Pendant leur suppression progressive des systèmes de lutte contre les incendies, des substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS) se retrouvent dans les mousses aqueuses de lutte contre les incendies (AFFF) et les équipements. Pour aider l'industrie à relever ce défi, TRS Group optimise une méthode de nettoyage des PFAS des équipements d'extinction d'incendie. Ci-dessous, nous discutons des défis de la suppression des AFFF et discutons d'une solution efficace.
En quoi le PFAS est-il différent des autres contaminants ?
Avec les queues contenant du fluor (montrées à droite en vert) et différents groupes fonctionnels (têtes montrées en rouge), les molécules de PFAS sont stables chimiquement et physiquement et sont assez différentes à traiter que les solvants et les hydrocarbures pétroliers. Les caractéristiques uniques du PFAS comprennent :
- Les têtes peuvent être neutres, cationiques, anioniques ou zwitter-ioniques.
- Les molécules peuvent agir comme des bases et des acides.
- Les objectifs d'assainissement sont souvent de l'ordre du nanogramme par litre (ng/L), des ordres de grandeur inférieurs aux objectifs de concentration typiques pour les solvants.
- Les molécules ont une affinité pour les interfaces air-eau. À des concentrations élevées, ils peuvent former des mousses en raison de leurs propriétés tensioactives.
Ces propriétés créent des défis pour assainissement et le nettoyage des PFAS, avec la nécessité de garder à l'esprit la chimie lors de la sélection des méthodes.
Retirer le PFAS de la solution
Bien que les PFAS puissent être éliminés de l'eau à l'aide d'un échange d'ions et de charbon actif granulaire (GAC), en raison de leur faible affinité pour le GAC et de leurs faibles objectifs de concentration dissoute, le remplacement fréquent du GAC et la régénération des résines entraînent des coûts opérationnels élevés. L'industrie travaille intensément pour trouver des solutions de traitement de l'eau PFAS à moindre coût.
Une telle solution s'appelle la perfluorAdTM méthode. Une fois dissous dans de l'eau chaude, ce produit durable de qualité alimentaire et semblable au miel lie les molécules de PFAS pour former de minuscules flocs, qui sont des grappes de PFAS et de particules d'acide oléique. Le floc est plus lourd que l'eau, que nous pouvons éliminer par une combinaison de décantation et de filtration.
Les agents de nettoyage qui facilitent la désorption et la dissolution, puis lient le PFAS seront plus efficaces que les tensioactifs et solvants traditionnels.
Retrait de l'AFFF des équipements de lutte contre l'incendie
L'AFFF contient généralement de 3 à 10 % (%) de PFAS en poids. Les fluides restants sont des liquides porteurs, tels que des glycols, des esters et des polyglycocides dans différentes formulations. Dans un réservoir de mousse standard de 30 gallons, la masse du PFAS est de 5 à 10 kilogrammes (kg). Malheureusement, le triple rinçage (ou plus) avec de l'eau n'a pas été aussi efficace que souhaité.
La majorité du PFAS est éliminée en drainant l'AFFF des systèmes, comme illustré à gauche ci-dessous.
Alors que le concentré d'AFFF frais est liquide et facilement transféré dans les réservoirs de mousse à bord des véhicules, avec le temps, l'AFFF peut devenir visqueux, former des revêtements solides et se fixer aux surfaces des réservoirs et aux tuyaux. Ces accumulations de croûte riches en PFAS sont difficiles à éliminer, à moins que les surfaces ne soient accessibles et puissent être nettoyées par grattage et lavage sous pression. L'élimination des croûtes est facilitée par une agitation physique.
Étant donné que la plupart des surfaces internes sont inaccessibles, il est crucial que la méthode et les agents de nettoyage fonctionnent bien dans les coins et recoins des réservoirs et de la tuyauterie. Des agents, tels que PerfluorAd, garantissent la dissolution des croûtes et des résidus liquides d'AFFF, car la floculation chimique éloigne les PFAS des dépôts.
Le rinçage le plus rentable implique des agents de type tensioactif chauffés et une agitation physique. Cela est particulièrement vrai pour les véhicules qui ont été en service pendant une longue période et qui présentent des résidus importants d'émulseur plus ancien ou des dépôts croustillants.
Minimiser la production de déchets
Les perfluorAdTM le processus de nettoyage utilise entre 500 et 2000 gallons d'eau pour chaque camion. Nous vidons d'abord l'eau potable du camion. Par la suite, nous chauffons l'eau et ajoutons du PerfluorAd. Remarquez le crud dans la photo en bas à gauche ci-dessous. De toute évidence, l'ajout de PerfluorAd a un impact significatif sur la suppression des AFFF.
Nous retirons la majorité du PFAS sous forme d'une petite quantité de floculant dans le réservoir à fond conique illustré ci-dessous sur la grande photo. Le flux de déchets généré est de quelques gallons de boues.
Une caractéristique importante de la perfluorAdTM processus, est que nous traitons les rinçures, réduisant davantage les déchets générés, ce qui se traduit par des économies de coûts substantielles. Enfin, nous polissons l'eau dans des récipients à charbon actif granulaire (GAC) avant son rejet.
Les améliorations futures du système peuvent inclure des processus de traitement de l'eau destructeurs, tels que l'oxydation de l'eau sous- ou supercritique pour réduire davantage la quantité de déchets produits.
Rebondir
A la fin de l' Suppression de l'AFFF, nous rinçons les réservoirs de mousse et le système de tuyauterie à plusieurs reprises avec de l'eau propre. Une fois que nous atteignons des conditions non moussantes, nous échantillonnons l'eau pour analyse. Nous obtenons généralement des réductions de la concentration de PFAS de plus de 99.8 %. Notre calcul montre que là où un événement typique d'extinction d'incendie conduirait à la libération de 5 à 10 kg de PFAS par camion non nettoyé, un événement similaire après nettoyage avec PerfluorAd libérerait environ 10 à 20 milligrammes, soit une réduction de 99.9998 %. Cela dit, l'eau qui en résulte n'est pas assez propre pour être bue.
Alors que le PFAS s'adsorbe et se diffuse dans les surfaces solides, certains craignent que des tests des mois plus tard ne montrent que les concentrations de PFAS dans les réservoirs ont rebondi ; c'est-à-dire qu'ils ont rediffusé hors des surfaces impactées. Cela se produirait si une masse importante de PFAS se diffusait ou se dissolvait dans les tuyaux, les raccords ou les tuyaux au fil du temps.
Une méthode de test utile consisterait à répéter le rinçage final et à rééchantillonner l'eau un peu plus tard. Une meilleure approche serait de se brancher à une bouche d'incendie et de simuler un véritable incendie en faisant couler de l'eau et de la mousse sans fluor à travers le véhicule dans un grand réservoir où des échantillons peuvent être prélevés. On note l'importance d'utiliser la même force de pulvérisation que lors d'un événement réel. D'autres tests dans le monde réel pourraient inclure l'utilisation du moteur du camion pour engager une prise de force (PTO) pour faire fonctionner des pompes qui pressurisent l'eau de lutte contre l'incendie. Une conclusion raisonnable est que tout PFAS diffusé hors de l'équipement impacté ne serait probablement pas mesurable.
