Výzkum účinnosti odstranění PFAS a organického fluoru z čistírenského kalu pyrolýzou
Náš nedávný výzkum zaměřený na odstranění per- a polyfluoroalkylových látek (PFAS) a organického fluoru (součást molekuly PFAS) byl zveřejněn v prestižním časopise Biochar (IF12,7/D1/2022). V článku se zabýváme problematikou zpracování čistírenských kalů pomocí pyrolýzy, jak v laboratorním, tak aplikačním měřítku na komerční pyrolýzní jednotce na ČOV Bohuslavice-Trutnov.
Stávající data týkající se chování organických látek v kalovém uhlí nejsou dostatečně komplexní. Náš experiment spočíval v pyrolýze čistírenského kalu obsahující PFAS při teplotě 200–700 °C. S cílem určit minimální bezpečnou teplotu pro jejich odstranění.
K odstranění více než 95 % PFAS docházelo při 400 °C, ale je důležité zdůraznit, že PFAS se nemusí pouze mineralizovat (odstraňovat), ale mohou se také štěpit na neanalyzované PFAS a další organofluorované látky. Proto jsme mimo PFAS analyzovali i organický fluor pomocí spalovací iontové chromatografie (CIC). V případě, že by došlo pouze ke štěpení, detekovali bychom v sludge-charu přítomný organický fluor, poukazující na nedostatečnou teplotu zpracování.
Na základě měření jsme určili teplotu odstranění více než 95 % organického fluoru – 400 °C. Zjištění byla úspěšně validována na pyrolýzní komerční jednotce na ČOV Bohuslavice-Trutnov, pracující při 600 °C. Samotný článek dále řeší problematiku přechodu PFAS a organofluoru do pyrolýzního plynu a chování umělé kontaminace PFAS a organického floru v homogenním prostředí pyrolyzovaného mořského písku.
Hušek, M., Semerád, J., Skoblia, S., Moško, J., Kukla, J., Beňo, Z., Jeremiáš, M., Cajthaml, T., Komárek, M., Pohořelý, M., 2024. Removal of per- and polyfluoroalkyl substances and organic fluorine from sewage sludge and sea sand by pyrolysis. Biochar 6, 31. https://doi.org/10.1007/s42773-024-00322-5
Práce vznikla ve spolupráci s ÚCHP AV ČR, MBÚ AV ČR (tým prof. Cajthamla a Dr. Semeráda), UPZCH VŠCHT (Dr. Skoblia a Dr. Beňo) a FŽP ČZU (prof. Komárek).
New article in the Biochar journal: Removal of per- and polyfluoroalkyl substances and organic fluorine from sewage sludge and sea sand by pyrolysis
Our recent research on the removal of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and organic fluorine from (part of the PFAS molecule) has been published in the prestigious journal Biochar (IF12.7/D1/2022). In this paper, we address the issue of treatment of sewage sludge by pyrolysis, both on a laboratory and application scale, at a commercial pyrolysis unit at the Bohuslavice-Trutnov WWTP.
The existing data concerning the behaviour of organic matter in sludge-char are not comprehensive enough. Our experiment involved pyrolysis of sewage sludge containing PFASs at 200-700 °C to determine the minimum safe temperature for their removal.
Removal of more than 95 % of PFASs occurred at 400 °C, but it is important to emphasise that PFASs may not only be mineralised (removed) but may also be broken down into unanalysed PFASs and other organofluorinated substances. Therefore, in addition to PFAS, we also analysed organic fluorine using combustion ion chromatography (CIC). If only PFAS cleavage had occurred, we would have detected organic fluorine in the sludge-char, indicating insufficient processing temperature.
We determined a removal temperature of 400 °C for more than 95% of the organic fluorine based on the measurements. The findings were successfully validated on a commercial pyrolysis unit at the Bohuslavice-Trutnov WWTP, operating at 600 °C. The paper further addresses the transition of PFASs and organofluorine into the pyrolysis gas and the behaviour of artificial contamination of PFASs and organofluorine in the homogeneous environment of pyrolysed sea sand.
Hušek, M., Semerád, J., Skoblia, S., Moško, J., Kukla, J., Beňo, Z., Jeremiáš, M., Cajthaml, T., Komárek, M., Pohořelý, M., 2024. Removal of per- and polyfluoroalkyl substances and organic fluorine from sewage sludge and sea sand by pyrolysis. Biochar 6, 31. https://doi.org/10.1007/s42773-024-00322-5
The work was done in collaboration with the ICPF CAS, MBU CAS (team of prof. Cajthaml and Dr Semerád), UPZCH UCT (Dr Skoblia and Dr Beňo) and FZP CZU (prof. Komárek).