Schuimfractionatie en ozofractionatie

Algemene beschrijving

Het concentreren en afscheiden van oppervlakte-actieve stoffen uit een oplossing in een schuimfase door het introduceren van gasbellen in een nauwe kolom van de oplossing. De gasbellen worden gecreëerd door het injecteren van een gas aan de onderkant van de oplossing via een aantal in serie geschakelde reactoren. De oppervlakte-actieve stoffen hechten zich aan het gas-water oppervlak van de gasbellen en worden zo meegenomen naar de schuimlaag aan het oppervlak (ITRC, 2020; OVAM; 2021; Yadav et al., 2022). Verschillende gassen kunnen worden toegepast om de gasbellen te genereren waardoor mogelijk de effecten van co-contaminanten in de matrix kunnen verminderd worden (Input leden BC, 2022). In de meeste gevallen wordt lucht of stikstofgas toegepast (Yadav et al., 2022), maar bij ozofractionatie wordt specifiek ozon toegepast. Bij deze variant van de techniek wordt het water behandeld met micro en nano ozon gasbellen (< 200 µm) die bijkomend zorgen voor de chemische oxidatie van andere polluenten in de matrix (Meegoda et al., 2020; Riegel et al., 2020). De toepassing van één kolom en enkele kolommen in serie voor een meertrapsbehandeling is een batch proces. Om een continue behandeling mogelijk te maken moeten meerdere kolommen in parallel geplaatst worden (Roest et al., 2021).

Stand van de techniek

De techniek op zich is een reeds gevestigde techniek voor het afscheiden van moleculen met oppervlakte-actieve eigenschappen. Meer specifiek kan het toegepast worden in bestaande waterzuiveringen voor de verwijdering van recalcitrante componenten, zoals surfactanten en kleurstoffen, die niet door klassieke behandelingen kunnen verwijderd worden (Buckley et al., 2022). Voor de specifieke verwijdering van PFAS zitten deze technieken vooral nog in de pilootfase met enkele op het moment van schrijven 20 gekende toepassingen op grote schaal (TRL 7 – 8). In het geval van in-situ behandeling zijn er reeds enkele mobiele container opstellingen commercieel beschikbaar. Deze techniek is commercieel beschikbaar via buitenlandse leveranciers (Riegel et al., 2020). Op het moment van schrijven is er één case bekend waarin schuimfractionatie op grote schaal wordt toegepast op bedrijfsafvalwater in Vlaanderen. In Australië wordt momenteel een waterbehandeling van grondwater op grote schaal toegepast waar 250 m³/d behandeld wordt via schuimfractionatie (ITRC, 2020; Wanninayake, 2021). Verder zijn er nog cases op grote schaal geïdentificeerd in Zweden, Noorwegen, Spanje, Verenigd Koninkrijk en Verenigde staten voor de behandeling van grondwater, bemalingswater, oppervlaktewater, percolaatwater, brandblusafvalwater en een concentraatstroom van omgekeerde osmose via schuimfractionatie (Leveranciersinformatie, 2022). Over het algemeen zouden debieten 0,5 tot 40 m³/u behandeld kunnen worden met deze techniek (Input leden BC, 2022; Riegel et al., 2020). Op basis van leveranciersinformatie wordt ingeschat dat debieten van meer dan 300 m³/u haalbaar zijn indien bijkomende vaten worden geïnstalleerd (Input leden BC, 2022).

Op basis van de beschikbare informatie kan besloten worden dat over het algemeen schuimfractionatie toepasbaar is op bedrijfsafvalwater en bemalingswater. Deze techniek kan op zichzelf toegepast worden of als een onderdeel van een behandelingstrein met andere technieken voor de verwijdering van PFAS. Echter dient dit voor elke specifieke situatie bevestigd te worden door de karakterisatie van het specifiek te behandelen bedrijfsafvalwater/bemalingswater en eventueel aanvullende labo-/, rekening houdende met het type PFAS, de influent concentraties, de matrix en de gewenste eindconcentraties. In het geval van bemalingen dient hierbij ook de looptijd en te verwerken debiet mee in beschouwing genomen te worden.

Ontwerp en uitvoering voor PFAS verwijdering

Schuimfractionatie en ozofractionatie zijn technieken die gebruik maken van de oppervlakte-actieve eigenschappen van PFAS waardoor ze zich opstapelen ter hoogte van de gas-vloeistof interfase (Arcadis, 2021). Wanneer het gas in de te behandelen vloeibare stroom geïnjecteerd wordt, gaan de PFAS moleculen zich hechten aan het groot contactoppervlak van de gasbellen waardoor ze naar het vloeistofoppervlak getransporteerd worden. Hierdoor ontstaat een geconcentreerde schuimfractie met PFAS aan het vloeistofoppervlak. De gasbelgrootte is een belangrijke parameter die bepaald wordt door de gaskeuze (ozon zorgt voor kleinere gasbellen dan lucht), type van gasinjectie, gasdebiet en de matrix van de te behandelen stroom. Kleinere gasbellen bewegen trager richting het vloeistofoppervlak waardoor de contacttijd toeneemt (Roest et al., 2021; Leveranciersinformatie, 2022). Door de frequentie en timing van dit injectiesysteem te optimaliseren kan de grootte en de snelheid van de gevormde gasbellen beïnvloed worden, wat kan gebruikt worden op het proces te optimaliseren voor de verwijdering van specifieke PFAS (Input leden BC, 2022).

Deze techniek kan een grote range aan influent concentraties (0,1 – 100 000 µg/l) behandelen (Riegel et al., 2020). Echter wordt deze techniek vaak niet op zichzelf toegepast, maar als een eerste voorbehandeling waarna nog verdere nabehandelingsstappen nodig zijn om lage eindconcentraties voor alle PFAS te bekomen (Ross et al., 2018). Het is vooral een efficiënte techniek om eerste bulk verwijdering van hoge concentratie PFAS te realiseren (Input leden BC, 2022). In het kader van bemalingen met voldoende looptijd kan het interessant zijn om deze techniek toe te passen als hoge concentraties PFAS worden vastgesteld in het bemalingswater. Zeker wanneer de matrix mogelijk een negatieve invloed heeft op andere technieken (Input leden BC, 2022). In de praktijk wordt deze techniek typisch toegepast op stromen met PFAS concentraties >10 µg/L en daarom vaak gecombineerd met GAC en/of ionenwisselingsharsen (Riegel et al., 2020; Burns et al., 2021; Leveranciersinformatie, 2022). Doordat de grote bulk door de fractionatie verwijderd wordt, wordt de levensduur van deze filters significant verlengd (Burns et al., 2021). Echter zal de nood voor een nabehandeling bepaald worden door de aard van de PFAS aanwezig in het influent. Indien enkel lange keten PFAS aanwezig zijn kunnen deze efficiënt tot op ng/l niveau verwijderd worden zonder de nood aan een specifieke nabehandeling (zie verder). Deze techniek kan eveneens toegepast worden op lage PFAS concentraties tot 0,050 µg/l indien voldoende schuimstabiliteit bekomen kan worden (Riegel et al., 2020; Vo et al., 2023). Daarnaast kan in het geval van grote debieten deze techniek ook gecombineerd worden met andere volumereductietechnieken zoals membraan gebaseerde technieken (Input leden BC, 2022).

De geconcentreerde schuimfractie zorgt voor een sterke reductie van het verontreinigd volume tot 0,5 – 2% van het behandeld volume en kan eenvoudig afgescheiden worden door middel van een vacuüm extractiesysteem aan de bovenzijde van de kolommen waardoor dit als een batchproces uitgevoerd wordt. De geconcentreerde schuimfractie met PFAS concentraties tot 1000x de influent concentratie dient verder behandeld of vernietigd te worden (Pancras et al., 2018; Ross et al., 2018; Riegel et al., 2020; Arcadis, 2021). In het geval van meertrapsschuimfractionatie (met drie trappen) kan een volume reductie naar 0,0025% van het initiële volume bekomen worden (Riegel et al., 2020). In deze meertrapsfractionatie worden drie kolommen in serie geplaatst waar de afgezogen schuimfractie de voeding vormt voor de volgende kolom. Het gezuiverde water van de tweede en de derde trap wordt teruggevoerd naar de instroom van de eerste kolom. Het gezuiverde water van de eerste kolom wordt via de onderzijde van de kolom afgevoerd en passeert mogelijk een nabehandelingsstap (Burns et al., 2021; Figuur 19).

Figuur 19: Vereenvoudigde schematische weergave van meertrapsschuimfractionatie voor de verwijdering van PFAS (Burns et al., 2021).

Deze techniek wordt gekenmerkt door typische verblijftijden per behandelingstank per volume-eenheid van gemiddeld 30 – 45 min (Roest et al., 2021). Temperatuurscontrole tijdens dit proces is vooral belangrijk voor de schuimvorming en stabiliteit, wat mogelijk minder eenvoudig is in in-situ toepassingen (Burns et al., 2021; Input leden BC, 2022). Desalniettemin zou deze techniek geschikt zijn voor de behandeling van bedrijfsafvalwater en bemalingswater (Input leden BC, 2022). De procescondities moeten echter aangepast worden in functie van de te behandelen stroom. In gevallen van bedrijfsafvalwater met hoge concentratie PFAS kan een te grote schuimvorming optreden indien het proces onvoldoende wordt afgesteld (Roest et al., 2021). Deze techniek is beschikbaar als volledig geautomatiseerd proces in mobiele 20’ of 40’ container opstellingen via buitenlandse leveranciers (Burns et al., 2021; Leveranciersinformatie, 2022). Net als bij actief kool en ionenwisseling benadrukken de leveranciers dat labo- en piloottesten nodig zijn om het proces op de situatie specifieke eigenschappen en aard van de te verwerken stromen af te stemmen. Deze testen kunnen een inschatting maken van de haalbaarheid, geassocieerde kosten en potentiële nood aan optimalisatie voor verwijdering van korte keten PFAS (Leveranciersinformatie, 2022). Om deze redenen is het belangrijk om de samenstelling van het influent zo constant mogelijk te houden omdat te sterke wijzigingen kunnen resulteren in de nood voor verdere optimalisatie. In sommige gevallen kan dit betekenen dat het aanleggen van een buffer voor de zuivering noodzakelijk is (Input leden BC, 2022).

PFAS verwijderingsefficiëntie en korte keten vs. lange keten

De toepassing van schuimfractionatie is vooral geschikt voor de verwijdering van langere keten PFAS, d.i. PFHxS, PFOS, PFOA, PFNA, PFDA, maar blijkt minder effectief voor korte keten PFAS zoals PFBA, PFBS, PFPeA, PFHxA, TFA (Input leden BC, 2022; Yadav et al., 2022). Dit is het gevolg van het feit dat de oppervlakte-actieve eigenschappen van PFAS afnemen naarmate de lengte van de hydrofobe, alifatische keten afneemt. Deze korte keten PFAS zijn hierdoor minder geneigd om zich te hechten ter hoogte van de gas-vloeistof interfase, waardoor ze minder efficiënt afgescheiden kunnen worden via de schuimfractie (Tow et al., 2021; Yadav et al., 2022). Op basis van laboratoriumexperimenten kan verwijderingsefficiëntie bekomen worden van 99% zonder nabehandelingsstap (Riegel et al., 2020). In praktijktoepassingen van deze technieken konden verwijderingsefficiënties van 99,97 tot 100% bekomen worden zonder nabehandelingsstap voor lange keten PFAS (vb. PFOA, PFOS, PFHxS, PFNA), maar met beperktere verwijdering van korte keten PFAS en precursoren die lager kunnen liggen dan 50% (Riegel et al., 2020; Leveranciersinformatie, 2022). Er zijn optimalisatiemogelijkheden om korte keten PFAS beter te verwijderen zoals een meer intensieve beluchting of de toevoeging van specifieke polymeren of oppervlakte-actieve stoffen die de verwijdering van korte keten PFAS kunnen verbeteren (Leveranciersinformatie, 2022; Leung et al., 2022; Vo et al., 2023). Op basis van enkele voorbeeld cases op grote schaal waar schuimfractionatie wordt toegepast voor de verwijdering van PFAS uit grondwater, oppervlakte water en percolaat konden ranges voor verwijderingsrendementen voor specifieke PFAS worden bepaald. De gegevens tonen aan dat een efficiënte verwijdering (> 99,5%) van lange keten PFAS mogelijk is (PFHxS tot PFDA), maar dat de aard van het afvalwater en de sturing van het proces mogelijk toch een invloed kan hebben op de verwijderingsefficiëntie van korte keten PFAS. Na de optimalisatie voor de verwijdering van korte keten PFAS kon het verwijderingsrendement opgetrokken worden tot 36% voor PFBA en tot boven de 89% voor andere korte keten PFAS (Leveranciersinformatie, 2022; Leung et al., 2022). Deze techniek is voornamelijk efficiënt in de verwijdering van hoge concentraties PFAS (Held & Reinhard, 2020). In een ander recent onderzoek door Vo et al., 2023 werd onderzocht of de toevoeging van vier verschillende soorten oppervlakte-actieve stoffen (met functionele groepen met verschillende ladingen) de verwijdering van PFAS kunnen verbeteren. Lage PFAS concentraties in het te behandelen afvalwater kunnen soms te beperkt zijn om stabiele schuimvorming te realiseren. Door toevoeging van oppervlakte-actieve stoffen kan de schuimvorming en vervolgens PFAS verwijdering verbeterd worden. Uit het onderzoek op schuimfractionatie voor de verwijdering van PFAS uit percolaat blijkt dat alle oppervlakte-actieve stoffen een positief effect hebben op de verwijdering van lange keten PFAS (93,7 – 99,99%) en dat kationische en zwiterionische oppervlakte-actieve stoffen een significante invloed hebben op de verwijdering van korte keten PFAS. Hierdoor konden korte keten PFAS zoals PFBS en PFPeS voor 90 – 99% verwijderd worden. PFBA kon slechts in beperkte mate verwijderd worden (Vo et al., 2023).

In combinatie met een nabehandeling zoals ionenwisseling kunnen verwijderingsefficiënties van 99,9 – 99,99% voor alle PFAS bekomen worden (Riegel et al., 2020). Hoge concentratie PFAS kunnen behandeld worden door meertrapsfractionatie toe te passen waar 2 of 3 kolommen in serie worden geplaatst (Riegel et al., 2020). Afhankelijk van de stabiliteit van het gevormde schuim in het proces kan de verwijderingsefficiëntie afnemen tot 60-90% indien deze niet optimaal toegepast wordt (Roest et al., 2021). Schuimfractionatie, eventueel in combinatie met nageschakelde technieken zoals GAC of ionenwisseling, is succesvol toegepast voor de verwijdering van PFAS uit grondwater, bedrijfsafvalwater, percolaatwater en oppervlaktewater (Riegel et al., 2020; Leveranciersinformatie, 2022)

Ozofractionatie kan zorgen voor transformatie van precursoren naar eindstandige PFAA en de chemische oxidatie van andere polluenten in de matrix zoals organische stoffen en aardoliecomponenten door de oxidatieve eigenschappen van ozon (Riegel et al., 2020; Arcadis, 2021). De eindstandige PFAA hebben sterkere oppervlakte-actieve eigenschappen dan de precursoren waardoor deze beter afgescheiden worden in het proces (OVAM, 2021). Over het algemeen zouden hogere verwijderingsefficiënties mogelijk zijn met ozofractionatie dan met schuimfractionatie (Meegoda et al., 2020). Bijkomend werd aangetoond dat ozofractionatie een beter verwijderingspotentieel heeft voor korte keten PFAS dan schuimfractionatie (Ross et al., 2018). Desalniettemin kan de transformatie van precursoren leiden tot de vorming van kortere keten PFAS en ultrakorte keten PFAS die moeilijker te verwijderen zijn (Input leden BC, 2022; Leung et al., 2022).

Wanneer schuimfractionatie of ozofractionatie in combinatie met een nabehandelingsstap (actief kool of ionenwisseling) wordt toegepast zouden over het algemeen concentraties lager dan 0,1 µg/l en zelfs de huidige rapportagegrenzen van 20 ng/l voor de kwantitatieve PFAS en 50 ng/l voor de indicatieve PFAS voor individuele PFAS gehaald moeten kunnen worden. Bij beperkte influent PFAS concentraties kunnen door de toepassing van de techniek zonder nabehandelingsstap concentraties lager dan 0,1 µg/l gehaald worden voor individuele PFAS (Riegel et al., 2020). Echter dient dit voor elke specifieke situatie bevestigd te worden door de karakterisatie van het specifiek te behandelen bedrijfsafvalwater/bemalingswater en eventueel aanvullende labo-/piloottesten, rekening houdende met het type PFAS, de influent concentraties, de matrix en de gewenste eindconcentraties.

Matrixeffecten en voorbehandelingstechnieken

Schuimfractionatie en ozofractionatie zorgen voor een specifieke verwijdering van oppervlakte-actieve stoffen zoals PFAS en is op zichzelf niet gevoelig voor andere componenten in de matrix zoals andere koolwaterstoffen, zwevende stoffen of metalen. Tijdens het fractionatieproces stijgen fijne deeltjes via de gevormde gasbellen mee naar het oppervlak en kunnen deze met het schuim afgevoerd worden. De zwaardere deeltjes kunnen via sedimentatie in de kolom verwijderd worden (Ross et al., 2018). Daardoor kan de techniek op zichzelf toegepast worden op stromen met hoge concentratie zwevende stoffen (Yadav et al., 2022). Desalniettemin kunnen voorbehandelingen voor de fractionatie nodig zijn om eventuele nabehandelingsstappen zoals actief kool of ionenuitwisseling te beschermen (Riegel et al., 2020). In de praktijk wordt deze techniek daarom vaak voorafgegaan door een verwijderingstechniek voor zwevende stoffen zoals een zandfilter, zakkenfilter of sedimentatietank (Ross et al., 2018; Riegel et al., 2020; Burns et al., 2021). Het grote voordeel van ozofractionatie is dat deze techniek in staat is om andere organische componenten te oxideren/verwijderen zonder competitie met de verwijdering van PFAS (Ross et al., 2018). Dit maakt de techniek geschikt om afvalwaterstromen te behandelen die een hoog (resterend) CZV gehalte hebben en daardoor minder geschikt zijn voor de verwijdering via bijvoorbeeld actief kool. Bovendien kunnen de aanwezigheid van andere contaminanten de schuimvorming verbeteren en zo de verwijdering van PFAS positief beïnvloeden (Roest et al., 2021).

Voor andere oppervlakte-actieve stoffen dan PFAS en sommige PFAS is aangetoond dat een hogere zout concentratie kan zorgen voor een verhoogde afscheiding van deze stoffen in de schuimfractie (Riegel et al., 2020; Burns et al., 2021; Tow et al., 2021). Dat maakt dat deze techniek geschikt is om concentraatstromen met hoge zoutconcentraties effectief te behandelen (Burns et al., 2021; Tow et al., 2021).

Effecten van temperatuur en druk op behandelingsproces is op het moment van schrijven nog niet bekend (Roest et al., 2021).

Financiële aspecten

Op basis van informatie van leden van het BC wordt de installatiekost voor een vaste installatie voor 20 m³/u ingeschat op 4 900 000 EUR. De installatiekosten voor ozofractionatie kunnen mogelijk hoger zijn door de nood van een ozon productie-eenheid. Hiervoor zijn op het moment van schrijven geen kostprijsgegevens voor beschikbaar. In het geval van mobiele opstellingen voor schuimfractionatie kan een containeropstelling gehuurd worden. Op basis van leveranciersinformatie worden de kosten hiervoor ingeschat op 10 000 EUR/maand voor de behandeling van 3 m³/h en tot 30 000 – 45 000 EUR/maand voor behandelingen van 20 – 40 m³/h. De kosten per m³/u behandeld zal afnemen met stijgende capaciteiten en wanneer grotere fractionatievaten kunnen worden gebruikt (Leveranciersinformatie, 2022; Input leden BC, 2022).

Afhankelijk van de toepassing van schuimfractionatie of ozofractionatie kan de werkingskost variëren tussen 0,25 – 1 EUR/m³ behandeld water. Deze kosten worden hoofdzakelijk toegewezen aan het elektriciteitsverbruik nodig voor de circulatiepompen en de gasinjectie (Input leden BC, 2022). De afvalverwerking van de schuimfractie zorgt voor een bijkomende kost voor deze technieken. Door Roest et al. (2021) wordt een inschatting gemaakt van de noodzakelijke verwerkingskosten van  0,025 - 0,11  EUR/m³ behandeld voor meertrapsschuimfractionatie en 5 - 20 EUR/m³ voor ozofractionatie. Door de grote volumereductie die mogelijk is (zie verder) met meertrapsschuimfractionatie zijn de kosten voor de afvalverwerking van de geconcentreerde schuimfractie zeer beperkt. De noodzakelijke contacttijden zijn vooral afhankelijk van de influent concentraties van PFAS, gewenste eindconcentraties en de aanwezigheid van andere contaminanten (Arcadis, 2021). Indien optimalisatie voor korte keten PFAS noodzakelijk is, zijn er additionele kosten voor de toevoeging van oppervlakte-actieve stoffen met een kost van 3 – 8 EUR/kg. Door de beperkte noodzakelijke hoeveelheid zijn deze kosten eerder beperkt (Vo et al., 2023). Bijkomende kosten kunnen toegewezen worden aan transport, reiniging en onderhoud (Input leden BC, 2022). De economische voordelen van deze techniek zijn mogelijk het meest uitgesproken bij de behandeling van bedrijfsafvalwater of bemalingswater met hoge concentratie PFAS (Held & Reinhard, 2020). Indien een nabehandelingsstap met actief kool of ionenwisseling nodig is, zijn hier bijkomende kosten aan verbonden. Daarnaast zijn er bijkomende kosten voor de noodzakelijke monitoring voor de sturing van de waterbehandeling (Wanninayake, 2021; zie paragraaf 4.1.1).

Milieu-impact

Er ontstaat een geconcentreerde schuimfractie die PFAS bevat dat verder behandeld of vernietigd moet worden (Arcadis, 2021). De omvang van de schuimfractie bedraagt typisch 0,0025% van het influent voor schuimfractionatie en 0,5 – 2% van het influent voor ozofractionatie (Roest et al., 2021). De hoeveelheid van de afvalfractie wordt hoofdzakelijk bepaald door de hoeveelheid van PFAS dat dient verwijderd te worden (Leveranciersinformatie, 2022). In afvalwaterstromen met beperkte PFAS-concentraties en eenvoudige matrices zoals bijvoorbeeld bemalingswater is een reductie van PFAS-houdende schuimfractie mogelijk tot 0,00000025%. Concreet komt dit neer op 10 l PFAS-houdende schuimfractie op 40 000 m³ verwerkt afvalwater (Leveranciersinformatie, 2022). In een specifieke case voor de behandeling van 1000 m³ grondwater verontreinigd met hoge concentratie lange keten PFAS wordt ingeschat dat er slechts 0,6 l PFAS-houdende schuimfractie wordt gevormd door toepassing van meertrapsschuimfractionatie. In cases voor de behandeling van percolaatwater van stortplaatsen met hoge concentratie PFAS wordt bij de behandeling van 30 000 m³ afvalwater een PFAS-houdende schuimfractie van 0,2 – 1 m³ verwacht. Indien nog een nabehandelingsstap zoals actief kool of ionenwisseling nodig is om voldoende lage concentratie korte keten PFAS te halen, ontstaat er nog een PFAS-houdend adsorbens afvalfractie (Roest et al., 2021). Desalniettemin zal de hoeveelheid van het gevormde PFAS-houdend adsorbens significant lager zijn dan wanneer deze op zichzelf zou worden toegepast. De geconcentreerde schuimfractie kan rechtstreeks verbrand worden of mogelijk nog nabehandeld worden via vacuümverdamping (zie 3.4.1.7) om de afvalfractie verder te reduceren (Input leden BC; Yadav et al., 2022). Dit laatste is enkel zinvol voor toepassingen met hoge debieten en hoge PFAS concentraties waardoor grote hoeveelheden PFAS-houdende schuimfractie gevormd wordt (Input leden BC, 2022). In recente cases wordt ook gekeken naar PFAS afbraak-/destructietechnieken zoals superkritische wateroxidatie (SCWO) om de PFAS in de schuimfractie in-situ af te breken.

Door de injectie van gas in het systeem bestaat de mogelijkheid tot luchtemissies van PFAS. Dit is op het moment van schrijven nog niet verder onderzocht (Input leden BC, 2022). Wanneer de PFAS-houdende gasbellen geen schuim vormen, maar openspatten aan het vloeistofoppervlak kunnen mogelijk PFAS-houdende aerosolen gevormd worden (Tow et al., 2021). Om deze mogelijke emissies te vermijden heeft de leverancier van deze techniek uit voorzorg een actief kool filter voor de afgezogen lucht van het vacuüm extractiesysteem voorzien. Hun labotesten hebben geen PFAS emissies in deze lucht gedetecteerd (Leveranciersinformatie, 2022).

Bij schuimfractionatie is het energieverbruik beperkt en wordt ingeschat op 0,1 – 0,7 kWh/m³ behandeld (Roest et al., 2021; Leveranciersinformatie, 2022). Het elektriciteitsverbruik nodig voor de circulatiepompen en de gasinjectie bepalen de grootste deel van het energieverbruik (Input leden BC, 2022). De grootte van het energieverbruik wordt voornamelijk bepaald door de ketenlengte van de PFAS die behandeld worden. Lange keten PFAS worden vaak met kortere cyclustijden behandeld waardoor het energieverbruik lager ligt dan voor korte keten PFAS die vaak langere cyclustijden nodig hebben in het proces.  In het geval van ozofractionatie is er een bijkomend energieverbruik door de ozongenerator (Riegel et al., 2020). Waardoor het energieverbruik kan variëren tussen 2,5 – 7 kWh/m³ behandeld (Riegel et al., 2020).

Bij schuimfractionatie zijn in tegenstelling tot GAC en ionenwisseling geen bijkomende hulpstoffen nodig omdat enkel omgevingslucht gebruikt wordt bij de gasinjectie. Dit gecombineerd met de grote volumereductie van meertrapsfractionatie en klein energieverbruik maakt de impact van deze techniek op het milieu beperkt. Bij de optimalisatie voor verwijdering van korte keten PFAS kan de toevoeging van hulpstoffen zoals polymeren of oppervlakte-actieve stoffen nodig zijn. Bij ozofractionatie wordt ozon gebruik dat ter plaatse geproduceerd kan worden van omgevingslucht of op basis van vloeibaar zuurstof (Roest et al., 2021).

Voor- en nadelen van de techniek

Tabel 11: Voor- en nadelen van schuimfractionatie en ozofractionatie voor PFAS verwijdering.

Kennishiaten

• Het moet verder onderzocht worden of er luchtemissies van PFAS kunnen ontstaan bij het toepassen van deze techniek;
• De meest geschikte nabehandeling voor de geconcentreerde PFAS-houdende schuimfractie moet nog nader bepaald worden;
• Verbetering van verwijderingsefficiënties van korte keten PFAS;
• Er is meer onderzoek nodig naar opschaling van deze techniek voor toepassingen op grote schaal;
• Optimalisatie van de fractionatie-opstelling die nodig is om verschillende afvalwaterstromen te behandelen.