Adsorbimento su carbone attivo per la rimozione di PFAS in acque reflue pre-depurate

PFAS are emerging contaminants, and because of their extensive use, these compounds have been detected in significant concentrations in the environment and in living organisms. Adsorption, to date, is the most suitable consolidated process to remove PFAS from aqueous matrices. This work aims to evaluate the performance of PFAS adsorption in wastewater taking into consideration the influence of the aqueous matrix, the nature of the PFAS, the organic matter and the characteristics of the adsorbent material. The study involved both an analysis of the literature and adsorption isotherm experiments on samples of the final effluent of a treatment plant that receives wastewater of mixed civil and industrial origin. In addition to the concentration of 14 PFAS, the organic matter was monitored by absorbance measurements at 254 nm and fluorescence. The analyzes confirmed the dependence relationship between the PFAS removal efficiency with respect to the parameters taken into consideration. The analysis of the literature data, on the other hand, highlighted how the studies take into consideration parameters that do not adhere to plant engineering practice, therefore it was investigated whether or not it was possible, using these data, to predict the performance of the process. A competitive effect on the adsorption by both the organic substance and the PFAS themselves was also highlighted. Absorbance removal at 254 nm and total fluorescence have been shown to be good proxies of PFAS removal.

I PFAS sono contaminanti emergenti, e come conseguenza del loro uso estensivo, questi composti sono stati rilevati in concentrazioni significative nell'ambiente e negli organismi viventi. L’adsorbimento, ad oggi, è il processo consolidato più adeguato a rimuovere i PFAS da matrici acquose. Il presente lavoro di tesi ha come obiettivo la valutazione della prestazione dell’adsorbimento dei PFAS in acque reflue tenendo in considerazione l’influenza della matrice acquosa, della natura dei PFAS, della sostanza organica e delle caratteristiche del materiale adsorbente. Lo studio ha previsto sia l’analisi della letteratura che esperimenti di isoterme di adsorbimento su campioni dell’effluente finale di un depuratore che riceve reflui di origine mista civile e industriale. Oltre alla concentrazione di 14 PFAS, è stata monitorata la sostanza organica tramite misure di assorbanza a 254 nm e fluorescenza. Le analisi hanno confermato la relazione di dipendenza tra l’efficienza di rimozione dei PFAS rispetto ai parametri presi in considerazione. L’analisi dei dati di letteratura ha evidenziato invece come gli studi prendano in considerazione parametri poco aderenti alla pratica impiantistica, quindi si è indagato se fosse possibile o meno, tramite questi dati, predire le prestazioni del processo. E’ stato inoltre evidenziato un effetto competitivo sull’adsorbimento da parte sia della sostanza organica che degli stessi PFAS. La rimozione di assorbanza a 254 nm e fluorescenza totale si sono dimostrate buone proxy della rimozione dei PFAS.