Anlass
Ein Flughafen in den Vereinigten Staaten verwendet im Winter Enteisungsmittel, um den Betrieb bei kaltem Wetter zu unterstützen. Die gebrauchte Flüssigkeit wird gepumpt und in Lagunen transportiert, von wo sie in Schritten durch eine Abwasserleitung in die örtliche kommunale Kläranlage geleitet wird. Das Lagunenwasser kann eine Vielzahl von PFAS-Verbindungen sowie erhöhte Werte von Propylenglykol aus der Enteisungsflüssigkeit und erhöhte Werte von Schwebstoffen und Eisen enthalten, was zu einer chemisch und physikalisch komplexen Wassermatrix für die PFAS-Behandlung macht. Das Propylenglykol ist biologisch gut abbaubar, was zu erhöhten BSB-, TOC- und CSB-Werten führt.
Herausforderung
Als proaktive Maßnahme zur Entfernung von PFAS aus dem Abwasser wurde eine schnelle Reaktion gefordert, um die Behandlung in Ganz zu bringen, bevor die Lagunen ihre Kapazität erreichen. Die Bereitstellung des Systems musste kurzfristig erfolgen. Gleichzeitig mussten die Sanierungsvorgaben erfüllt und das Projektbudget eingehalten werden. Das Projektziel bestand darin, Wasser mit einer PFAS-Konzentration von PFOS und PFOA von weniger als 10 ppt abzuleiten.
Darüber hinaus wies das Lagunenwasser unbekannte organische Stoffe und eine unbekannte PFAS-Konzentration auf. Das Regenwasser floss schubweise in die Lagunen; jedes Wetterereignis brachte einen anderen Wasserstand und eine andere Menge an Enteisungsflüssigkeit mit sich. Diese Variabilität führte zu Komplikationen für das Planungsteam hinsichtlich der eingehenden Analyseergebnissen.
Lösung
ECT2 setzte schnell eine Pilotanlage ein, um der vollständigen Aufbereitungsanlage zuvorzukommen und Erkenntnisse zu gewinnen, die einen unvorhergesehenen PFAS-Durchbruch verhindern. Die Auswahl der Filtermedien führte zu einer minimalen Konkurrenz zwischen der hohen Konzentration von Glykol/Fettsäuren und eventuell vorhandenen PFAS. Nach einer anfänglichen Anpassungsphase durchlief der Großteil der Glykole und Fettsäuren das System ohne die erwartete Adsorption von PFAS.
Die Aufbereitungsanlage mit einer Kapazität von 20 GPM wurde in einem einzigen 40-Fuß-Container installiert, was eine einfache Verlegung an den Standort und eine schnelle “Plug-and-Play”-Einsatz vor Ort ermöglichte. Das System zur Entfernung von PFAS umfasst eine proprietäre Vorbehandlungsstufe zur Entfernung von Schwebstoffen, Eisen und anderen Verunreinigungen sowie spezielle Ionenaustauschharze zur Entfernung von PFAS. Das System ist außerdem in der Lage, künftige Behandlungsbedingungen zu simulieren und ermöglicht es den Betreibern, vorherzusagen, wann ein PFAS-Durchbruch auftreten könnte.
Wie erwartet, war die größte Herausforderung bisher die Bewältigung der Eisenverschmutzung und des biologischen Wachstums, die auf den Vorbehandlungsmedien und dem Harz auftreten. Dies wurde erfolgreich mit einer Kombination aus oxidierenden und nicht-oxidierenden organischen Dispersionsmitteln bewältigt. In der Anfangsphase des Projekts wurden im Labor Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt, um ein wirksames organisches Dispersionsmitteln zu finden, das die Entfernung von PFAS nicht beeinträchtigt und vor der Einleitung des behandelten Wassers leicht abgebaut/entfernt werden kann.
Das Wasser aus jeder Lagune wird in einem Vorlagetank gepumpt, dann durch die Aufbereitungsanlage in einen Lagertank gepumpt und vor der Ableitung beprobt. Der Durchfluss durch das System beträgt durchschnittlich 12-15 GPM (0,76 – 0,95 l/s). In der ersten Saison der Aufbereitung war kein Austausch von Harzen oder Vorbehandlungsmedien erforderlich. Das Projektziel bestand darin, Wasser mit einer PFAS-Konzentration unter 10 ppt abzuleiten. Die Aufbereitungsanlage hat alle Projektziele erreicht, wobei die PFAS-Konzentrationen im behandelten Wasser bei den bisher behandelten ca. 1,2 Millionen Litern Lagunenwasser durchweg unter der Nachweisgrenze lagen.