Eliminación de PFAS por intercambio iónico
Además de la adsorción de carbón activado , el intercambio de iones es otra opción que está ganando terreno en el mercado hoy en día. Al igual que el GAC, las perlas de resina de intercambio iónico se empaquetan en un recipiente y se operan en un modo de paso.
En aguas superficiales / aguas subterráneas típicas con una condición de pH neutro, los PFAS están cargados negativamente debido a la disociación de los grupos funcionales carboxílicos o sulfónicos en la mayoría de las moléculas de PFAS. La resina de intercambio aniónico cargada positivamente (AER) es muy prometedora para la eliminación ácida de PFAS con "cabezas" sulfónicas, el porcentaje de eliminación es de hasta 90-99% (no se disponía de datos sobre el volumen del lecho) [1].
En comparación con el carbón activado granular (GAC), que prefiere sustancias hidrófobas debido a su naturaleza hidrófoba, el AER, por otro lado, tiene una gran afinidad con los PFAS hidrófilos, p. Ej. ácidos perfluoroalquilo (PFAA). El mecanismo es principalmente mediante el intercambio con las cabezas de ácido carboxílico o sulfónico de los compuestos PFAA [2].
Como se menciona en otra página (conéctese a la página "Eliminación de PFAS mediante adsorción de carbón activado"), la adsorción de PFAS por GAC es sensible a la competencia de la materia orgánica co-presente. Sin embargo, la eficiencia de AER para PFAS se ve más afectada por los aniones co-presentes. Por lo tanto, en caso de que el agua de alimentación contenga un alto total de sólidos disueltos (TDS), es posible que AER no sea la opción ideal para la eliminación de PFAS.
El intercambio de iones es un proceso de reacción rápido en comparación con la adsorción, que requiere un tiempo de contacto mucho más corto (generalmente de 2 a 3 minutos) entre las perlas de resina y los contaminantes, esto se traduce en una configuración del sistema más pequeña y menos huella, ahorrando costos de capital. También se probó que el intercambio iónico tiene una vida útil más larga y prolongada, en general de 6 a 18 meses, en comparación con los 9-12 meses de los filtros GAC con eliminación de PFAS [3].
Dado que el intercambio iónico requiere regeneración química para la recuperación de la capacidad, se producirá una corriente de desechos que contiene PFAS altamente concentrada, que incluso es difícil de tratar. Para evitar la producción de residuos regenerantes, se considera el intercambio iónico de un solo paso (o de un solo uso), las perlas de resina de desecho (básicamente fabricadas con material de hidrocarburo) se depositan en vertederos o se incineran.
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Referencias:
[1] PFAS: Drinking Water Treatment, EPA, Calgon Carbon, Pittsburgh PA, 1 March, 2018.
[2] Remediation technologies and methods for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), March 2018.
[3] Webinar: Carbon and Resin Solutions For PFAS Removal in Your Community or Industry.