Geschäftsmöglichkeit

Am ehemaligen Luftwaffenstützpunkt Pease in Portsmouth, New Hampshire, wurde über viele Jahre hinweg Brandschutztraining für den US-Staat New Hampshire durchgeführt. Bei den Übungen wurde wässriger filmbildender Schaum (Löschschaum) verwendet, der sich schließlich bis in den regionalen Grundwasserleiter hineinarbeitete. Die beiden primär am Standort vorgefundenen PFAS-Leitsubstanzen waren Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluorhexansulfonate (PFOS) in einer kombinierten Konzentration, die über dem empfohlenen Richtwert der Umweltschutzbehörde der Vereinigten Staaten (USEPA) von 0,07 Mikrogramm per Liter (µg/l) lag. Im Jahr 2014 begann das Ingenieurbüro der US-Luftwaffe (AFCEC) mit permanenten Maßnahmen zur Sanierung des von PFAS betroffenen Grundwassers bei Pease. AFCEC begann schnell damit, nachhaltige Behandlungstechnologien zu untersuchen.

Herausforderung

Die im Grundwasserzulauf gefundene Konzentration an PFAS gesamt von 50-100 ppb stellte die konventionellen Behandlungstechnologien vor großen Herausforderungen. Zu dieser Zeit wurde die Sanierung mit Aktivkohlegranulat als die effektivste PFAS-Behandlungsmethode angesehen. Das Ingenieurbüro AFCEC installierte ein Aktivkohlegranulat-System, um mit der Reinigung des Grundwasserleiters zu beginnen, stieß jedoch schnell auf erhebliche praktische Probleme. Der Nachteil dieser Lösung war die große Menge an verbrauchtem Aktivkohlegranulat, die bei der Sanierung des Standorts anfiel. Jeder Behälter hielt nur 2-3 Wochen lang, bis er ausgetauscht werden musste. Um die Kontamination in diesem Grundwasserleiter effektiv zu beseitigen, hätte man eine neue Lösung untersuchen, installieren und in Betrieb nehmen müssen. Bei AFCEC wusste man, dass dieses Problem landesweit auftreten würde und versuchte daher alternative Lösungen zu finden, die auch an anderen Standorten zum Einsatz kommen konnten.

Lösung

AFCEC beauftragte daraufhin die Wood Group PLC mit der Durchführung einer Pilotstudie, um die Leistung des regenerierbaren A3F-Ionenaustauscherharzes (SORBIX™ RePURE) von Emerging Compound Treatment Technologies (ECT2) mit Aktivkohlegranulat zu vergleichen. Die Pilotstudie am Standort hatte folgende Ziele bei der Grundwassersanierung:

  1. Nachweis, dass bei der Laborquantifizierung sowohl SORBIX™ A3F-Harz als auch Aktivkohlegranulat imstande sind, die PFAS unter die USEPA-Grenzwerte für PFOS und PFOA zu bringen.
  2. Feststellung der Durchbruchskurven und Sanierungskapazitäten für PFAS sowohl in SORBIX™ A3F-Harz als auch in Aktivkohlegranulat, sowie
  3. Aufzeigen der Regeneration des SORBIX™ A3F-Harzes vor Ort zur Demonstration einer gründlichen PFAS-Sanierungsleistung.

Gestützt auf den nachweislich überlegenen Vorteil des regenerierbaren Ionenaustauscherharzes SORBIX™ RePURE A3F, sowohl bei der PFAS-Sanierung als auch bei den Lebenszykluskosten, arbeitete AFCEC an der Weiterentwicklung einer kompletten SORBIX™ RePURE-Anlage zur PFAS-Sanierung und Regenerierung der Medien vor Ort.

SORBIX™ RePURE ist ein patentiertes regenerierbares Ionenaustauschverfahren, das die Abfallmenge am Standort erheblich reduziert. Bei diesem Prozess entfernt das SORBIX™ A3F-Ionenaustauscherharz PFAS aus dem Wasser, das durch die Kessel fließt. Die PFAS tropfen allmählich aus dem Haupttank in den Nachlauftank, in welchem dann eine Regeneration ausgelöst wird. Die PFAS werden daraufhin mithilfe einer spezifischen Regenerationslösung vom SORBIX™ RePURE A3F-Harz abgeschieden. Diese Lösung wird dann durch Destillation wiedergewonnen und kann für den nächsten Regenerationszyklus eingesetzt werden. Dieser Prozess ist im Hinblick auf die Materialwiederverwendung und die Abfallminimierung äußerst nachhaltig. Darüber hinaus verhindert der geschlossene Regelkreis, dass bei der Regeneration PFAS in die Atmosphäre gelangen.

Im Frühjahr 2018 waren Konstruktion, Installation und Inbetriebnahme des kompletten SORBIX™-Systems abgeschlossen. Das System hat bisher mehr als 133 Millionen Liter kontaminiertes Wasser mit einer durchschnittlichen PFAS-Konzentration von 48 µg/l behandelt. Seit Beginn der Inbetriebnahme wurde noch kein PFAS-Abfall vom Standort transportiert. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass das System mit einem ungefähren Konzentrationsfaktor von einer Million zu eins arbeitet. Das Verhältnis von einer Million zu eins bedeutet, dass bei der Behandlung von einer Million Liter Wasser ungefähr ein Liter fester Abfall erzeugt wird. Dies lässt sich teilweise auf einen weiteren Schritt im Behandlungsprozess zurückführen, der als SuperLoading™ bezeichnet wird. SuperLoading™ ist ein von ECT2 entwickeltes, patentiertes Verfahren, bei dem die während der Regeneration und Destillation abgeschiedenen PFAS weiter konzentriert werden.

Die von AFCEC eingesetzte neue Technologie hat nicht nur hervorragende Ergebnisse bei der PFAS-Sanierung und Abfallminimierung erzielt – sie bietet der Branche auch eine nachweislich umweltgerechte PFAS-Sanierungstechnologie von noch ungenutzten Ausmaßen an.