При поэтапном исключении из систем пожаротушения пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС) обнаруживаются в водных пенах для пожаротушения (ВПП) и оборудовании. Помогая отрасли справиться с этой проблемой, TRS Group оптимизирует метод удаления PFAS из оборудования для пожаротушения. Ниже мы обсудим проблемы удаления AFFF и обсудим эффективное решение.
Чем ПФАС отличается от других загрязняющих веществ?
Молекулы ПФАС с фторсодержащими хвостами (показаны справа зеленым цветом) и различными функциональными группами (головки показаны красным) химически и физически стабильны, и их обработка отличается от растворителей и нефтяных углеводородов. Уникальные характеристики PFAS включают в себя:
- Головки могут быть нейтральными, катионными, анионными или цвиттер-ионными.
- Молекулы могут действовать как основания и кислоты.
- Цели восстановления часто находятся в диапазоне нанограммов на литр (нг/л), что на несколько порядков ниже, чем типичные целевые концентрации для растворителей.
- Молекулы имеют сродство к границам раздела воздух-вода. В повышенных концентрациях они могут образовывать пену из-за своих поверхностно-активных свойств.
Эти свойства создают проблемы для рекультивация и очистка PFAS, при этом необходимо учитывать химический состав при выборе методов.
Извлечение PFAS из раствора
Хотя ПФАВ можно удалить из воды с помощью ионного обмена и гранулированного активированного угля (ГАУ), из-за их низкого сродства к ГАУ и низкой концентрации в растворенном состоянии частая замена ГАУ и регенерация смол приводят к высоким эксплуатационным расходам. Промышленность интенсивно работает над поиском более дешевых решений для очистки воды на основе PFAS.
Одно из таких решений называется ПерфторAdTM метод. После растворения в теплой воде этот устойчивый пищевой и похожий на мед продукт связывает молекулы ПФАС с образованием крошечных хлопьев, которые представляют собой скопления частиц ПФАВ и олеиновой кислоты. Флок тяжелее воды, которую мы можем удалить с помощью комбинации отстаивания и фильтрации.
Чистящие средства, которые облегчают десорбцию и растворение, а затем связывают PFAS, будут более эффективными, чем традиционные поверхностно-активные вещества и растворители.
Снятие ВПП с пожарного оборудования
AFFF обычно содержит от 3 до 10 процентов (%) PFAS по весу. Остальные жидкости являются жидкостями-носителями, такими как гликоли, сложные эфиры и полигликоциды в различных составах. В стандартном 30-галлонном баке для пены масса PFAS составляет от 5 до 10 килограммов (кг). К сожалению, трехкратное (или более) ополаскивание водой не было столь эффективным, как хотелось бы.
Большая часть PFAS удаляется путем слива AFFF из систем, как показано слева ниже.
В то время как свежий концентрат ВПП является жидким и легко переносится в резервуары с пеной на борту транспортных средств, со временем ВПП может становиться вязким, образовывать твердые покрытия и прилипать к поверхностям резервуаров и трубам. Такие отложения корки, богатые ПФАВ, трудно удалить, если поверхности не доступны и не могут быть очищены путем соскабливания и мойки под давлением. Удаление корки облегчается физическим перемешиванием.
Поскольку большинство внутренних поверхностей недоступны, крайне важно, чтобы метод очистки и средства хорошо работали в укромных уголках резервуаров и трубопроводов. Агенты, такие как PerfluorAd, обеспечивают растворение корок и жидких остатков ВПП, поскольку химическая флокуляция вытягивает ПФАС из отложений.
Наиболее экономичная промывка включает нагретые вещества, подобные поверхностно-активным веществам, и физическое перемешивание. Особенно это касается автомобилей, находящихся в эксплуатации длительное время и имеющих значительные остатки старого пенообразователя или корки.
Минимизация образования отходов
Ассоциация ПерфторAdTM В процессе очистки на каждый грузовик расходуется от 500 до 2000 галлонов воды. Сначала мы пропускаем питьевую воду через грузовик. После этого нагреваем воду и добавляем PerfluorAd. Обратите внимание на грязь на нижнем левом фото ниже. Очевидно, что добавление PerfluorAd оказывает значительное влияние на удаление AFFF.
Мы удаляем большую часть PFAS в виде небольшого количества флокулянта в резервуаре с конусным дном, показанном ниже на большой фотографии. Образующийся поток отходов представляет собой несколько галлонов шлама.
Существенной особенностью ПерфторAdTM мы обрабатываем ополаскиватель, дополнительно сокращая образующиеся отходы, что приводит к существенной экономии средств. Наконец, мы очищаем воду в сосудах с гранулированным активированным углем (GAC) перед сбросом.
Будущие усовершенствования системы могут включать разрушительные процессы очистки воды, такие как до- или сверхкритическое окисление воды, для дальнейшего сокращения количества образующихся отходов.
Отскок
В конце Удаление AFFF, мы неоднократно промываем резервуары для пены и систему трубопроводов чистой водой. Как только мы достигаем условий отсутствия пенообразования, мы берем пробу воды для анализа. Обычно мы добиваемся снижения концентрации ПФАС более чем на 99.8%. Наши расчеты показывают, что там, где типичное мероприятие по тушению пожара приведет к выбросу от 5 до 10 кг ПФАВ на неочищенный грузовик, аналогичное событие после очистки с помощью PerfluorAd приведет к выбросу от 10 до 20 миллиграммов, что на 99.9998% меньше. Тем не менее, полученная вода недостаточно чистая для питья.
Поскольку ПФАС адсорбируется и диффундирует на твердые поверхности, некоторые обеспокоены тем, что испытания спустя несколько месяцев покажут, что концентрации ПФАВ в резервуарах восстановились; то есть обратно диффундировали из пораженных поверхностей. Это может произойти, если значительная масса ПФАС диффундирует или растворяется из труб, фитингов или шлангов с течением времени.
Полезным методом тестирования может быть повторение последнего ополаскивания и повторное взятие пробы воды через некоторое время. Лучшим подходом было бы подключение к пожарному гидранту и имитация реального пожара путем пропускания воды и не содержащей фтора пены через транспортное средство в большой резервуар, где можно собрать образцы. Мы отмечаем важность использования той же силы распыления, что и во время реального мероприятия. Другие испытания в реальных условиях могут включать использование двигателя грузовика для включения коробки отбора мощности (ВОМ) для запуска насосов, которые нагнетают воду для пожаротушения. Разумный вывод заключается в том, что любой ПФАВ, выделившийся из пострадавшего оборудования, вероятно, не поддается измерению.
