So wählen Sie granulierte Aktivkohle zur Entfernung von PFAS aus dem Grundwasser aus

Die PFAS-Belastung ist zu einer großen Herausforderung geworden in Grundwassersanierung und Trinkwasseraufbereitung. Granulierte Aktivkohle (GAC) wird häufig zur Adsorption von PFAS und anderen gelösten organischen Schadstoffen eingesetzt, doch die Reinigungsleistung kann je nach Kohlenstofftyp, PFAS-Zusammensetzung und Betriebsbedingungen variieren.

Da der von der EPA festgelegte Höchstwert für Schadstoffe (MCL) für PFOA und PFOS bei 4 ppt, zusammen mit den auf dem Gefahrenindex basierenden Grenzwerten für PFHxS, PFNA und GenX (HFPO-DA)—und angesichts der für viele Wasserversorgungsunternehmen bevorstehenden Fristen für die Einhaltung der Vorschriften—ist die Auswahl des richtigen GAC zu einer Entscheidung geworden, die nicht nur technischer Natur ist, sondern auch entscheidend für die Einhaltung der Vorschriften ist.

• Für kommunale Trinkwasseraufbereitung Pflanzen, Auswahl NSF/ANSI/CAN 61-zertifizierte Aktivkohle ist häufig eine Beschaffungsvorgabe, und die Einhaltung des von der EPA festgelegten MCL-Wertes von 4 ppt ist verbindlich vorgeschrieben.
• Für Grundwassersanierung Bei diesen Projekten orientieren sich die Aufbereitungsziele in der Regel eher an standortspezifischen, risikobasierten Sanierungswerten als an den MCL-Werten der EPA, und eine NSF-Zertifizierung ist nicht erforderlich – allerdings bleibt die Auswahl der richtigen Aktivkohle wichtig, um eine stabile Aufbereitungsleistung zu gewährleisten und die Kosten für den Kohleaustausch zu kontrollieren.

Warum wird granulierte Aktivkohle zur PFAS-Entfernung eingesetzt?

Granulierte Aktivkohle verfügt über eine hochentwickelte poröse Struktur, die zahlreiche organische Schadstoffe aus dem Wasser adsorbieren kann. In PFAS-Aufbereitungsanlagen fließt das kontaminierte Wasser in der Regel durch ein festes Aktivkohlebett, wo die PFAS-Verbindungen an der Oberfläche der Aktivkohle und in deren Porenstruktur zurückgehalten werden.

GAC wird häufig verwendet in Grundwassersanierung, Trinkwasseraufbereitung sowie für andere Anwendungen zur Bekämpfung von Spurenverunreinigungen. Im Vergleich zur Umkehrosmose (RO) und zum Ionenaustausch (IX) zeichnet sich GAC durch geringere Investitionskosten, einen einfacheren Betrieb und die Fähigkeit zur Behandlung großer Durchflussmengen aus – was es zur bevorzugten Wahl für viele kommunale und industrielle PFAS-Behandlungsprojekte macht.

1. Überprüfen Sie die PFAS-Zusammensetzung

PFAS ist keine einzelne Verunreinigung, sondern eine große Gruppe von Verbindungen. PFOS, PFOA, PFHxS, PFBS und andere PFAS-Verbindungen können ein unterschiedliches Adsorptionsverhalten aufweisen.

PFAS mit längeren Ketten (wie beispielsweise PFOA und PFOS mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen) lassen sich im Allgemeinen leichter durch herkömmliche Aktivkohle adsorbieren, während kurzkettige PFAS (wie PFBA, PFPeA und GenX) könnten das Aktivkohlebett schneller durchdringen. Käufer sollten daher vor der Auswahl einer Aktivkohlesorte die verfügbaren PFAS-Prüfdaten vorlegen.

Wenn Ihr Wasser eine Mischung aus langkettigen und kurzkettigen PFAS enthält, dann Dual-Media-Ansatz oder es kann eine längere Einwirkzeit erforderlich sein.

2. Vergleichen Sie nicht nur die Jodzahl

Die Jodzahl ist ein wichtiger Spezifikationswert für Aktivkohle, sollte jedoch nicht der einzige Faktor bei der Auswahl von Aktivkohle für die PFAS-Behandlung sein.

Auch die Porenstruktur, das Ausgangsmaterial, die Partikelgröße, die Härte, der Aschegehalt und die Wasserchemie können die Leistung beeinflussen. Zwei Aktivkohlen mit ähnlichen Jodzahlen können unter realen Grundwasserbedingungen eine unterschiedliche Lebensdauer aufweisen.

Purestar liefert verschiedene Qualitäten von granulierte Aktivkohle für Wasseraufbereitungs- und Festbett-Adsorptionssysteme.

3. Aktivkohle aus Kohle im Vergleich zu Aktivkohle aus Kokosnussschalen

Aktivkohle auf Kohlebasis weist in der Regel eine breite Porengrößenverteilung auf und kann für Grundwasser geeignet sein, das PFAS zusammen mit VOCs oder anderen organischen Schadstoffen enthält. Unsere auf Kohle basierende granulierte Aktivkohle zur Wasseraufbereitung ist für anspruchsvolle Aufbereitungsanwendungen konzipiert, bei denen verschiedene Schadstoffe um Adsorptionsstellen konkurrieren. Bei der PFAS-Behandlung von Grundwasser mit hohem TOC-Gehalt oder gemischten organischen Schadstoffen kann kohlebasierte GAC mit einer breiteren Porenverteilung eine längere Lebensdauer des Filterbetts bieten als Kohlenstoffe, bei denen Mikroporen überwiegen.

Allerdings, Bei Grundwasser, in dem PFAS der Hauptschadstoff ist und der TOC-Gehalt niedrig ist, bietet Kokosnussschalen-Aktivkohle (GAC) mit ihrer hochentwickelten Mikroporenstruktur häufig eine hervorragende Adsorptionsleistung für langkettige PFAS wie PFOA und PFOS. Für kommunale Trinkwasseraufbereitungsanlagen, die eine Zertifizierung nach NSF/ANSI/CAN 61 erfordern, werden unsere zertifizierten Kokosnussschalen-GAC-Sorten empfohlen.

4. Berücksichtigen Sie organische Stoffe im Wasser

Natürliche organische Stoffe und andere gelöste Schadstoffe können mit PFAS um Adsorptionsstellen konkurrieren. Hohe Konzentrationen an TOC, Kohlenwasserstoffen oder anderen organischen Schadstoffen können daher die Lebensdauer des Kohlenstoffbetts verkürzen.

Bevor man sich für GAC entscheidet, ist es sinnvoll, Angaben zu PFAS-Konzentrationen, TOC oder DOC, pH-Wert, Trübung und anderen organischen Schadstoffen im Grundwasser zu machen.

5. Die Kontaktzeit und die Partikelgröße spielen eine Rolle

Das Wasser muss lange genug mit der Aktivkohle in Kontakt bleiben, damit eine Adsorption stattfinden kann. Ist die Durchflussrate zu hoch oder das Aktivkohlebett zu klein, kann es zu einem früheren Durchbruch von PFAS kommen.

Zur Entfernung von PFAS, Kontaktzeit bei leerem Bett (EBCT) liegt in der Regel zwischen 15 bis 30 Minuten—deutlich länger als die 5–10 Minuten, die für die Geschmacks- und Geruchskontrolle benötigt werden. Verwenden Sie diese Formel, um Ihr Bettvolumen zu schätzen:

EBCT (min) = Aktivkohlebettenvolumen (gal) / Durchflussrate (GPM)

Beispielsweise benötigt eine Anlage mit einer Kapazität von 1 MGD (694 GPM), die eine EBCT-Zeit von 20 Minuten anstrebt, ein GAC-Bettvolumen von etwa 13.880 Gallonen.

Auch die Partikelgröße beeinflusst die Leistung. Kleinere Kohlenstoffpartikel können die Adsorptionskinetik verbessern, führen jedoch möglicherweise zu einem höheren Druckabfall, während größere Partikel einen leichteren hydraulischen Durchfluss ermöglichen. Die geeignete Maschenweite sollte daher auf den Behandlungsbehälter und die Betriebsdurchflussrate abgestimmt sein.

6. Einsatz von Lead-Lag-GAC-Behältern

Viele PFAS-Grundwasseraufbereitungsanlagen verwenden zwei in Reihe geschaltete Aktivkohlebehälter:

Zulauf → Vorderes GAC-Gefäß → Hinteres GAC-Gefäß → Aufbereitetes Wasser

Der erste Behälter entfernt den Großteil der Schadstofflast, während der zweite Behälter für eine zusätzliche Reinigung und einen Schutz vor Durchbruch sorgt. Regelmäßige Probenahmen zwischen den beiden Behältern können dabei helfen, festzustellen, wann der Aktivkohlefilter ausgetauscht werden sollte.

Für kommunale Trinkwasseraufbereitungsanlagen wird häufig eine „Lead-Lag“-Konfiguration empfohlen, um die kontinuierliche Einhaltung des von der EPA festgelegten MCL-Wertes von 4 ppt sicherzustellen, selbst wenn sich der Bleibehälter der Sättigung nähert.

7. NSF-Zertifizierung zur Einhaltung kommunaler Vorschriften

Für kommunales Trinkwasser Anwendungen, NSF/ANSI/CAN 61 Diese Zertifizierung wird häufig von Beschaffungsabteilungen und staatlichen Aufsichtsbehörden verlangt. Sie gewährleistet, dass die Aktivkohle selbst keine Verunreinigungen in das aufbereitete Wasser einbringt.

Purestar bietet Wählen Sie Maschenweiten von Granulierte Aktivkohle aus Kokosnussschalen zertifiziert gemäß NSF/ANSI/CAN 61 für den Einsatz in Wasseraufbereitungsanlagen. Jährliche Prüfungen bestätigen Metalle und organische Stoffe sind nicht nachweisbar (unterhalb der Nachweisgrenzen der Methode).

Welche Informationen sollten Sie einem GAC-Anbieter zur Verfügung stellen?

Um eine genauere Empfehlung für Aktivkohle zu erhalten, sollten Käufer so viele Betriebsdaten wie möglich angeben, darunter:

• PFAS-Verbindungen und -Konzentrationen
• Wasserdurchflussmenge
• TOC oder DOC
• pH-Wert und Trübung
• Sonstige organische Schadstoffe
• Abmessungen des Carbonbehälters
• Vorgeschriebene PFAS-Konzentration am Auslass
• Aktuelle Aktivkohle-Sorte, sofern verfügbar

Bei der Auswahl von granuliertem Aktivkohle zur PFAS-Entfernung reicht es nicht aus, lediglich den Preis der Aktivkohle oder die Jodzahl zu vergleichen. Die PFAS-Zusammensetzung, die Porenstruktur der Aktivkohle, die Wasserqualität, die Verweildauer und die Systemauslegung sollten alle gemeinsam berücksichtigt werden.

Purestar liefert Aktivkohle auf Kohlebasis sowie Aktivkohle aus Kokosnussschalen für die Grundwasseraufbereitung und die Behandlung neu auftretender Schadstoffe. Unser NSF-zertifizierte Kokosnussschalen-Aktivkohle (GAC) ist in den für die Wasseraufbereitung üblichen Maschenweiten erhältlich, darunter 8×30 und 12×40. Wenn Sie an einem PFAS-Aufbereitungsprojekt arbeiten, senden Sie uns bitte Ihre Wasseranalyse, die Durchflussmenge und die Aufbereitungsanforderungen zu. Unser Team hilft Ihnen dann gerne dabei, eine geeignete Aktivkohle-Lösung zu finden.

Häufig gestellte Fragen