Éliminer la contamination par les PFAS grâce au chauffage par induction thermique

Personnel chargé des solides en vrac en poudre | 19 juillet 2023

Des chercheurs de l’Université du Missouri ont mis au point une nouvelle méthode utilisant le chauffage par induction thermique pour décomposer rapidement les PFAS laissés à la surface de deux matériaux solides – le charbon actif granulaire et les résines échangeuses d’anions – après que les matériaux ont été utilisés pour filtrer les PFAS des systèmes d’eau municipaux.

Le Dr Feng « Frank » Xiao, professeur agrégé au Département de génie civil et environnemental du Collège d'ingénierie de l'Université du Missouri, et ses collègues travaillent depuis un certain temps sur le traitement thermique, qui est probablement le premier traitement utilisé au monde. dans ce processus.

L'étude intitulée « Transition de phase thermique et dégradation rapide des produits chimiques éternels (PFAS) dans les milieux usés utilisant le chauffage par induction » a été publiée dans la revue de l'American Chemical Society, ACS ES&T Engineering.

Dr Feng « Frank » Xiao, professeur agrégé au Département de génie civil et environnemental du Collège d'ingénierie de l'Université du Missouri.

"Étant donné que le groupe de produits chimiques appelés PFAS résiste généralement à la dégradation, ils posent des défis considérables aux processus de traitement établis, y compris les pratiques d'élimination des déchets pour les matériaux utilisés comme filtres comme le charbon actif granulaire et les résines échangeuses d'anions", a déclaré Xiao.

Les PFAS peuvent être filtrés de l’eau à l’aide d’absorbants, mais l’élimination des absorbants usagés ou « épuisés » crée des problèmes de contamination environnementale. L'objectif de l'équipe est de nettoyer les matériaux avant de les éliminer correctement.

La méthode est basée sur l’effet de chauffage Joule, qui utilise le processus d’induction électromagnétique à l’intérieur d’un réacteur métallique. Il a produit une dégradation de 98 % des PFAS à la surface des absorbants comme le charbon actif granulaire et les résines échangeuses d'anions après seulement 20 secondes, ce qui rend ce processus très économe en énergie et plus rapide que les méthodes conventionnelles.

Il y a cependant des inconvénients. Si la température n’est pas suffisamment élevée, les PFAS formeront d’autres produits. Ceux-ci sont créés au cours de ce processus : des espèces organiques fluorées et du fluorure d’hydrogène. Bien qu’ils soient considérés comme toxiques à consommer par respiration ou ingestion, Xiao a une solution.

"Si les produits fluorés organiques gazeux ne sont pas dégradés lors du chauffage par induction, un traitement de réduction sera nécessaire pour les éliminer ou les dégrader", a déclaré Xiao. « Cependant, d'après mes études précédentes, certains de ces produits peuvent être dégradables par des traitements thermiques réguliers. approches. Simultanément, la production de fluorure d’hydrogène augmente, ce qui est souhaitable car cela signifie une plus grande minéralisation, ou décomposition, des PFAS. Nous avons découvert que le fluorure d'hydrogène peut être éliminé simplement en utilisant de l'argile ou de la terre à des températures modérées.

Xiao a déclaré que les composés organiques sont plus difficiles à éliminer. « Nous avons besoin de plus d’informations pour ce faire. Mais je pense que nous avons une idée. Et les résultats jusqu’à présent promettent d’atteindre une déminéralisation à 100 % et une formation non nulle mais minimale de sous-produits organiques.

Le groupe de recherche de Xiao a été le premier au monde à démontrer la dégradation des produits chimiques permanents à des températures aussi basses que 150 °C dans trois articles publiés entre 2019 et 2021. Le traitement thermique est désormais devenu l'une des technologies les plus prometteuses pour dégrader complètement les produits chimiques permanents.

Dans un autre projet, il a démontré comment décomposer les PFAS dans le sol en y insérant une chaleur extrême. Dans un article publié en 2022, Xiao a découvert que chauffer la température du sol à 500 degrés pendant seulement 30 minutes dégradait 99 % de tous les PFAS.

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