Verwijdering van luchtemissies door zuivering van afgassen

Beschrijving

Eerder in deze BBT-studie werd al beschreven dat PFAS luchtemissies kunnen verlopen in gasvorm, of via aerosolen, en dat dit verschillend is voor verschillende ketenlengtes/molecuulgroottes, zie 3.1 en 4.3. Bij de zuivering van afgassen is eveneens een belangrijk onderscheid te maken tussen de verwijdering van fijne stofdeeltjes en de verwijdering (inclusief afbraak) van gasvormige PFAS, die eventueel met elkaar gecombineerd worden, afhankelijk van de aard en samenstelling van het afgas. Bij de zuivering van afgassen, zal er steeds een afzuiging aan voorafgaan, zie 4.5.

Hier worden een aantal aan PFAS gerelateerde zuiveringstechnieken kort beschreven, met de voornaamste informatie zoals toepassingen, varianten en werkingsgraad. Deze opsomming heeft niet de ambitie om een exhaustieve lijst te vormen van beschikbare technieken, maar beschrijft de op dit moment meest toegepaste en onderzochte technieken. Voor meer details en andere mogelijke technieken wordt verwezen naar de techniekfiches van de LUSS-tool (Luchtzuiveringstechnieken SelectieSysteem)^[1]. LUSS is een beslisondersteunend systeem dat kan helpen bij een eerste screening van mogelijke technieken om een luchtverontreiniging op te lossen.

1. Verwijdering stofvormige luchtemissies

Er zijn verschillende technieken om fijne stofdeeltjes te verwijderen uit afgassen, elk met specifieke voor- en nadelen, zie ook de techniekfiches van de LUSS-tool. Afgevangen stof wordt in de meeste gevallen afgevoerd als afvalstroom.  

• Stoffilters

Om stofdeeltjes (met PFAS) te verwijderen tot zeer lage niveaus, worden vaak stoffilters gebruikt, bv. doekenfilters/mouwenfilters, zie LUSS techniekfiche^[2] en onderstaande figuur. Met dergelijke doekenfilters zijn algemeen stofconcentraties van < 10 mg/Nm³ haalbaar, met een verwijderingsrendement van 99 – 99,9 %. Stoffilters worden toegepast voor verwijdering van PFAS-houdend stof, onder meer bij producenten van PFAS. Eén van de veelgebruikte basismaterialen voor de filterdoeken is PTFE, een PFAS polymeer. Hierbij is het dus van belang dat degradatie van dit PTFE vermeden wordt, door o.a. de maximale continue werkingstemperatuur van 260°C te respecteren.

Een stoffilter worden doorgaans ook toegepast voorafgaand aan verwijdering van gasvormige componenten. Dit is zeker het geval bij het inzetten van actiefkoolfilterelementen (zie volgende paragrafen), met als doel deze aktiefkoolfilters niet te verstoppen met stof. Stoffilters die filteren tot stofconcentraties < 10 mg/Nm³ zijn echter minder geschikt voor de toepassing voorgeschakeld aan een actiefkoolfilter. Een lagere concentratie is hier aangewezen om verstopping en verlies aan capaciteit van de actief koolfilter te beperken (Informatie leden BC, 2022). Platenfilters kunnen toegepast worden om stof concentraties tot < 0,1 mg/m³ te bereiken. Er zijn geen toepassingen van een platenfilter gericht op verwijdering van PFAS-houdend stof gekend, maar ze worden wel gebruikt (in combinatie van zuivering van gasvormige polluenten) bij andere veeleisende toepassingen zoals voor de verwijdering van (andere) POP’s bij shredders van metaalschroot. Ze kunnen ingezet worden bij temperaturen tot 110°C (Informatie leverancier, 2022).

Figuur 9: Afbeelding van doekenfilter (LUSS, 2022)

Een variant op de doekenfilters zijn compactfilters, ook cassettefilters of enveloppenfilters genaamd. Het verschil t.o.v. een doekenfilter is de compacte opbouw en de manier waarop de filterelementen zijn aangebracht in het filterhuis. Ze zijn zodanig geplaatst dat ze eenvoudig te vervangen zijn.

Voor specifieke toepassingen kunnen in de doeken katalysatoren worden verwerkt, zogenaamde katalytische doeken. In deze gevallen wordt vanadium/titanium als katalysator gebruikt. Er zijn geen gekende toepassingen voor PFAS, en hun werkingsgraad voor PFAS is niet gekend. De belangrijkste toepassing is de verwijdering van dioxines en furanen, maar ook andere verontreinigingen zoals VOC’s, PAK’s, PCB’s en andere gechloreerde verbindingen kunnen worden verwijderd.

Daarnaast zijn er keramische filters met hetzelfde werkingsprincipe als een doeken- en compactfilter, maar uitgevoerd in o.a. aluminium oxide, siliciumoxide en siliciumcarbide. Deze zijn inzetbaar bij temperaturen <1000°C, en verwijdering van stof tot concentraties van 1 mg/m³ is haalbaar, zie LUSS techniekfiche^[3]. Er zijn echter geen toepassingen voor verwijdering van PFAS-houdend stof bekend.

• Stofwassing

Stofdeeltjes kunnen ook verwijderd worden door wassing van het afgas met water of een andere vloeistof, oplossing of mengsel, ook wel scrubber genaamd (zie LUSS techniekfiche^[4] en onderstaande figuur). Een stofwassing kan tegelijk ook gasvormige componenten verwijderen (zie gaswassing hieronder). Er zijn toepassingen gekend voor verwijdering van PFAS-houdend stof in meerdere sectoren, onder meer bij producenten van PFAS.

De twee meest voorkomende varianten van stofwassers zijn de venturi- en rotatiewassers. Venturiwassers (venturi scrubber, wervelwasser, cyclone scrubber) hebben een hoog rendement (70 tot 99 %) afhankelijk van de deeltjesgrootteverdeling. Ze kunnen ingezet worden bij temperaturen tot 1000°C, zie LUSS techniekfiche^[5]. Rotatiewassers (Rundnassentstauber, Rotationnassabscheider, Nassventilator-Kolonnenwäscher, dynamische wasser) kunnen hoge verwijderingsrendementen tot 99 % tot in het submicron gebied behalen, afhankelijk van de uitvoeringsvorm. Rotatiewassers kunnen deeltjes tot 0,1 µm verwijderen, stofdeeltjes groter dan 1 à 2 µm worden bijna volledig afgescheiden. De temperatuur is afhankelijk van de uitvoeringsvorm beperkt tot <200°C, zie LUSS techniekfiche^[6].

Figuur 10: Afbeelding van een stofwasser (LUSS, 2022)

1. Verwijdering gasvormige luchtemissies

Er zijn verschillende technieken om organische gasvormige stoffen zoals PFAS te verwijderen uit afgassen, elk met specifieke voor- en nadelen, zie ook de techniekfiches van de LUSS-tool. Voor gasvormige PFAS luchtemissies is de algemene strategie om bij hoge concentraties effectieve destructietechnieken toe te passen, en bij lage concentraties de componenten te scheiden uit de gasstroom en te transfereren in een geconcentreerde vaste of vloeibare matrix, en deze al dan niet extern verder te verwerken met een destructietechniek. Sommige technieken in opkomst (labo- of pilootschaal) zijn mogelijk wel geschikt voor destructie bij relatief lage concentraties. Hieronder worden eerst een aantal scheidingstechnieken opgelijst, en daarna destructie.

• Gaswassing (scheidingstechniek)

Een gaswasser (scrubber, absorptie) is een reinigingsinstallatie waarin een gasstroom in intensief contact wordt gebracht met een vloeistof met als doel bepaalde gasvormige componenten uit het gas naar de vloeistof te laten overgaan, zie onderstaande figuur. Er zijn vele verschillende varianten en uitvoeringen mogelijk, zoals sproeitorens, venturiwassers, rotatiewassers, ionisatiewassers en wassers met schotelkolommen of gepakte kolommen. Verschillende vloeistoffen kunnen gebruikt worden, waarbij voor PFAS, en in het bijzonder PFAA’s, voornamelijk water en een NaOH-oplossing relevant zijn. Ook combinaties worden in de praktijk toegepast, bv. een serie van wassers waar ‘zure gassen’ gewassen worden met water, met in de laatste wasser toevoeging van NaOH ter neutralisatie. Dit is typisch voor afvalverbranding of bij een naverbrander (zie verder), waarbij de lage pH in de zure wasser veroorzaakt wordt door aanwezigheid van aanzienlijke concentraties zuren zoals HF en HCl in de afgassen na verbranding. Afhankelijk van de pH van de oplossing (typisch pH 1 in dergelijke omstandigheden) en van de dissociatieconstante pKa van de stof, zullen bepaalde PFAS zoals PFCA’s en PFSA’s (gedeeltelijk) dissociëren tot anionen. Vele van deze PFCA’s en PFSA’s hebben een pKa kleiner dan 1, wat betekent dat zij voor meer dan 50% gedissocieerd zijn bij pH 1. Bij pH 5 of meer, typisch voor de latere wasser (die gericht is op verwijdering SOx), zijn alle componenten met pKa kleiner dan 3 voor meer dan 99% gedissocieerd. Voor deze PFAS betekent dit een betere oplosbaarheid, en verlaagde volatiliteit, zie ook 3.1. Voor niet-dissociërende componenten wordt de lucht-water verdeling volledig bepaalde door de Henry constant Kaw. Apolaire groepen zoals PFIA’s (perfluoralkyl iodides), FTI’s (fluorotelomer iodides) en PFC’s (perfluoroalkanen) hebben een hogere Kaw en blijven voornamelijk in de gasfase, terwijl FTOH’s een matige Kaw hebben (RIVM, 2021; informatie BC, 2022). RIVM (Bakker et al., 2021) verschaft meer uitgebreide informatie. Het rapport geeft in bijlage V een overzicht van de effectiviteit van verwijdering voor een  uitgebreide lijst PFAS componenten, zowel voor een typische trein van technieken (quench + gaswassing met NaOH in ‘SO₂ trap’ + venturiwasser + poeder actief kool) als voor de individuele technieken waaruit de trein is opgebouwd, en dus ook voor gaswassers. Hieruit blijkt duidelijk dat de effectiviteit zeer sterk varieert tussen verschillende componenten. Analoog wordt dit geanalyseerd voor een installatie met CO₂ recuperatie in bijlage VI. Zure en basische wassers zijn inzetbaar bij temperatuur van 5-80°C, en lage stofgehaltes <10 mg/m³. Voor meer details en andere randvoorwaarden, zie LUSS techniekfiches zure wasser en basische wasser. Er zijn toepassingen gekend voor verwijdering van PFAS in meerdere sectoren, onder meer bij afvalverbranding en reactivatie van actief kool, maar ook bij producenten van PFAS. Een gaswasser wordt daar bijvoorbeeld gecombineerd met een mistfilter (99% verwijdering van deeltjes > 0,1 micron) en nageschakelde actief kool filter (zie verder) voor behandeling van afgassen met hoog debiet en lage concentratie, zoals fluorpolymeerdroging bij producenten. Gaswassing kan ook voor andere afgassen met lage concentraties ingezet worden, bv. bij afzuiging van de werkruimte. Het is op het moment van schrijven niet duidelijk of de techniek geschikt is voor hoge concentraties, bv. voor procesafgassen.

Figuur 11: Afbeelding van een gaswasser

• Actief kool adsorptie (scheidingstechniek)

Actief kool is een microporeuze inerte koolstofmatrix, met een zeer groot intern oppervlak (700 tot 1 500 m²/g). Dit intern oppervlak leent zich ideaal tot adsorptie. Actief kool wordt gemaakt van amorf koolstofbevattend materiaal zoals hout, steenkool, turf, kokosnootschalen,… Het wordt gevormd door een thermisch proces waarbij de vluchtige componenten van het koolstofhoudend materiaal (grondstof) worden verwijderd in afwezigheid van zuurstof. Via specifieke behandelingen krijgt men een bepaalde poriënstructuur die de adsorptiecapaciteit en adsorptie eigenschappen van die actieve kool bepaalt. De gasstroom wordt door het actief kool geleid, waar de te verwijderen componenten door adsorptie worden gebonden aan het actief kool. Bij het bereiken van de verzadigingsgraad van het actief kool wordt deze vervangen of geregenereerd/gereactiveerd. Het is belangrijk de filter te vervangen voordat ‘doorbraak’ kan leiden tot emissies naar het milieu. In de meeste industriële toepassingen worden gesloten filters gebruikt, met 2 of meerdere filters in serie (lead-lag configuratie) of parallel. In een seriële opstelling wordt, wanneer de eerste filter verzadigd is (wanneer er doorbraak van één van de PFAS componenten wordt vastgesteld) wordt deze verwijderd, schuiven de overige filters een plaats op en wordt er een nieuwe bij geplaatst op de laatste plaats in de serie. In een parallelle opstelling dient de ene filter tijdig te worden vervangen, voor doorbraak van PFAS componenten, terwijl het afgas naar de andere filter wordt geleid. Bij vervanging wordt de beladen actief kool meestal teruggenomen door de leverancier die het als (chemisch) afval afvoert, regenereert of reactiveert, zie ook  (WASS, 2010; Watercircle, 2021). Adsorptie d.m.v. actief kool kan gebeuren in vaste of mobiele filters onder de vorm van gevulde patronen, als los gestorte kool in een gepakt bed of als injectie van poedervormige kool gecombineerd met een doekfilter.

De werkingsgraad is afhankelijk van het type verontreiniging, het type actieve kool dat wordt gebruikt en de temperatuur en vochtigheid van de afgassen. Hoe lager temperatuur, vochtgehalte en stofgehalte, hoe beter de werking van het actief kool. Actief kool is een simpele en robuuste technologie, en geschikt voor continue en discontinue processen. Mengsels van componenten kunnen voor een snelle doorslag zorgen, en in het bijzonder korte keten PFAS kunnen verdreven worden van een actief kool bed door competitie door andere componenten die preferentieel adsorberen. In het bij de gaswasser gegeven voorbeeld van de combinatie gaswasser + mistfilter + actief koolfilter, wordt een afgas van ca. 50 mg/Nm³ gezuiverd tot < 0,005 mg/Nm³, dus een verwijdering > 99,99% voor de combinatie van de zuiveringstechnieken, waarbij het actief kool een efficiëntie van >99% heeft voor fluorcomponenten met minstens 5 koolstofatomen. Wanneer de ingangsconcentratie laag is, kan ‘stripping’ (overdracht van actief kool naar het gas) van eerder geadsorbeerde PFAS componenten plaatsvinden. Het is dus te vermijden dat propere gassen over het actief koolbed worden geleid. Het type actief kool heeft invloed op de efficiëntie, kleinere poriegroottes verbeteren deze.

De werkingsgraad en specifieke voor- en nadelen zijn reeds veel meer onderzocht en gekend voor waterzuivering dan voor luchtzuivering. Hiervoor verwijzen we onder meer naar de BBT-studie PFAS waterzuiveringstechnieken (in opmaak). Algemeen kan men stellen dat adsorptie aan actief kool in de gasfase dezelfde regels volgt als bij adsorptie in vloeistof- of waterfase. Het grootste verschil is de aanwezigheid van de waterfase zelf als drager van de polluenten i.p.v. luchtfase, wat de diffusietijden om de polluenten naar de adsorptieplaatsen te brengen zal verlengen. Voor een waterfase zijn empty bed contacttijden minuten tot uren nodig, tegenover een paar seconden in een luchtfase (leveranciersinformatie, 2022). Zoals vermeld bij gaswassing, verschaft RIVM (Bakker et al., 2021) een uitgebreid overzicht van de effectiviteit bij gaszuivering bij afvalverbranding.

Actief kool adsorptie (vast bed) (meer specifiek granulaire actieve kool met een korrelgrootte van 2 tot 5 mm) wordt toegepast voor verwijdering van specifiek PFAS uit afgassen, onder meer bij producenten van PFAS. Het wordt verder breed toegepast voor uiteenlopende organische componenten in verschillende sectoren, ook sectoren met mogelijke PFAS luchtemissies, al is er in veel gevallen nog weinig informatie over hun werking bij complexe mengsels.

• Condensor (scheidingstechniek)

In een condensor wordt de gasstroom afgekoeld met een koelmedium (koude wand van een warmtewisselaar of vloeistof). Door de temperatuurverlaging verlaagt de dampspanning van de polluenten in de gasstroom. Indien de dampspanning onder de partieeldruk van de polluent komt, zal de stof uitcondenseren in een nevel of druppeltjes. Deze nevel of druppeltjes moeten nadien worden afgescheiden met een nevel of druppelafscheider, zie onderstaande figuur.

Condensors worden toegepast voor herwinning van condenseerbare PFAS bij producenten van PFAS in het productieproces, niet als end-of-pipe emissiebeperkende techniek. Er is geen toepassing als emissiebeperkende techniek voor PFAS gekend (buiten als onderdeel van het productieproces voor PFAS zelf). Het condensaat, met daarin de gecondenseerde PFAS, zal verder behandeld moeten worden (zie BBT-studie voor de zuivering met PFAS belast bedrijfsafvalwater en bemalingswater).

Figuur 12: Afbeelding van een condensor

• Thermische oxidatie (destructietechniek)

De afgassen worden bij thermische oxidatie (thermische naverbranding) samen met de nodige hoeveelheid verbrandingslucht voldoende lang op een hoge temperatuur gebracht en gehouden, waarbij de verontreinigingen (VOS, geur, …) met zuurstof geoxideerd worden tot CO₂, H₂O, N₂, SO_x, HCl, … . Bij verbranding van PFAS wordt daarnaast ook een aanzienlijke hoeveelheid HF gevormd. De efficiëntie van de naverbranding wordt voornamelijk beïnvloed door de temperatuur, verblijftijd, turbulentie (voor menging) en beschikbaarheid van zuurstof.

De temperatuur varieert bij thermische naverbranding in het algemeen tussen 750°C en 1200°C. Voor gehalogeneerde componenten is een hogere temperatuur aangewezen tussen 1000°C en 1200°C, en in het bijzonder voor ge(per)fluoreerde componenten, die beschikken over de sterkste covalente bindingen, en ze dus het meeste energie vereisen om deze bindingen te doorbreken.

Hierbij worden PFAS moleculen bij voorkeur volledig afgebroken/gemineraliseerd tot HF en/of (in aanwezigheid van kationen) zouten zoals CaF₂ (en CO₂, H₂O, enz.). Bij onvolledige afbraak van PFAS ontstaan er kortere keten PFAS en andere fluorcomponenten, die op hun beurt moeilijker afbreken, en dus meer energie vereisen, en eveneens moeilijker te verwijderen zijn met andere technieken. De moeilijkst afbreekbare fluorcomponent is CF₄. Afbraak van 99% ervan gebeurt onder een verblijftijd van 2 seconden bij 1440°C (Hofman et al, 2022; Hofman en Berghmans, 2021; Bakker et al., 2021)^[7]. Meer gedetailleerde informatie uit de wetenschappelijke literatuur wordt gegeven onder 3.2.3. Naverbranders van 1440°C zijn technisch een uitdaging omdat er geen tolerantie is voor stof. Anders treedt er verglazing op (informatie leden BC, 2023). Hoewel er van enkele van de kleinste, moeilijkst af te breken moleculen zoals CF₄, C₂F₆ en C₃F₈, aanwijzingen zijn dat deze niet, of althans veel minder, toxicologisch relevant zijn (zie hoofdstuk 2), zijn dit sterke F-gassen, met belangrijk broeikasgaseffect. Hun vorming en emissie wordt daarom best zo veel mogelijk beperkt. Van korte keten PFAS (bv. C4 zoals PFBA en PFBS) zijn er aanwijzingen dat ze wel toxicologisch relevant zijn (zie hoofdstuk 2). In welke mate is onderwerp van verder onderzoek (zie 6.3.1). Voor ultrakorte keten PFSA’s en PFCA’s (<C4) is de eventuele toxiciteit nog niet duidelijk. Omdat HF een corrosief gas is, wordt het afgas na thermische oxidatie vaak nabehandeld met een base (bv. kalkmelk, NaOH, KOH…) ter neutralisatie.

Het verhogen van de verhouding waterstof ten opzichte van halogenen (dus bv. fluor-, chloor- en broomatomen), typisch door fijne verneveling van water in de vlam, blijkt een gunstige invloed te hebben op de volledige afbraak van PFAS. Een >30% overmaat waterstof/halogenen bevordert de volledige mineralisatie van fluorverbindingen zoals PFAS bij een temperatuur van 1100°C bij 3-4% O₂. Ook is een goede menging van afgas, brandstof en verbrandingslucht van belang. De beperking van de temperatuur beperkt ook de sublimatie van AlF₃, hetgeen een reactieproduct is van de aantasting van Al₂O₃ door AlF₃. De dampdruk zou bij 1160°C ongeveer 10x hoger zijn. Officiële ‘derde partij’ schouwmetingen door extern labo (overzien door US EPA) uitgevoerd bij een commerciële naverbrander (Chemours vestiging Parkersburg, WV, US) heeft een verwijderingsefficiëntie voor C₂F₆ van >99,995% bij 1100°C en >99,997% bij 1200°C. Voor HFC-23 (fluoroform of trifluormethaan) is dit typisch >99,9999% (informatie leden BC, 2022).

Figuur 13: Afbeelding van thermische oxidatie

Thermische oxidatie is het efficiëntst bij hoge concentraties organische componenten, en ook vanuit economisch oogpunt is dit het meest interessant, omdat er dan minder steunbrandstof nodig is om de verbrandingstemperatuur te bereiken. Bij te lage concentraties en hoge debieten is de techniek niet kosteneffectief. Om de kosteneffectiviteit en energetische efficiëntie te verbeteren, is recuperatieve thermische oxidatie^[8] een mogelijk alternatief. Hierbij wordt een deel van de gegenereerde warmte teruggewonnen via een warmtewisselaar, die het inkomende afgas opwarmt met de warmte van het gereinigd afgas.

Een ander alternatief is regeneratieve thermische oxidatie, soms ook RTO genaamd. Voor verbranding van PFAS dient deze techniek echter gezien te worden als een techniek in opkomst, zie informatie in hoofdstuk 7, . ‘off-the-shelf’ beschikbare installaties behalen niet de benodigde temperaturen en/of zijn te gevoelig aan de corrosieve werking van HF.

Thermische oxidatie wordt toegepast voor specifieke destructie van PFAS, onder meer bij producenten van PFAS. Hierbij wordt een verwijderings- of afbraakefficiëntie van >90% vermeld voor componenten die meetbaar zijn in de afgasstroom na de thermische oxidatie, en niveaus beneden detectielimiet met >99% efficiëntie voor andere componenten. Bij een industriële thermische oxidatie-installatie met een verblijftijd van 1 seconde en een temperatuur tussen 1200 – 1400°C werd een afbraakefficiëntie van 93,7% voor CF₄ vastgesteld en concentraties onder de quantificatielimiet (met meer dan 99% afbraakefficiëntie) voor alle andere meetbare PFAS componenten. Bij een ander bedrijf wordt een temperatuur van 1100°C en een verblijftijd van “enkele seconden” toegepast (informatie leden begeleidingscomité, 2022). Zoals hierboven beschreven, hangt de afbraak van PFAS bij thermische oxidatie niet enkel af van tijd en temperatuur, maar nog van vele andere factoren, zoals het gasmengsel ter hoogte van de vlam.

1. Verwijdering aerosol luchtemissies

Voor de verwijdering van aerosol luchtemissies worden vaak dezelfde technieken gebruikt, zoals bv. gaswassing (mist eliminator).

Toepasbaarheid

Deze zuiveringstechnieken zijn enkel toepasbaar op geleide luchtemissies, en hangen dus samen met afzuiging/evacuatie van afgassen beschreven in 4.5. Hoewel end-of-pipe technieken voor geleide luchtemissies van (gasvormige) organische polluenten en/of stofdeeltjes algemeen toepasbaar zijn, worden ze specifiek voor PFAS op dit moment nog niet breed toegepast. Bij productie van PFAS en PFAS-houdende producten zijn ze wel algemeen toegepast. Er is op het moment van schrijven slechts beperkte informatie over de randvoorwaarden voor en de werkingsgraad van verschillende technieken specifiek voor behandeling van PFAS. Echter, in het algemeen lijken er voor zowel verwijdering van stofdeeltjes als voor gasvormige emissies van vele PFAS componenten, en in het bijzonder componenten die gemakkelijk dissociëren, voldoende efficiënte en effectieve technieken beschikbaar. De keuze van (combinaties van) zuiveringstechniek(en) hangt af van de samenstelling en karakteristieken van het afgas. Enkele bestaande voorbeelden uit de praktijk (niet exhaustief):

• thermische oxidatie + (meertraps)gaswassing + actief koolfilter: voor afgassen met hoge concentraties PFAS en/of organische stoffen in het algemeen. De gaswassing en actief koolfilter zorgen voor captatie van vebrandingsproducten en eventuele restconcentraties PFAS. Beperkte stofconcentraties (anders moet er nog stoffiltratie toegevoegd worden)
• electrostatische filter/precipitator + (meertraps)gaswassing + actief koolfilter: dit wordt onder andere toegepast bij afvalverbranding, waaronder draaitrommelovens
• gaswassing + mistfilter (+ eventueel gevolgd door actief kool adsorptie als polishing stap): voor lage of matige concentraties (bv. 50 mg/Nm³) fluorcomponenten. De combinatie van gaswasser + mistfilter verwijdert zowel oplosbare componenten als partikels >0,1 micron (99%).

Echter, deze technieken en treinen van technieken zijn niet effectief voor alle PFAS componenten. RIVM (Bakker et al., 2021) verschaft hierin meer inzichten.

Milieuvoordeel

De verwijdering of afbraak van het in het afgas aanwezige PFAS is het belangrijkste milieuvoordeel. Zoals beschreven bij de verschillende technieken, is er weinig informatie over de werkingsgraad en randvoorwaarden. Afhankelijk van de aard en de samenstelling van het afgas, en de te bereiken eindconcentraties, kan het nodig zijn technieken te combineren of ze in een meertrapsvorm toe te passen.

Bij elk van de technieken zijn er echter nadelige cross-media effecten, afhankelijk van de aard en de samenstelling van het afgas, en de techniek in kwestie, waaronder:

1. Toename energieverbruik van ventilatoren om drukval te compenseren bij alle technieken
2. Vorming PFAS-houdend stof of slib bij stofverwijdering, dat verder verwerkt moet worden
3. Verbruik van water en eventueel chemicaliën bij gaswassing
4. Vorming PFAS-houdend afvalwater bij gaswassing, dat verder verwerkt moet worden
5. Verbruik van actief kool bij actief koolfilter
6. Vorming van PFAS-houdend actief kool afval, dat in sommige gevallen niet gereactiveerd kan worden, en dus op een andere manier verder verwerkt moet worden
7. Verbruik van energie voor koeling bij een condensor
8. Vorming PFAS-houdend afvalwater bij condensor, dat verder verwerkt moet worden
9. Verbruik van brandstoffen bij thermische oxidatie
10. Groter ‘verbruik’ van keramisch materiaal in RTO’s indien stofafzetting optreedt en inbranden ervan
11. Vorming van sterke broeikasgassen (F-gassen) bij onvolledige thermische afbraak. Hier kan de impact door het meerverbruik aan energie (brandstoffen) vergeleken worden met de impact door verdere afbraak van F-gassen, zie ook 3.2.3.1.

De afvalstoffen die ontstaan bij de scheidingstechnieken (o.a. stoffilter, actief koolfilter, gaswassing, condensatie), moeten op hun beurt weer verwerkt worden, wat doorgaans extern gebeurt. Dit leidt, naast mogelijk verbruik van materialen, water en energie, elders opniew tot (mogelijke) luchtemissies. Het voordeel is echter dat scheidingstechnieken toelaten PFAS componenten meer te concentreren, en zo het energieverbruik voor destructie te beperken.

In het algemeen nemen de nadelige cross-media effecten toe naarmate de concentraties PFAS en/of interfererende stoffen voor zuivering toenemen, en naarmate de te bereiken eindconcentratie na zuivering afneemt. Het is af te wegen of en wanneer het milieuvoordeel van de PFAS verwijdering opweegt tegen de nadelige effecten. Algemeen zal dit meer het geval zijn bij hogere concentraties en meer schadelijke componenten, in het bijzonder bij zeer zorgwekkende stoffen. Er lijkt op dit moment onvoldoende informatie beschikbaar te zijn om hier een meer concrete inschatting van te maken.

Indien relevante concentraties PFAS aanwezig zijn in gebruikte grondstoffen of hulpstoffen voor de behandeling van het afgas, bv. in het water voor gaswassing, kan dit leiden tot een minder effectieve verwijdering, of in bepaalde gevallen zelfs een toename van PFAS, of van bepaalde componenten, in het afgas na de behandeling.

Financiële aspecten

End-of-pipe technieken gaan gepaard met investerings- en operationele kosten, afhankelijk van de aard en samenstelling van het afgas, en de te verwerken debieten. Voor meer informatie en concrete cases wordt verwezen naar de LUSS techniekfiches die worden vermeld bij elk van de technieken. In het algemeen zijn technieken kosteneffectiever bij beperkte debieten, hoge concentraties, efficiënt te verwijderen componenten en componenten met een grotere impact op milieu en gezondheid. Er lijkt op dit moment onvoldoende informatie beschikbaar om hier een meer concrete inschatting van te maken.

Vergeleken met de mogelijke grootteorde van saneringskosten bij verontreiniging van de omgeving, zal het beperken van luchtemissies, procesgeïntegreerd (zie technieken 4.2 en 4.3.) of end-of-pipe, nagenoeg altijd kosteneffectiever zijn. De saneringskost kan, bv. in het geval van grondwater/bemalingswater, oplopen tot honderdduizenden euro per kg PFAS. (informatie leden BC, 2022)