the tests ended and reduced PFOS and other longer PFAS almost as good as new ion exchange resin. In tests at Löt, the 2-stage upstream filter showed similar treatment efficiency as a downstream filter, confirming that capacity utilization of ion exchange resin can be similar with the two process designs. Loss of mass was noted both with downstream ion exchangers (in trials on Löt during backwash) and upstream ion exchangers (due to poor design of a resin mixing system). Measures to reduce the risk of the resin loss as well as the importance of polishing removal of possible smaller amounts of resin are discussed in the report.

Subject headings

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Samhällsbyggnadsteknik -- Vattenteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Civil Engineering -- Water Engineering (hsv//eng)

Keyword

PFAS

lakvatten

jonbytare

DynaSand

Publication and Content Type

vet (subject category)

rap (subject category)