Meny
Översikt av SAFF-metoden
SAFF står för Surface Active Foam Fractionation och är en teknik som utnyttjar PFAS fysikaliska och kemiska benägenhet att vilja fästa till luftbubblor som en följd av ämnenas hydrofoba och hydrofila egenskaper.
Luft pumpas in i botten av en smal vattenfylld kolonn. När luftbubblorna stiger genom kolonnen samlar de effektivt upp PFAS-ämnen som är löst bundna till vattenmolekylerna. Föroreningarna stiger med bubblorna upp till ytan. Väl vid ytan kan koncentratet av PFAS avlägsnas genom en enkel separation.
Behandlat (luftat) vatten kan släppas till recipient (om koncentrationen av PFAS är under rådande rikt- eller gränsvärden), eller ledas vidare för ytterligare behandling med tekniker lämpliga att använda på lågförorenat vatten, så som till exempel fytoremediering (PHYTO) och anjonbytarmassor (AEX).
Det uppsamlade PFAS-koncentratet leds vidare till ytterligare fraktioneringssteg för att koncentreras ännu mer och till slut bli ett högkoncentrat av relativt liten volym som lämpar sig för destruktion med destruktionstekniker så som termisk förbränning, Super Critical Water Oxidation (SCWO) eller Elektrokemisk Oxidation (EO).
Systemet har betydande fördelar i jämförelse med samtliga andra tekniker på marknaden då systemet är robust. SAFF fungerar utan reducerad effekt oavsett om vattnet innehåller stora mängder suspenderat material, föroreningar av olika slag, inklusive olja samt biologiska ämnen. Systemet är inte känsligt för höga koncentrationer och är inte pH-känsligt. Systemet behöver inte heller några förbehandlingssystem, men för att minimera servicearbeten så kan vatten som innehåller större partiklar med fördel få passera via någon form av separation till exempel en lamellavskiljare.
Utrustningen består av ett antal kolonner i en serie. Figur 1 visar ett system med fyra primära fraktioneringskolonner, två sekundära kolonner där man även kan utföra tertiär fraktionering, lagringstankar och kringutrustning. Utrustningen kan normalt rymmas i en 40 fot container (Figur 2).
Hur fungerar SAFF?
SAFF-systemet fungerar i tre fraktioneringssteg. I det första steget fylls en kolonn med PFAS-förorenat vatten. Luft injiceras i botten av kolonnen och luftbubblor stiger genom kolonnen. PFAS fäster på bubblorna och flyter med dem till ytan där ett skum bildas. PFAS-föreningar ackumuleras därför i toppen av kolonnen. Skum, och en del av vattnet, rinner över en ”kant” i toppen av kolonnen och avlägsnas. Anledningen till att man tar bort en del av vattnet, och inte bara skummet, är för att få en högre reningsgrad av PFAS med kortare kedja. Kortkedjiga PFAS har inte samma potential att bilda skum som de längre kedjorna och genom att ta med det översta vattenskiktet kan även en större andel kortkedjiga PFAS tas med till det andra steget. I det första fraktioneringssteget ökar PFAS-koncentrationerna med cirka 10 gånger.
I det andra steget pumpas skummet och det avlägsnade vattnet till en andra fraktioneringskolonn, där samma process sker som i den första kolonnen. Eftersom koncentrationerna av PFAS nu är cirka 10 gånger högre erhålls ett torrare skum som avlägsnas med vakuum. Kärlet, där det andra fraktioneringssteget utförs, är utrustat med noggrant kalibrerade sensorer som styr en vakuumpump och dess avstånd till faktiska process-skumnivåer. Hyperkoncentratet som genereras av denna process leds till en uppsamlingsbehållare där det förvaras i väntan på steg 3. I detta andra fraktioneringssteg ökas koncentrationen ytterligare (upp till 1 500 gånger), vilket innebär att den totala koncentrationsökningen nu är cirka 10 000 gånger initiala nivåer.
I det tredje fraktioneringssteget, som utförs på samma sätt som det andar steget, erhålls ytterligare koncentrationsökningar. Den totala koncentrationsökningen som erhålls efter de tre stegen är mellan 50 000 – 2 000 000 gånger initiala koncentrationer i det obehandlade vattnet. Avfallsvolymerna för hyperkoncentrat är därför samma faktor mindre än volymen behandlat vatten som gått igenom SAFF-processen. Förväntade mängder avfall beror på vilken typ av vatten som behandlas, men från genomförda projekt ser vi att den förväntade mängden avfall för deponilakvatten är mindre än 1 m3 per 40 000 m3 renat vatten och för grundvatten ca 10 liter per 40 000 m3 behandlat vatten.
Tabellen (nedan) sammanfattar koncentrationsökningarna vid varje steg:
Kapacitet
Kapaciteten hos en 40-fots SAFF40, med möjlighet till tre fraktioneringssteg och intern lagring av hyperkoncentrat, beror på vilken typ av vatten som ska behandlas och vilken sammansättning och koncentration av PFAS som vattnet har. Olika PFAS kräver olika cykeltider, och vattnets potential att skumma avgör hur mycket energi pumparna behöver ge. Erfarenhetsmässigt kan en SAFF40 behandla lakvatten med en kapacitet på 20-40 m3/h beroende på vattnets benägenhet att skumma, medan det för grundvatten är möjligt att behandla ca 40 m3/h med samma utrustning om fokus enbart är på PFAS-ämnen med 6 kolatomer eller mer. När behandling av ämnen med kortare kedja krävs kan längre behandlingstider behövas i de olika stegen, vilket resulterar i minskad flödeskapacitet.
SAFF i LIFE SOuRCE
I LIFE SOuRCE-projektet kommer SAFF-tekniken att demonstreras och ytterligare optimeras för grundvattenrening, samt kombineras med två poleringstekniker, AEX och fytoremediering, på två olika PFAS-förorenade platser; en plats i Spanien där AFFF-produkter har använts, och en deponi i Sverige. Optimeringen kommer att innefatta testning av ny design av fraktioneringskärl, för att undersöka om högre reningseffektivitet kan uppnås för PFAS med både korta och medellånga kedjor. Genom att koppla SAFF med poleringstekniker kommer även effektiviteten och kostnaden för borttagning av korta kedjor med dessa andra tekniker att utvärderas, liksom effektivitet och kostnader för hela behandlingskedjan.
