Framställning av ligninbaserat aktivt kol för avskiljning av organiska mikroföroreningar

Sammanfattning

Aktivt kol har identifierats som en av de mer effektiva metoderna när det kommer till att avlägsna organiska mikroföroreningar (OMF) från avloppsvatten. Aktivt kol är ett poröst material med stor ytarea som kan adsorbera andra ämnen. Det är inget som existerar naturligt utan behöver framställas. Framställningen kan ske från i princip vilket material som helst som har en hög kolhalt. En stor del av det som framställs idag kommer från fossila källor eller material som inte är tillgängliga lokalt i Sverige. I det senaste avloppsdirektivet från EU berörs rening av organiska mikroföroreningar och större krav ställs på avloppsreningsverken att implementera ett fjärde reningssteg med avancerad rening. Att kunna producera aktivt kol som använder en lokal råvara och är fossilfritt är därför av stort intresse när efterfrågan ökar. I detta arbete har framställning av aktivt kol från lignin studerats närmare. Lignin är en lovande råvara, då det är en restprodukt från massabruken som idag till stor del förbränns för energi då den saknar lönsamma användningsområden. Som råvara till aktivt kol är den dock inte tidigare studerad i någon stor omfattning. Under arbetes gång har därför olika processparametrar i framställningen behövts varieras och utvärderas. Dessa är temperatur och tid för både karbonisering och aktivering samt olika fysikaliska framställningsmetoder. Arbetets metod bestod av tre faser, där den första fokuserar på framställning under olika förhållande och screening av de aktiva kolen med hjälp av mätningar av UVA254 för att utvärdera adsorptionsförmågan. I nästa fas valdes de mest lovande kolen ut för en systematisk utvärdering av deras adsorptionsförmåga av DOC, vid olika doser aktivt kol. I slutfasen testades de mest lovande kolen på fyra 14C märkta organiska mikroföroreningar, bisfenol A, diklofenak, mecoprop samt PFOA. Resultaten från samtliga utvärderingsmetoder var lovande. Ligninbaserat aktivt kol reducerade de studerade organiska mikroföroreningarna i samma utsträckning som det kommersiella kolet NORIT® SAE Super men krävde något högre doser. För att nå en adsorptionsgrad av organiska mikroföroreningarna på 80 % behövdes endast 0–30 % mer ligninbaserat kol. Resultaten var också positiva ur ett framställningsperspektiv då det mest effektiva linginbaserade kolet framställdes via en av de mest tids- och energieffektiva metoderna.