Schuimende oplossing: Onderzoekers TU Delft verwijderen PFAS uit afvalwater

PFAS – een verzamelnaam voor duizenden chemische stoffen die onder meer in blusschuim, antiaanbakpannen en regenkleding zitten – zijn inmiddels overal in het milieu terug te vinden. Uit recent onderzoek van het RIVM blijkt dat bijna iedereen in Nederland te veel PFAS in het bloed heeft. Bij de helft van de volwassenen zit zelfs vijf keer meer in het bloed dan volgens het RIVM gezond is.

 

Om PFAS op een slimme manier uit afvalwater te halen, wordt gebruik gemaakt van een van de eigenschappen van de stof. De stof is deels waterafstotend (hydrofoob) en deels wateraantrekkend (hydrofiel). Daardoor hechten PFAS zich graag aan het grensvlak tussen lucht en water. Die eigenschap biedt een oplossing om de stof uit afvalwater te verwijderen, want juist in rioolwaterzuiveringen komen water en lucht bij elkaar door de beluchting.

 

Wanneer luchtbellen worden toegevoegd aan het water, klampen de PFAS-moleculen zich vast aan het oppervlak van de bellen. Die stijgen naar boven, en vormen daar een schuimlaag die rijk is aan PFAS. Door dat schuim uit het water te halen, wordt de schadelijke stof ook uit het water gehaald. Een proces dat wetenschappers schuimfractionering noemen.

 

Het voordeel van deze aanpak is dat PFAS uit de keten gehaald worden voordat ze via rivieren en sloten in het drinkwater, in planten en in dieren terechtkomen. Van Ruiten: “Afvalwater is de plek waar PFAS in relatief hoge concentraties aanwezig zijn. Aan het begin van deze keten kunnen we het het beste aanpakken.”

Geen dure investeringen nodig

In veel rioolwaterzuiveringen werd schuimvorming tot nu toe juist bestreden met antischuimmiddel, omdat het zorgt voor minder zuurstof in het water. Dat is nodig voor de micro-organismen die stikstof op een natuurlijke manier uit het water verwijderen. Ook zorgt schuim ervoor dat het water gaat stinken.

 

"Wij willen kijken als we het schuim wel natuurlijk kunnen laten ontstaan om het vervolgens op te vangen en daarmee de PFAS kunnen verwijderen," zegt Van Ruiten. “Die techniek bestaat al langer,” zegt de onderzoeker. “Maar wat wij doen, is deze methode integreren in bestaande zuiveringsinstallaties. Hiermee kan PFAS verwijderd worden zonder dure investeringen.”

 

De TU-onderzoekers verwachten met hun methode meer dan 60 procent van de PFAS uit het water te kunnen halen. Bij bepaalde varianten, zoals PFOS en PFOA – zogeheten ‘lange ketens’ – ligt de efficiëntie zelfs boven de 99 procent. Kortere PFAS-varianten zijn lastiger te verwijderen, omdat ze zich minder goed aan het schuim hechten.

 

Wat er daarna met het PFAS-rijke schuim moet gebeuren, moet nog verder worden onderzocht. “Nu wordt het nog verbrand bij extreem hoge temperaturen, rond de 1400 graden,” zegt Van Ruiten. “We kijken ook naar andere manieren om het veilig en duurzaam af te voeren, maar vaak kost dat veel energie, gebeurt dat met veel chemicaliën of is het erg complex.”

 

De proefopstelling op de TU Delft draait inmiddels op volle toeren. In het lab wordt onderzocht of het schuimproces geen nadelige effecten heeft op de rest van de waterzuivering. Van Ruiten: “We willen zeker weten dat het systeem ook op grote schaal betrouwbaar werkt, zonder dat de natuurlijke zuiveringsprocessen verstoord worden.”

 

Die grootschalige test begint volgende maand. Dan wordt de techniek voor het eerst in een bestaande afvalwaterzuivering toegepast om het proces te optimaliseren. "Ik hoop dat we binnen een paar jaar deze methode kunnen inzetten op grote schaal."