Устранение загрязнения ПФАС с помощью термоиндукционного нагрева

Персонал по производству порошковых сыпучих материалов | 19 июля 2023 г.

Исследователи из Университета Миссури разработали новый метод с использованием термического индукционного нагрева для быстрого разрушения ПФАС, оставшегося на поверхности двух твердых материалов — гранулированного активированного угля и анионообменных смол — после того, как эти материалы были использованы для фильтрации ПФАС из муниципальных систем водоснабжения.

Доктор Фэн «Фрэнк» Сяо, доцент кафедры гражданского строительства и экологической инженерии Инженерного колледжа Университета Миссури, и его коллеги некоторое время работали над термической обработкой, которая, вероятно, является первой используемой обработкой в ​​мире. в этом процессе.

Исследование «Термический фазовый переход и быстрая деградация вечных химикатов (PFAS) в отработанных средах с использованием индукционного нагрева» было опубликовано в журнале Американского химического общества ACS ES&T Engineering.

Доктор Фэн «Фрэнк» Сяо, доцент кафедры гражданского строительства и экологической инженерии Инженерного колледжа Университета Миссури.

«Поскольку группа химикатов, известных как PFAS, обычно устойчива к разложению, они создают серьезные проблемы для существующих процессов очистки, включая методы утилизации отходов материалов, используемых в качестве фильтров, таких как гранулированный активированный уголь и анионообменные смолы», — сказал Сяо.

ПФАС можно отфильтровать из воды с помощью абсорбентов, но утилизация использованных или «отработанных» абсорбентов создает проблемы загрязнения окружающей среды. Цель команды — очистить материалы перед их правильной утилизацией.

Метод основан на эффекте Джоулевого нагрева, в котором используется процесс электромагнитной индукции внутри металлического реактора. Он привел к разложению PFAS на 98% на поверхности абсорбентов, таких как гранулированный активированный уголь и анионообменные смолы, всего за 20 секунд, что делает этот процесс очень энергоэффективным и быстрым, чем традиционные методы.

Однако есть и недостатки. Если температура недостаточно высока, ПФАС образует другие продукты. В ходе этого процесса создаются они — органические фторированные соединения и фтористый водород. Хотя они считаются токсичными при употреблении через дыхание или проглатывание, у Сяо есть решение.

«Если газообразные органические фторированные продукты не разлагаются во время индукционного нагрева, потребуется обработка для их удаления или разложения», — сказал Сяо. «Однако, согласно моим предыдущим исследованиям, некоторые из этих продуктов могут разлагаться при регулярном термическом воздействии. подходы. Одновременно увеличивается образование фторида водорода, что желательно, поскольку это означает большую минерализацию или разложение ПФАС. Мы обнаружили, что фторид водорода можно удалить, просто используя глину или почву при умеренных температурах».

Сяо сказал, что органические соединения труднее удалить. «Для этого нам нужно больше информации. Но я думаю, что у нас есть кое-какая идея. И результаты на данный момент обещают достичь 100% деминерализации и добиться не нулевого, а минимального образования органических побочных продуктов».

Исследовательская группа Сяо первой в мире продемонстрировала разложение вечных химикатов при температуре до 150°C в трех статьях, опубликованных в период с 2019 по 2021 год. Термическая обработка теперь стала одной из наиболее многообещающих технологий для полного разложения вечных химикатов.

В другом проекте он продемонстрировал, как расщеплять ПФАС в почве, подвергая ее сильному нагреву. В статье, опубликованной в 2022 году, Сяо обнаружил, что нагревание почвы до 500 градусов всего за 30 минут привело к деградации 99% всех ПФАС.

Дополнительная информация о текстовых форматах