Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) is a group of man-made, highly persistent chemicals. Due to the specific surface-active attributes of these molecules, applications are numerous and feed an economically important industry. During the last decade, PFASs have been detected globally in the environment, living organisms and tap water. The combination of toxic properties and high bioaccumulative potential, together with the discovery that conventional water treatment methods do not remove PFAS, renders further research on purification methods highly needed. Three techniques of purifying water from PFASs were examined. Nanofiltration technology (NF) is a membrane filtration technique, which produces a purified product (the permeate) by generating an effluent of high contaminant concentration (the reject water). To decontaminate the reject water, adsorption by granular activated carbon (GAC) or anion exchange (AE) have been proposed. The efficiency of these three technologies was studied at Bäcklösa drinking water treatment plant (DWTP) in Uppsala. A nanofiltration pilot with two 270NF membranes (Dow Filmtech™), connected in series, was used. A high removal efficiency (>90%) was found for all PFASs. Furthermore, it was confirmed that the concentration in the permeate water was a function of the concentration in the incoming raw water; increased PFAS raw water concentration resulted in increased PFAS permeate concentration. Size-exclusion and electrostatic repulsion were deemed important mechanisms. For the comparison of GAC (Filtrasorb 400®) and AE (Purolite® A-600), a column experiment was set up. The perfluoroalkane (-alkyl) sulfonic acids (PFSAs) and perfluorooctanesulfonamide (FOSA) had similar removal efficiencies using both GAC and AE, and the efficiency increased with increasing chain length. AE was found to have a higher average removal efficiency of perfluoroalkyl carboxylic acid (PFCAs) (62-95%) than GAC (49-81%). In conclusion, longer chain length PFASs were removed more effectively than shorter-chained, and the PFSAs and FOSA showed higher removal efficiency compared to the PFCAs. Furthermore, linear isomers were removed more effectively than branched for GAC and AE. In contrast, the opposite was found for the NF membrane, where branched isomers were better retained. / Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) är en grupp syntetiska, ytterst persistenta kemikalier. På grund av deras ytaktiva egenskaper är de lämpliga för användning i många produkter och tillverkningsprocesser, och är således viktiga för en ekonomiskt betydande industri. Under det senaste årtiondet har PFAS påträffats i miljön, levande organismer och kranvatten världen över. Kombinationen av toxiska egenskaper, en hög bioackumuleringspotential och upptäckten att konventionella reningsmetoder inte avlägsnar substanserna från vatten, gör att vidare forskning av reningsmetoder för PFAS är mycket angelägen. Tre reningsteknikers förmåga att rena vatten från PFAS undersöktes. Nanofiltrering (NF) är en membranfiltreringsteknik som utöver den renade produkten, permeatet, även framställer en biprodukt av hög föroreningsgrad, rententatet. För att rena rententatet har adsorption till granulärt aktivt kol (GAC) eller jonbytarmassa (AE) föreslagits. Teknikerna utvärderades på Bäcklösa Vattenverk i Uppsala. Nanofiltreringen undersöktes i en pilotanläggning där två 270NF (Dow Filmtech™) membran var seriekopplade. En hög reningsgrad (>90%) konstaterades för alla typer av PFAS. Vidare visades PFAS-koncentrationen i permeatet vara en funktion av PFAS-koncentrationen i råvattnet; en ökad råvattenkoncentration gav en ökad permeatkoncentration. Storleksseparation och elektrostatisk repulsion befanns vara viktiga mekanismer som påverkade reningsgraden. För att undersöka de mekanismer som påverkar PFAS-adsorption jämfördes GAC (Filtrasorb 400®) och AE (Purolite® A-600) i ett kolonnexperiment. Reningsgraden för GAC och AE av perfluorerade sulfonsyror (PFSA) och perfluorooktan sulfonamider (FOSA) var lika hög och reningseffektiviteten ökade med ökande kolkedjelängd. AE återfanns ha en högre genomsnittlig reningsgrad av perfluorkarboxylsyror (PFCA) (62-95%) än GAC (49-81%). Sammanfattningsvis avlägsnades PFAS av längre kolkedjelängd mer effektivt än kortare kolkedjor, och PFAS med sulfonsyror och sulfonamider som funktionella grupper uppvisade en högre reningsgrad än karboxylsyrorna. Vidare renades linjära isomerer mer effektivt än grenade både genom GAC och AE. Däremot konstaterades det motsatta för NF-membranen, där grenade isomerer renades mer effektivt. / SafeDrink
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-268448 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Lindegren, Klara |
| Publisher | Uppsala universitet, Luft-, vatten och landskapslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 15055 |
Page generated in 0.0021 seconds