De emissiereductie van Zeer Zorgwekkende Stoffen (ZZS), waaronder PFAS, naar het milieu is een urgente uitdaging voor de waterketen. Met name industrieel afvalwater en in mindere mate rwzi-effluent dragen bij aan de verspreiding van PFAS in oppervlaktewater en uiteindelijk drinkwater. Preventie van PFAS-emissies door de industrie heeft prioriteit, omdat PFAS persistent zijn en moeilijk te verwijderen op de rwzi of het drinkwaterbedrijf.

Het afvangen van PFAS uit water gebeurt momenteel vooral met actief kool (GAK). Verbrandingsovens die nodig zijn om zwaarbeladen GAK te vernietigen zijn echter beperkt in capaciteit, en niet volledig voor de verwerking van PFAS. Dit maakt dat waterschappen, drinkwaterbedrijven en overheid samen met de industrie werken aan alternatieve oplossingen voor PFAS-vernietiging.

De ball mill is een veelbelovende, alternatieve manier om PFAS te vernietigen vanuit een regeneraatoplossing. Om de PFAS te kunnen vernietigen in een ball mill is wel een vergaande voorbehandeling met membraanindikking en verdamping nodig. Deze voorbehandeling gevolgd door de ball mill noemen we de destructieroute. Voordelen van deze route zijn het hoge destructierendement met een lage CO2-voetafdruk in vergelijking met GAK-verbranding. 

Het doel van dit onderzoek is bijdragen aan de doorontwikkeling van deze route tot TRL 6. Bij succes kan een waterschap als voorbeeld dienen voor industriële lozers en reststroomverwerkers van PFAS. De destructieroute kan ook worden toegepast voor de vernietiging van PFAS uit overige waterstromen, zoals riool-, drink- of vervuild grondwater, en in combinatie met chemisch regenereerbare adsorbentia, zoals cyclodextrines, zeolieten en actief kool. Zo wordt in de toekomst PFAS niet alleen uit de waterfase verwijderd, maar wordt de PFAS-circulatie in het milieu doorbroken.

In de zomer 2024 is fase 1 van het ontwikkeltraject van de destructieroute afgerond. Dit was de haalbaarheidsstudie onder leiding van een begeleidingscommissie (BC). In deze studie is met een literatuur-, lab- of rekenstudie bevestigd dat de ball mill een hoog destructierendement haalt op pure PFAS in het lab (literatuur), het regeneratierendement van DEXSORB™ voldoende hoog is (labonderzoek), en de destructieroute technisch haalbaar is (literatuurstudie en interviews) en een lage CO2-footprint heeft in vergelijking met de verbranding van GAK (berekening). Daarmee is de ‘Proof of Value’ van de ball mill aangetoond. Daarnaast zijn onderzoeksvragen geïdentificeerd over de werking van de ball mill in de praktijk, die eerst beantwoord moeten worden vóór opschaling van de destructieroute. Met name de kans op transformatieproducten door interferentie van andere stoffen is kritisch. De BC heeft unaniem het positieve advies gegeven om een vervolgonderzoek te starten naar de prestatie van de ball mill op praktijk-PFAS. Het doel van het vervolgproject is het aantonen van de ‘Proof of Principle’ (PoP) van de destructieroute.

Werkzaamheden: labonderzoeken

Het vervolgonderzoek zal de PoP van de ball mill voor PFAS-destructie moeten aantonen door middel van twee gefaseerde labonderzoeken. Het eerste onderzoek richt zich op een verontreinigde grondwatermatrix met hoge PFAS-concentraties, vanwege de lagere complexiteit en beschikbaarheid van het materiaal. Dit maakt het mogelijk om de technologie zonder interferentie van complexere matrices te testen. De benodigde hoeveelheid PFAS voor de ball mill kan op kleine schaal worden verkregen dankzij de hoge belading van de adsorbens uit een eerdere pilot, waardoor extra adsorptieproeven overbodig zijn. Bij succes start de BC de volgende fase van de PoP. 

Het tweede labonderzoek onderzoekt PFAS-vernietiging uit een communale afvalwatermatrix, een complexere matrix door mogelijke interferenties. Dit onderzoek wordt mogelijk gemaakt door beladen DEXSORB uit een pilot op rwzi Dordrecht, die loopt van Q4 2024 tot Q3 2025. Het doel is om de werking van de ball mill op PFAS uit communaal afvalwater te bewijzen. Een succesvolle PoP op zowel verontreinigd grondwater als communaal afvalwater is relevant voor waterschappen, drinkwaterbedrijven en industrie.

STOWA Rapport 'Haalbaarheidsstudie PFAS-vernietiging met een ball mill'

Er is ultimo 2024 een rapport verschenen met de de resultaten van de haalbaarheidsstudie naar de nieuwe destructieroute voor PFAS. Deze publicatie kunt u HIER downloaden. 

Het project wordt mogelijk gemaakt met bijdragen van de waterschappen Brabantse Delta, Zuiderzeeland en Hollandse Delta, de provincie Zuid-Holland, Evides, Waternet, Renewi, Witteveen+Bos (in-kind) en STOWA.