Sebbene vengano gradualmente eliminate dai sistemi antincendio, le sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS) si trovano nelle schiume antincendio acquose (AFFF) e nelle apparecchiature. Aiutando l'industria a far fronte a questa sfida, TRS Group sta ottimizzando un metodo per pulire i PFAS dalle apparecchiature antincendio. Di seguito discutiamo le sfide della rimozione dell'AFFF e discutiamo di una soluzione efficace.
In che modo il PFAS è diverso dagli altri contaminanti?
Con le code contenenti fluoro (mostrate a destra in verde) e diversi gruppi funzionali (teste mostrate in rosso), le molecole di PFAS sono stabili chimicamente e fisicamente e sono molto diverse da trattare rispetto ai solventi e agli idrocarburi del petrolio. Le caratteristiche uniche di PFAS includono:
- Le teste possono essere neutre, cationiche, anioniche o ioniche zwitter.
- Le molecole possono agire come basi e acidi.
- Gli obiettivi di bonifica sono spesso nell'intervallo di nanogrammi per litro (ng/L), ordini di grandezza inferiori agli obiettivi di concentrazione tipici per i solventi.
- Le molecole hanno un'affinità per le interfacce aria-acqua. A concentrazioni elevate possono formare schiume a causa delle loro proprietà tensioattive.
Queste proprietà creano sfide per bonifica e pulizia PFAS, con la necessità di tenere a mente la chimica quando si selezionano i metodi.
Eliminare il PFAS dalla soluzione
Sebbene i PFAS possano essere rimossi dall'acqua utilizzando lo scambio ionico e il carbone attivo granulare (GAC), a causa della loro bassa affinità per il GAC e degli obiettivi di bassa concentrazione disciolta, la frequente sostituzione del GAC e la rigenerazione delle resine portano a costi operativi elevati. L'industria sta lavorando intensamente per trovare soluzioni di trattamento dell'acqua PFAS a basso costo.
Una di queste soluzioni è chiamata il perfluoroAdTM metodo. Una volta sciolto in acqua calda, questo prodotto sostenibile per uso alimentare e simile al miele lega le molecole di PFAS per formare minuscoli fiocchi, che sono grappoli di particelle di PFAS e acido oleico. Il fiocco è più pesante dell'acqua, che possiamo rimuovere mediante una combinazione di decantazione e filtrazione.
Gli agenti detergenti che facilitano il desorbimento e la dissoluzione e quindi legano il PFAS saranno più efficaci dei tensioattivi e dei solventi tradizionali.
Rimozione dell'AFFF dalle apparecchiature antincendio
L'AFFF contiene tipicamente dal 3 al 10 percento (%) di PFAS in peso. I restanti fluidi sono liquidi veicolanti, come glicoli, esteri e poliglicocidi in diverse formulazioni. In un serbatoio di schiuma standard da 30 galloni, la massa PFAS è compresa tra 5 e 10 chilogrammi (kg). Sfortunatamente, il triplo risciacquo (o più) con acqua non è stato efficace come desiderato.
La maggior parte dei PFAS viene rimossa drenando l'AFFF dai sistemi, come illustrato in basso a sinistra.
Sebbene il concentrato AFFF fresco sia liquido e facilmente trasferito ai serbatoi di schiuma a bordo dei veicoli, nel tempo l'AFFF può diventare viscoso, formare rivestimenti solidi e attaccarsi alle superfici e ai tubi dei serbatoi. Tali accumuli di crosta ricchi di PFAS sono difficili da rimuovere, a meno che le superfici non siano accessibili e possano essere pulite mediante raschiatura e lavaggio a pressione. La rimozione dell'accumulo di croste è facilitata dall'agitazione fisica.
Poiché la maggior parte delle superfici interne è inaccessibile, è fondamentale che il metodo di pulizia e gli agenti funzionino bene negli angoli e nelle fessure dei serbatoi e delle tubazioni. Agenti, come PerfluorAd, assicurano la dissoluzione delle croste e dei residui liquidi di AFFF, poiché la flocculazione chimica allontana il PFAS dai depositi.
Il risciacquo più conveniente prevede agenti tensioattivi riscaldati e agitazione fisica. Ciò è particolarmente vero per i veicoli che sono stati in servizio per molto tempo e hanno residui sostanziali di vecchio concentrato di schiuma o depositi crostosi.
Ridurre al minimo la produzione di rifiuti
I perfluoroAdTM il processo di pulizia utilizza tra 500 e 2000 galloni di acqua per ogni camion. Per prima cosa scarichiamo l'acqua potabile attraverso il camion. Successivamente, riscaldiamo l'acqua e aggiungiamo PerfluorAd. Notare il crud nella foto in basso a sinistra in basso. Chiaramente, l'aggiunta di PerfluorAd ha un impatto significativo sulla rimozione dell'AFFF.
Rimuoviamo la maggior parte del PFAS come una piccola quantità di flocculante nel serbatoio a fondo conico mostrato sotto nella foto grande. Il flusso di rifiuti generato è di pochi litri di fango.
Una caratteristica significativa del perfluoroAdTM processo, trattiamo il risciacquo, riducendo ulteriormente i rifiuti generati, il che si traduce in un notevole risparmio sui costi. Infine, lucidiamo l'acqua in contenitori di carbone attivo granulare (GAC) prima dello scarico.
I futuri miglioramenti del sistema possono includere processi distruttivi di trattamento dell'acqua, come l'ossidazione dell'acqua sub o supercritica per ridurre ulteriormente la quantità di rifiuti prodotti.
Rimbalzo
Alla fine del Rimozione AFFF, sciacquiamo ripetutamente i serbatoi di schiuma e il sistema di tubazioni con acqua pulita. Una volta raggiunte condizioni di non formazione di schiuma, campioniamo l'acqua per l'analisi. In genere otteniamo riduzioni della concentrazione di PFAS di oltre il 99.8%. Il nostro calcolo mostra che laddove un tipico evento di estinzione di incendi porterebbe al rilascio da 5 a 10 kg di PFAS per autocarro non pulito, un evento simile dopo la pulizia con PerfluorAd rilascerebbe da 10 a 20 milligrammi, una riduzione del 99.9998%. Detto questo, l'acqua risultante non è abbastanza pulita da bere.
Poiché il PFAS si adsorbe e si diffonde nelle superfici solide, alcuni temono che i test mesi dopo dimostrerebbero che le concentrazioni di PFAS nei serbatoi sono rimbalzate; cioè, sono tornati diffusi dalle superfici impattate. Ciò si verificherebbe se una massa significativa di PFAS si diffondesse o si dissolvesse da tubi, raccordi o tubi flessibili nel tempo.
Un metodo di prova utile sarebbe ripetere il risciacquo finale e campionare nuovamente l'acqua qualche tempo dopo. Un approccio migliore sarebbe quello di collegare un idrante antincendio e simulare un vero evento di incendio facendo scorrere acqua e schiuma priva di fluoro attraverso il veicolo in un grande serbatoio dove possono essere raccolti campioni. Notiamo l'importanza di utilizzare la stessa forza di spruzzatura di un evento reale. Altri test nel mondo reale potrebbero includere l'utilizzo del motore del camion per attivare una presa di forza (PTO) per azionare pompe che pressurizzano l'acqua antincendio. Una conclusione ragionevole è che qualsiasi PFAS diffuso all'esterno delle apparecchiature interessate probabilmente non sarebbe misurabile.
