El proceso de electroxidación de PFASER, que incluye un electrodo de diamante patentado dopado con boro, está configurado para proporcionar un procesamiento innovador en el sitio de PFA con lodo cero, combinado con un proceso de eliminación de clorato patentado.
La química intrínseca de las sustancias per y polifluoroalquilo (PFA) los hace muy resistentes a los tratamientos convencionales. Como resultado, estas moléculas tóxicas son ubicuas, ya que se pueden encontrar en casi cualquier lugar de la tierra, incluyendo agua, suelo y criaturas. En respuesta, los gobiernos de todo el mundo están avanzando con nuevas regulaciones y pautas de PFA, endureciendo los umbrales, limitando el uso no esencial y piden una mayor responsabilidad por los impactos a largo plazo.
Para la mayoría de los municipios, servicios públicos, aeropuertos, fabricantes y operadores de vertederos, este paisaje en evolución plantea dos desafíos.
Horario corto: Diseñar e implementar un sistema de tratamiento probado, fácil de operar y rentable antes de que surja las penalizaciones o la responsabilidad. Responsabilidad de la vida: PFA se captura y se exporta a sitios externos y, en última instancia, se trata a temperaturas o presiones muy altas, hidroxilación supercrítica (SCWO), plasma o tratamiento alcalino hidrotérmico (alto), lo que indica que PFA se destruye permanentemente en el campo.
Pfaser, un sistema de electroroJidación avanzada (EO) desarrollado por WSP, aborda estos desafíos con una efectividad innovadora, eficiencia operativa y flexibilidad. Este artículo explora las técnicas terapéuticas actuales, incluidas las fortalezas y limitaciones clave, las compara con las características clave de PFASER y proporciona perspectivas técnicas y estratégicas detalladas para servicios públicos, socios tecnológicos, formuladores de políticas e inversores.
Por qué hay escasez de tratamientos actuales
Tecnología de separación de PFAS
PFA presenta un gran desafío para los profesionales del tratamiento del agua debido a su persistencia y resistencia a los métodos de reparación tradicionales. La mayoría de las soluciones de PFA a gran escala se basan en la «separación» en lugar de la «destrucción». El carbono activado granular (GAC), las resinas de intercambio iónico (IEX), la ósmosis inversa (RO) y la nanofiltración (NF) son efectivas para eliminar la PFA del agua, pero no descomponen las moléculas. Como resultado, estos procesos generan flujos de desechos secundarios y requieren un mayor manejo, a menudo a través de la incineración, el vertedero o la regeneración. Estos procesos posteriores están asociados con altos costos operativos y emisiones sustanciales de carbono.
La Tabla 1 resume importantes técnicas de separación de PFAS que eliminan PFA del agua pero no destruyen moléculas.
Como Dra. Valerie Lebeyle, ingeniera senior de tratamiento de agua en WSP en Canadá, dijo en un seminario web de marzo de 2025:
Tecnología de destrucción de PFAS
Dados los avances recientes, las tecnologías destinadas a interrumpir los PFA se consideran cada vez más favorables. Las técnicas como EO representan evoluciones importantes en la filosofía terapéutica, centrándose en la eliminación permanente de PFA en lugar de simplemente cambiar la contaminación a otro medio. Sin embargo, la posibilidad de una destrucción completa es el objetivo final, pero estas tecnologías presentan desafíos significativos, incluido el riesgo de formación de subproductos de toxicidad secundaria y requisitos de energía sustanciales, que pueden servir como factores limitantes bajo condiciones operativas o específicas específicas del sitio.
Las técnicas destructivas para descomponer las moléculas de PFA a nivel químico proporcionan una solución más permanente. Sin embargo, la mayoría de estos métodos dependen de procesos de alta temperatura, aumentando los requisitos de energía y la huella de carbono, especialmente cuando se llevan a cabo desde el campo. La tecnología EO es la única tecnología que puede descomponer PFA en condiciones ambientales. La única limitación importante es la formación de subproductos tóxicos, especialmente percloratos. Esto puede ocurrir cuando se oxidan los iones de cloruro en la matriz de agua.
La Tabla 2 compara limitaciones importantes con los métodos de tratamiento diseñados para destruir las moléculas de PFA.
El futuro del tratamiento con PFAS es avanzar en soluciones automatizadas de soluciones en el sitio que priorizan la destrucción molecular y minimizan el impacto ambiental.
PFASER: Innovación en la intersección de las necesidades y la tecnología
PFASER es un sistema pendiente de patente desarrollado por WSP que utiliza EO en combinación con un sistema de eliminación por cloro para lograr la destrucción de PFA de alta eficiencia en el campo en una forma modular y contenedores sin generar subproductos tóxicos.
El siguiente punto encapsula la funcionalidad central y las innovaciones técnicas de PFASER.
Oxidación eléctrica por electrodos BDD de proqua
Pfaser incorpora solo los reactores de electrodos de diamante de boro dopado con boro (BDD) de Pro Aqua, eliminando efectivamente más del 95% del PFA total en las corrientes de agua contaminadas en cuestión de minutos. BDD genera una vía directa de transferencia de electrones con radicales hidroxilo altamente oxidativos que escinden el enlace C – F ultraestable sin aditivos químicos y sin generación de lodo. A diferencia de los ánodos de oxidación de metales mixtos, BDD exhibe un desgaste insignificante y una excelente estabilidad. Las células disponibles comercialmente han estado operando durante más de 6 años sin pérdida de rendimiento.
Control de perclorato
El proceso patentado de dos etapas de PFASER, diseñado para el pulido objetivo de GAC objetivo, seguido de la eliminación de peróxido de hidrógeno ácido, lo que resulta en una tasa de destrucción validada de 99.999%, o menos de 50 µg de L-bl-bl, manteniendo el cambio de intervalo de GAC> 40 días> 40 días. Esto es especialmente importante en las aguas con cloruro.
Lodos cero y auto limpieza
A diferencia de los métodos tradicionales como GAC e IEX, que concentran PFA en medios usados que requieren una gestión o incineración costosa, PFASER no genera lodo. Esto elimina la necesidad de transporte fuera del sitio y eliminación de desechos secundarios, y reduce directamente los costos operativos y la responsabilidad ambiental. Además, las características de polaridad inversa autocrutadora evitan la escala mineral.
Entrada química mínima
El proceso EO avanzado de PFASER está diseñado para utilizar cantidades muy pequeñas de productos químicos suplementarios, agilizar la logística terapéutica y minimizar el riesgo de formación de subproductos peligrosos y escorrentía química en el medio ambiente. Esto promueve un fácil cumplimiento regulatorio y un manejo de seguridad en el campo de tratamiento.
Operación ambiental de baja energía
El sistema opera a temperatura y presión ambiente y depende de la potencia estándar. No es necesario reducir significativamente los reactores de alta temperatura, los vasos a presión o la gestión del calor complejo, los costos de capital y aumentar la seguridad operativa.
Implementación modular rápida y automatización
Los patines Pfaser contenedores estándar de 20 pies se procesan hasta el día 1, hasta 10m³. Para el rendimiento industrial, se ejecutan múltiples patines en paralelo. Este formato plug-and-play permite una rápida movilización en una variedad de industrias y regiones, además de apoyar ensayos de campo, respuestas de emergencia e instalaciones permanentes. SCADA remoto habilita la operación 24/7. Esto es esencial para los pozos de reparación remota y las almohadillas de interrupción del aeropuerto.
Hablando en el seminario web de WSP, el Dr. Léveille dijo: «En un tiempo de residencia de 30-60 minutos, logramos hasta un 95% de destrucción de masa PFAS, incluidas especies obstinadas C8 como PFOA y PFO.
Resultados del piloto y aplicaciones tempranas
Las pruebas de escala de banco y del mundo real confirman que el rendimiento del laboratorio de Pfaser se convierte en un campo. Dos casos representativos (Tabla 3) muestran cómo el mismo núcleo EO de dominio dopado con dopaje dopado con boro, ajustado solo para el flujo y la dosis de peróxido de hidrógeno, proporciona una eliminación consistente en matrices de agua muy diferentes. (Reportado como σ -pfas a menos que se indique lo contrario).
De hecho, PFASER corta el 70-99% del PFA total en 28-60 minutos (menos de 25 mA cm -ie) sin generar lodo o un medio gastado. El pequeño esmalte GAC se hace aguas arriba por EO, por lo que dura varios meses. Las pruebas en las escorrentías del aeropuerto que contienen burbujas de agua subterránea y de membrana ricas en cloruro (AFFF) aseguran que un solo núcleo EO estandarizado pueda manejar alimentos muy diferentes. El despliegue abarca desde un patín móvil de 20 pies que deambula por una columna de plantas químicas hasta una «parada en boxes PFAS» compacta en el drenaje del aeropuerto. Estos esfuerzos piloto allanan el camino para las construcciones continuas a gran escala (aguas subterráneas en el aeropuerto 4m³d-bl y 30m³d-blectronics Wastewastater), con una puesta en marcha que ya observa indicadores continuos y tempranos.
Detección rápida de PFAS en el sitio: asociación con Fredsense
El control del proceso en tiempo real es importante para minimizar la energía por kilogramo de PFA destruida. A través de la colaboración con Fredsense, con sede en Calgary, el kit Biosensor Fred-PFAS ™ integrado WSP participó en flujos de trabajo piloto e investigaciones de rutina. Los dispositivos portátiles reducen las mediciones totales de PFA a 1 µg de L-bl-bl en menos de 4 horas para el análisis estándar de LC-MS/MS en 7-14 días.
El Dr. Léveilé dijo: «Al combinar la detección de Fred -Pfastm con datos de PFASER, reducimos el tiempo de investigación piloto en un 80%. El tiempo de residencia de retroalimentación dinámica de 60 a 28 minutos sin sacrificar objetivos de eliminación».
Mirando hacia el futuro, la destrucción de PFA a escala global
A medida que las regulaciones se vuelven más estrictas y la demanda del cliente se acelera, PFASER ya se está expandiendo a sistemas más grandes y aplicaciones más amplias.
Airport Afff impactó el agua subterránea: un sistema de tratamiento integral de 4m³d-bl está diseñado para aeropuertos canadienses con el objetivo de interceptar el agua subterránea afectada por las operaciones AFFF. La mitigación de perclorato no se incluye, ya que no está regulada explícitamente en el aeropuerto en relación con la reparación de PFA. Aguas residuales microelectrónicas: la variante 30m³d-bl es un diseño detallado de una alta instalación de misión y se adapta a destruir el agua de proceso de demanda de oxígeno de alta química (más de 30,000 ppm). Bolpe de costos: la producción en masa de los electrodos BDD de Pro Aqua reducirá significativamente los costos unitarios en unos pocos años, lo que hace que EO sea accesible para prácticamente cualquier cliente. Preparación de la regulación: con cero residuos secundarios, PFASER está alineado con la guía de eliminación de PFA de EE. UU. Y anticipa el mejor enfoque de la UE para los estándares de contaminación cero.
Conclusión y un llamado a la acción
Pfaser se encuentra como punto de referencia para el tratamiento avanzado de agua. Es una opción práctica y escalable, ya que muestra que la destrucción en las fuentes ya no es ambiciosa.
Elimine hasta el 95% de PFA total y 99.999% de perclorato en unos minutos. Genera el lodos cero, el transporte cero fuera del sitio y las entradas químicas mínimas. Utiliza una salida de baja energía y no tiene alta temperatura o alta presión para romper el PFA. Se adapta a contenedores estándar para una implementación rápida en toda la industria.
WSP te invita a acelerar un futuro sin PFA.
Servicios públicos y propietarios de sitios que pilotan PFASERS en aguas desafiantes. Un socio tecnológico que integra EO con separación aguas arriba o pulido aguas abajo. Inversores y formuladores de políticas que apoyan la implementación de PFASER y unidades de campo de fabricación.
«La destrucción de PFAS es un deporte de equipo. Al integrar la detección, la oxidación avanzada y la ingeniería inteligente, podemos convertir las presiones regulatorias en oportunidades de agua más limpias y seguras de todo el mundo», agregó el Dr. Léveille.
La tecnología está aquí. Hay resultados. Los siguientes pasos son la colaboración y la urgencia.
Este artículo también se presentará en la 23a edición de trimestralmente Publicación.
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