5 Ideas Erróneas Sobre las Tecnologías de Eliminación de PFAS

Fuente: Calgon Carbon Corporation

Las empresas de agua que buscan eliminar sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) del agua potable deben elegir entre tres tecnologías de tratamiento principales. A menudo, esto se reduce a seleccionar sistemas de carbón activado granular (CAG) o de intercambio iónico (CI) debido a su favorable rentabilidad, su uso generalizado y su madurez técnica. Si bien ambos pueden ser eficaces, dependiendo de la aplicación, persisten ciertas ideas erróneas comunes sobre cada uno, a menudo derivadas de problemas prácticos encontrados durante la evaluación y la implementación. Aclarar estas ideas erróneas es crucial para brindar a las empresas de agua potable orientación y asistencia al seleccionar y optimizar las estrategias de eliminación de PFAS.

Idea Errónea 1: El CAG no puede eliminar las PFAS de cadena corta

Una idea errónea común entre los profesionales del agua potable que consideran el tratamiento de PFAS es que el CAG no puede eliminar las PFAS de cadena corta. Esta idea proviene de estudios que investigaron el tipo incorrecto de CAG, lo que resulta en una rápida penetración y una eliminación inadecuada, especialmente para las variantes de cadena corta. Los PFAS de cadena corta son los más difíciles de eliminar. Sin embargo, los datos muestran que el CAG puede eliminar eficazmente los PFAS de cadena corta, como el ácido fluorotelómero sulfónico 4:2 (4:2 FTS) y ciertos ácidos carboxílicos de cadena corta como el PFPeA (Figuras 1 y 2). El material de origen de los diferentes tipos de carbón activado influye en el rendimiento general para contaminantes específicos. Los productos de CAG bituminoso reaglomerado han demostrado una capacidad superior para eliminar los PFAS de cadena corta. Esto se destaca en la Figura a continuación, que muestra más de un año de eliminación de 4:2 FTS a concentraciones por debajo de los límites de detección disponibles. Para compuestos como el ácido perfluoropentanoico (PFPeA), el CAG ha demostrado ser más eficaz que la resina de gel en ciertas aplicaciones y puede ser significativamente más rentable que el reemplazo de medios IX. Generalmente, los PFAS de tipo ácido carboxílico de cadena corta (PFBA o PFPeA) son más difíciles de eliminar en comparación con los sulfonatos de cadena corta. Tanto el GAC como el IX suelen mostrar tiempos de análisis más cortos para estos compuestos en comparación con otros PFAS. Se prevé que la normativa actual regule los PFAS de tipo ácido carboxílico de cadena corta. Para obtener más información sobre las razones de la regulación de ciertos PFAS, visite la página de información de la EPA de EE. UU.

Miedo 2: Las pruebas RSSCT o los pilotos acelerados son inadecuados

Las pruebas acortadas, como las pruebas rápidas de columna a pequeña escala (RSSCT) o los pilotos acelerados, a veces reciben críticas por proporcionar datos insuficientes o poco fiables al evaluar el tratamiento con PFAS. Además de la posible falta de experiencia con este tipo de pruebas, la incertidumbre se ve alimentada por la carga y la variabilidad asociadas a las pruebas de PFAS. Los laboratorios analíticos actualmente tienen largos plazos de entrega debido a la gran cantidad de muestras disponibles en el mercado, y existen inconsistencias en las metodologías RSSCT entre los diferentes laboratorios. A pesar de estos desafíos, se pueden utilizar herramientas avanzadas, como el software AdDesignS de la EPA de EE. UU., para validar los datos recopilados durante las pruebas piloto RSSCT o las pruebas piloto aceleradas (de menor profundidad de lecho). Este software de modelado permite proyectar el rendimiento a escala real o a sistemas de lechos más profundos con buena previsibilidad. Las pruebas piloto aceleradas, por ejemplo, pueden generar resultados fiables utilizando profundidades de lecho menores que las de escala real, lo que reduce significativamente los costes de las muestras y el presupuesto total de las pruebas. Si bien las pruebas piloto RSSCT son más rápidas y económicas, las pruebas piloto proporcionan datos específicos del sitio y tienen en cuenta factores reales, como el crecimiento biológico, que influyen en el rendimiento. Si bien aprovechar los datos a escala piloto o de laboratorio con AdDesignS es sencillo a primera vista, en la práctica es importante trabajar con alguien que esté muy familiarizado con el software, ya que existen muchos errores que pueden influir en los datos finales. Calgon Carbon puede ayudarle con el modelado de PFAS, ya que sus expertos son expertos en el uso de AdDesignS para modelar el rendimiento del tratamiento con CAG.

Error 3: Se pueden evaluar diferentes medios en condiciones hidráulicas idénticas

Este error suele surgir durante las pruebas piloto, donde los diseños de las columnas pueden no tener en cuenta las diferencias hidráulicas fundamentales en el uso de estos medios a escala real. El CAG elimina los contaminantes por adsorción, mientras que el IX los elimina mediante el proceso de intercambio iónico. Ambos sistemas de tratamiento están diseñados con tasas de carga hidráulica óptimas (HLR) y tiempos de contacto con el lecho vacío (EBCT) distintos. Por ejemplo, el CAG suele operar a una HLR de 2 a 10 gpm/ft² con un EBCT mínimo recomendado de 7 a 10 minutos para PFAS, mientras que el IX puede manejar un rango de HLR más alto, de 8 a 18 gpm/ft², con un EBCT más corto, de 2 a 3 minutos. Estas diferencias deben reflejarse en los parámetros de las pruebas piloto. Si bien el EBCT a menudo puede acortarse, la HLR de la prueba a escala piloto debe coincidir con la HLR del diseño a escala real propuesto.

El HLR afecta la velocidad de eliminación de contaminantes mediante CAG o IX y, por lo tanto, probar ambos tipos de medios con el mismo caudal en un piloto sesgará erróneamente los resultados a favor de IX.

Concepto erróneo 4: La resina contaminada biológicamente debe desecharse

Esta idea es solo parcialmente cierta. Lo cierto es que todos los productos de IX deben eliminarse mediante incineración o en vertederos, mientras que el CAG puede reactivarse y reutilizarse eficazmente. Las resinas de gel tradicionales son muy susceptibles a la contaminación biológica, no se pueden limpiar ni retrolavar eficazmente, y los oxidantes utilizados para la desinfección destruyen el medio. Sin embargo, las resinas macroporosas de Calgon Carbon pueden desinfectarse eficazmente mediante una exposición breve a una concentración de cloro superior a la utilizada tradicionalmente para la desinfección en el tratamiento de agua potable. No todas las resinas macroporosas tienen el mismo rendimiento en la eliminación de PFAS. Si la resina es la tecnología más adecuada para un sistema, es importante evaluar los mejores productos disponibles en el mercado. Aun así, si bien la contaminación biológica puede evitarse al utilizar resina IX macroporosa, es importante tener en cuenta que la incrustación inorgánica, como las incrustaciones de hierro y manganeso, representa un desafío tanto para las resinas en gel como para las macroporosas y puede requerir la eliminación del medio (incineración o vertedero). Los inorgánicos que se depositan en la resina IX generarán costos adicionales de eliminación debido a la masa inorgánica añadida. Los costos de incineración y vertedero son volátiles y, a menudo, prohibitivos. La incrustación inorgánica puede limitar los puntos de intercambio disponibles y causar problemas hidráulicos en el filtro IX, lo que puede afectar el rendimiento y el rendimiento. Como se mencionó, existen opciones de eliminación, como la incineración y el vertedero, que pueden utilizarse con la resina IX usada o contaminada. Ambas opciones resultan costosas y conllevan riesgos a largo plazo, especialmente si la resina contiene PFAS, con la consiguiente responsabilidad por los residuos.

Mito 5: Los desafíos de la puesta en marcha pueden determinar el tipo de medio

La mayoría de los medios utilizados en el tratamiento de agua potable contienen impurezas que requieren enjuague durante la puesta en marcha para limitar la posible exposición durante las operaciones estándar, como los inorgánicos del CAG o las nitrosaminas de la resina IX. Los procedimientos de puesta en marcha más comunes incluyen el lavado de los lechos de medios para eliminar los residuos, lo que puede representar un obstáculo importante para las empresas de servicios públicos con limitaciones en la gestión de residuos. Sin embargo, estos desafíos de la puesta en marcha se pueden superar fácilmente. En el caso del CAG, si bien puede producirse liberación de inorgánicos solubles durante la puesta en marcha, la EPA ha declarado que esto no supone un riesgo de exposición siempre que se sigan los procedimientos adecuados. El volumen de agua desechada es mínimo en comparación con el volumen total tratado durante la vida útil del medio. Además, el CAG preenjuagado o lavado con ácido puede reducir significativamente o eliminar la necesidad de desperdiciar agua inicial. De igual manera, si bien la resina IX puede liberar nitrosaminas durante la puesta en marcha, existen resinas tamponadas y prelavadas que limitan esta liberación. Por lo tanto, las consideraciones iniciales no deberían ser un factor importante en la selección del tratamiento y pueden gestionarse mediante la selección adecuada de los medios o la comprensión de las limitaciones específicas del sitio.

Al abordar estos conceptos erróneos comunes, las empresas de agua pueden tomar decisiones más informadas al evaluar e implementar sistemas de CAG e IX para la eliminación eficaz de PFAS, a la vez que abordan con mayor claridad las complejidades de la selección del tratamiento y los desafíos operativos.

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