Nanofiltratie tegen PFAS in drinkwater

Zeer zorgwekkend

De problematiek van PFAS vervuilingen is hoog op de politieke agenda's beland. Dat is natuurlijk hoog tijd, want deze niet- tot slecht afbreekbare stoffen hebben ons milieu verziekt. Zij zijn erkend als schadelijk voor de gezondheid en worden op grote schaal teruggevonden in het water, de bodem, voeding en onze lichamen. Niet alleen in Nederland is dit nu een erkend probleem, hetgeen logisch is, doordat water en lucht (en levensmiddelen) niet stoppen bij landsgrenzen..

In dit artikel belichten we wat je kunt doen om deze giftige verbindingen (met allerlei namen, waaronder 'zeer zorgwekkende stoffen) in ieder geval uit je drinkwater te weren, het water waar je al je al je dranken en voeding mee bereidt.

Eerder onderzoek heeft het Nieuw water team doen besluiten om standaard te kiezen voor omgekeerde osmose als het meest effectieve filtratie systeem. Weliswaar met de juiste nabehandeling + revitalisatie, maar dat is een ander onderwerp. In de volgende analyse zoomen we in op PFAS verbindingen en waarom omgekeerde osmose de aangewezen filtratie methode is.

NB: Om verwarring te voorkomen geven we de deeltjes grootte zoveel mogelijk aan in Micron. In nano context bestaan die echter niet en dienen we in nanometers te denken. Om behulpzaam te zijn in je keuze voor een filtersysteem, vind je onderaan dit artikel een overzicht van hoe de groottes / lengtematen micron | nanometer | μm | mm zich tot elkaar verhouden.

De primaire vraag is of PFAS verbindingen verwijderd worden door middel van omgekeerde osmose nanofiltratie.

Het antwoord is ja, PFAS-verbindingen kunnen in belangrijke mate worden verwijderd door omgekeerde osmose (O.O.) membraan filtratie. Wel hangt de effectiviteit af van verschillende factoren, zoals waterdruk en het gebruikte membraan.

Hoe houdt omgekeerde osmose PFAS tegen?
PFAS (per- en polyfluoralkylstoffen, ook wel PFOA en PFOS) zijn meestal kleine, polaire of geladen moleculen / verbindingen die kunnen worden tegengehouden door de fijne poriën van omgekeerde osmose-membranen. Deze membranen hebben zeer kleine poriën (ongeveer 0,1 tot 1 nanometer / nm) en werken door water onder druk door het membraan te persen. Grotere moleculen blijven achter.

Voor je voorstellingsvermogen:

Een watermolecuul meet ongeveer 0.3 nm.

Een DNA-molecuul ongeveer 2 nm.

Een (HIV) virus ongeveer 120 nm.

Een rode bloedcel ongeveer 6.000 tot 8.000 nm

en de diameter van een menselijke haar ongeveer 75.000 nm.

Hoe groot zijn PFAS?

Over het algemeen variëren PFAS verbindingen tussen 0.056 to 1.8 micron. Hierdoor glippen zij door de meeste andere filtratie methoden heen.

Ter vergelijking: 

Fijne zanddeeltjes meten ongeveer 62 micron.

En een Omgekeerd Osmose filtersysteem kan tot wel 0.0005 micron uitfilteren.

Onderzoeken laten zien dat omgekeerde osmose membranen meer dan 90% tot zelfs 99% van PFAS uit water kunnen verwijderen. De kleinere of korte-keten-vormige PFAS zijn moeilijker te verwijderen zijn dan lange ketens, maar membraanfiltratie is nog steeds een van de meest effectieve technieken.

Concrete verwijderingspercentages:

Op grotere schaal worden ook andere technieken toegepast

of een combinatie daarvan. Zoals:

1. Actieve koolstoffilters (GAC - Granular Activated Carbon)
   • PFAS hechten zich aan de koolstof. Vooral effectief voor lange-keten PFAS (zoals PFOA, PFOS).
   • Kortere ketens zijn minder goed te verwijderen met GAC.
   • Nodig is periodieke vervanging of regeneratie van het koolstoffilter.
     
     
2. Ionwisseling (Ion Exchange Resin)
   • Speciale harsen kunnen PFAS selectief binden, ook sommige kortere ketens.
   • Efficiënt, maar harsen raken verzadigd en moeten regenereren of vervangen worden.
   • Kan gecombineerd worden met O.O. voor maximale verwijdering.
     
     
3. Natte oxidatie en Advanced Oxidation Processes (AOP)
   • Chemische processen met bijvoorbeeld ozon, UV-licht en peroxide.
   • Gericht op het afbreken van PFAS moleculen.
   • Dit is technisch uitdagend, vaak duur en nog in ontwikkeling voor grootschalige toepassing.

Wanneer je filters met elkaar vergelijkt

In vergelijkend onderzoek kom je de verschillende afmetingen van de poriën in het filtermedium tegen, naast de groottes (lengtematen) van de stoffen die het water belasten. Deze zijn niet alleen onooglijk klein, de verhoudingen worden door elkaar gebruikt waardoor het als snel onnavolgbaar is.

Meestal wordt er gesproken over micron, micrometers, millimeters en nanometers.

Dit beknopt overzicht helpt om deze te duiden en vervuilingen in perspectief te plaatsen.

1 micron = 1 micrometer = 1 µm = 0.001 mm = 0.000001 meter.

= 1000 nanometer

= Eenduizendste millimeter of een miljoenste meter.

Enkele voorbeelden:

0.1 micron = 0.0001 millimeters

0.0005 micrometers = 0.0005 micron

0.001 mm = 1 micron (= groter dan 0.0001 nm).

De capaciteit van Koolstoffilters (Microfiltratie)

= standaard 0.1 micron 

Dit verwijdert alles groter dan 0.1 micron (en 3 x fijner dan 0.3 micron).

Een 0.2 micron filter verwijdert alles groter dan 0.2 micron.

De capaciteit van Capillaire Membranen (Ultrafiltratie)

= standaard 0.01 micron

Verwijderen alles groter dan 10 nanometer.

De capaciteit van Omgekeerde Osmose (Nanofiltratie)

= standaard 0.001 micron

Verwijdert alles groter dan 1 nanometer
=  1000 keer kleiner dan 1 micron.

Eenvoudiger kunnen we het niet maken, hoewel.. :)

Wij hebben de Natural Flow voor nanofiltratie zorgvuldig  samengesteld, met de best beschikbare materialen en de juiste nabehandeling, voor zorgeloos drinkwater in huis. Je hoeft eigenlijk niet verder te zoeken..

En.. het mag gezegd: we hebben het hier nog niet gehad over 3 belangrijke voordelen van (Nieuw Water's) omgekeerde osmose (nano-)filtratie, namelijk:

1.  het filtermembraan wordt continu gespoeld.
2.  ons systeem is voorzien van een gepersonaliseerd postpatroon.
3.  het anorganische mineralen gehalte wordt verlaagd, tot een TDS ongeveer 40 ppm.
   Je drinkt daardoor 'licht gemineraliseerd' water.

Meer daarover via de link naar het Natural Flow systeem hierboven :)

Tot slot van dit artikel een verwijzing naar een onderzoekende Engelstalige rapportage over een veelgebruikt losstaand filter van een bekend merk, dat net als andere micro-filtratie systemen beweert PFAS en bijvoorbeeld fluor uit te filteren. We hebben dit nog niet (in het NL) kunnen uitwerken en kiezen er hier voor dat je het merk pas leest in het artikel zelf.