PFAS are a group of recalcitrant substances, implemented in a broad range of consumer products. Concern for their effects on the environment were raised when it was discovered that they are mostly resistant to biodegradation, accumulate in the ecosystem and are toxic to human health. [1] Humans can come into contact with PFAS through traces mainly in drinking water but also in food such as fish, meat and vegetables. Due to the broad range of different PFAS molecules, PFAS presents a challenge for environmental remediation. [2]

Set-up of the bench-scale experiment. The bucket contains water that is being pumped around, the vat contains willows which are constantly being fed by the pump.
Figure 1 Set-up of the bench-scale experiment. The bucket contains water that is being pumped around, the vat contains willows which are constantly being fed by the pump.

As HMVT we receive a lot of PFAS related (ground)water treatment requests and we scan the world constantly on new developments in treating options. An interesting, creative method would be to use the power of plants and to treat the water in Constructed Wetlands. Such solutions would have the benefit of low energy consumption, maintenance costs and low carbon footprint. Such method could be employed when dealing with lower concentrations of PFAS, for instance to control groundwater or leachate plumes. The treatment is based on the adsorption of PFAS onto the constructed wetland filter bed, with subsequent transformation by the microbiome and up-take by the wetland plants, which can be harvested and incinerated. Together with Lagua from Sweden we have performed simple bench-scale experiments regarding this treatment method, with promising results.

The set-up showed a total PFAS removal of 61% over the growth period of the willows (figure 2).

In this experiment, a bench-scale set-up had soil containing PFAS from a fire-fighters practice site (see figure 1). In this set-up, willows were planted into the soil to absorb the PFAS. The soil on which the willows grew started out with a PFOS concentration of nearly 2 mg/kg, and the water with 1.5 mg/l.

Figure 2 Concentration of PFAS in the soil + water matrix.
Figure 2 Concentration of PFAS in the soil + water matrix.

In the plants, significant PFAS levels were detected, in total approximately 620 µg/kg willow. These levels are comparable to those seen in literature[3]. The willows grew on a surface of approximately 0.25 m2, and yielded 2.2 kg of plant material.

When extrapolating the data from the willows, a total amount of PFAS can be treated of 9,40 mg/m2 or 94 g/ha in a span of 1 year. Depending on the concentration of the PFAS in the to-be-treated stream and the size of the plume, constructed wetlands planted with willows could be a viable option to treat this.

We are interested to test this further with partners or problem owners. To see whether this method is viable to treat PFAS, it would be interesting to perform more experiments with this technique and see if it is also feasible in a pilot-scale environment.

More info? Contact us via info@hmvt.nl

[1] Stoiber, T., Evans, S., & Naidenko, O. V. (2020). Disposal of products and materials containing per-and polyfluoroalkyl substances (PFAS): A cyclical problem. Chemosphere, 260, 127659.

[2] Concawe – Review of water treatment systems for PFAS removal report no. 14/20.

[3] Shahsavari, E., Rouch, D., Khudur, L. S., Thomas, D., Aburto-Medina, A., & Ball, A. S. (2021). Challenges and current status of the biological treatment of PFAS-contaminated soils. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 1493.

Link to project LIFE SOuRCE from our partner Laqua:  LIFE SOuRCE is an European project focusing on the demonstration and evaluation of sustainable on-site remediation technologies for PFAS

 

 

Op vier en 5 mei 2022 werd in Brussel de NICOLE 2022 Spring Workshop gehouden. Onze collega Joshua Both is hier samen met Nanne Hoekstra (Deltares) uitgebreid ingaan op een pilot die wij het afgelopen jaar hebben uitgevoerd met sterk verontreinigd water uit een oude stortplaats. Nu is daar nog een grote traditionele waterzuivering voor nodig. Het doel van de pilot was om te onderzoeken of dit ook met een constructed wetland kan. Hierdoor is een deel van de waterstroom gedurende een jaar behandeld in onze (piloot) constructed wetland. Onze conclusie: het lijkt te werken, we kijken stiekem al een beetje naar de full-scale oplossing. Dit zou een sterke kosten- en energiebesparing opleveren voor de opdrachtgever.
We hebben de presentatie, inclusief samenvatting, online gezet.

Heeft u zelf ook een (matig tot licht) verontreinigde waterstroom? Wij kunnen u adviseren of een constructed wetland een oplossing kan zijn.



Op donderdag 21 januari organiseerde HMVT haar tweede webinar in een reeks van meerdere webinars over de expertises van HMVT. Zo komen we in coronatijden toch bij elkaar en houden we elkaar op de hoogte van de kennis en kunde in het vakgebied. Michaela Bhend en Frank Pels gingen in de webinar in op constructed wetlands om water te zuiveren van of van een grondwatersanering, grondwaterbeheersing of bedrijfsafvalwater. HMVT heeft een drietal constructed wetlands ontworpen, gerealiseerd en al enkele jaren in gebruik. Michaela Bhend heeft zich flink verdiept in de theorie en de praktijk van constructed wetlands voor deze toepassing. Zij heeft een computermodel ontwikkeld waarmee we de werking van constructed wetlands beter begrijpen. In deze blog vatten we de webinar kort samen.

Constructed wetlands: wat is het? Wanneer toepassen?

Een constructed wetland is een kunstmatig moeras om verontreinigd (grond) water te reinigen. Vanuit de rioolwaterzuivering en de zuivering van huishoudelijk afvalwater is een constructed wetland ook wel bekend onder de naam helofytenfilter. HMVT heeft de constructed wetland ook geschikt gemaakt voor de zuivering van meer ingewikkelde verontreinigingen, zoals grondwaterverontreinigingen en bedrijfsafvalwater.

Het grote verschil met bijvoorbeeld een in-situ bodemsanering is dat je de wetland, en de omstandigheden in de wetland, helemaal naar je hand kunt zetten. Door bijvoorbeeld aerobe en anaerobe zones af te wisselen, kun je ook meer ingewikkelde verontreinigingen, zoals VOCl, afbreken. En daarbij gebruikt een wetland nauwelijks energie. Als je gebruik maakt van zonne-energie of windenergie heb je zelfs helemaal geen energie van het grid nodig. En in plaats van een stel stalen of betonnen bakken (traditionele waterzuivering) maak je een mooi stuk natuur.
Een constructed wetland is geen magisch tovermiddel dat overal voor geschikt is. Wij zien de constructed wetland als een tussenoplossing voor gevallen waarin ‘niets’ doen (natuurlijke afbraak, natuurlijke lozing) niet meer volstaat maar een traditionele waterzuivering een (te) zwaar middel is. We hebben het dan over influentconcentraties van enkele honderden tot duizenden ug/l. Bij echte serieuze gevallen, zoals drijflagen en zaklagen, volstaat (alleen) een constructed wetland niet meer.

Voorbeeldproject 1: Huis Doorn

In het centrum van Doorn is door een chemische wasserij een ernstige bodemverontreiniging ontstaan van VOCl. De bronlocatie in het centrum wordt gesaneerd door de stichting Bosatex met ‘traditionele’ in-situ saneringsmethoden, waaronder chemische oxidatie. Door de bodemverontreiniging in het centrum is een lange verontreinigingspluim in het eerste watervoerende pakket ontstaan. De omstandigheden voor natuurlijke afbraak in het eerste watervoerende pakket zijn erg slecht. Dit betekent in de praktijk dat de pluim erg lang is en nog tientallen jaren zal doorgroeien. Om verdere verspreiding te voorkomen en de pluim af te vangen is ter plaatse van Huis Doorn een grondwateronttrekking gerealiseerd. Wij hebben ter plaatse van Huis Doorn een gecombineerde anaerobe en aerobe constructed wetland aangelegd om het opgepompte water te zuiveren. Een bijzonder aandachtspunt hierbij was de landschappelijke inpassing, omdat landgoed Huis Doorn een nationaal monument is.

Voorbeeldproject 2: Amersfoort stationsgebied

Ter plaatse van de voormalige laswerkplaats is een bodemverontreiniging ontstaan. Deze is door middel van ontgraving gesaneerd waarbij een restverontreiniging is achtergebleven. Deze restverontreiniging zorgt voor een langdurig naleverende grondwaterverontreiniging die moet worden gesaneerd. Voor de grondwatersanering is een constructed wetland gemaakt voor het zuiveren van het opgepompte water. Door gebruik te maken van windenergie is de gehele grondwatersanering, inclusief zuivering, energieneutraal. De weersomstandigheden, waaronder wind en temperatuur, hebben een belangrijke invloed op het debiet en het zuiveringsrendement. Desondanks worden ook in de winter de lozingsnormen gehaald.

HMVT-computermodel voor ontwerp en optimalisatie constructed wetlands

Michaela Bhend heeft een computermodel ontwikkeld waarmee we de werking van constructed wetlands beter begrijpen en nu ook kunnen modelleren. We kunnen hiermee snel een ontwerp van een constructed wetland doorrekenen. Denkt u aan de toepassing van een constructed wetland? Neem dan contact met ons op, dan kunnen we snel voor u berekenen wat er mogelijk is en wat dit betekent t.a.v. geld, benodigde oppervlakte en zuiveringsrendement. 

De toekomst…

HMVT werkt op dit moment aan:

  • De bouw van een pilootinstallatie (klaar halverwege 2021) constructed wetland in een container. Deze kunnen wij snel en gemakkelijk op locatie neerzetten. Hierbij krijgen we een goed beeld van het zuiveringsrendement en de benodigde verblijftijd. En u krijgt meer zekerheid dat het ook écht werkt voordat u overgaat tot de aanleg van een full-scale wetland.
  • We zijn aan het kijken naar het aanpakken van nog andere verontreinigingen met een constructed wetland, zoals bijvoorbeeld medicijnresten en PFAS.

Bekijk de hele webinar

Wil je de hele webinar of de presentatie bekijken? Klik dan op onderstaande button, vul het formulier in en we mailen je binnen een minuut de toegang tot het gehele webinar. 

In onze moderne en snel veranderende samenleving krijgen we steeds vaker te maken met nieuwe vraagstukken. Dit vraagt om nieuwe en innovatieve milieutechnieken, bijvoorbeeld om water te zuiveren. Onze Belgische collega’s van Wegrosan/HMVT hebben afgelopen jaar een unieke prestatie geleverd. Zij hebben een duurzaam en ecologisch waterzuiveringssysteem geïnstalleerd op de eerste drijvende kantoorboot in Antwerpen.

Beroemde Antwerpse badboot
De eerste kantoorboot aan de Napoleonkaai in Antwerpen is een restant van de beroemde Antwerpse Badboot. De Badboot werd tot 2015 gebruikt als openbaar zwembad. Het zinken van het zwembad, gelegen op het bovendek, heeft ervoor gezorgd dat de Badboot niet langer kon blijven bestaan. Een Antwerps reclamebureau besloot het horeca-gedeelte van de boot te kopen en er het eerste drijvende kantoor in Vlaanderen van te maken. En met succes.

Uitdagende opgave
Onze collega’s in België hadden nog nooit eerder een waterzuiveringsproject uitgevoerd op een boot. En net zoals bij vrijwel ieder project kregen ze ook tijdens dit project te maken met meerdere uitdagingen. Allereerst moest het water conform de Vlaamse normen gezuiverd worden. Dit betekent dat het afvalwater van het drijvende kantoor aan bepaalde eisen moest voldoen om het te mogen lozen. Daarnaast was er op de boot slechts een klein oppervlak beschikbaar voor de installatie. Ook het evenwicht en de balans van de boot speelden een belangrijke rol. Om het project nog iets complexer te maken, moest er ook rekening gehouden worden met een variabele belasting. Op werkdagen zou er een piek aan afvalwater zijn en in het weekend helemaal geen afvalwater.

Drijvende kracht
Na grondig vooronderzoek werd een afvalwater-recuperatiesysteem geïnstalleerd op basis van beluchte rietvelden en actiefkoolfiltratie. Dit is vergelijkbaar met het concept Constructed Wetlands wat wij in Nederland al actief inzetten bij waterzuiveringsprojecten. Het is een filter dat kan worden ingepast in bestaande watergangen. Hierin worden zuurstofrijke en zuurstofarme zones gevormd waardoor de verontreiniging op een biologische wijze wordt afgebroken. Het voordeel hiervan is dat er geen bovengrondse zuivering en er weinig energie nodig is om het water te zuiveren. De actiefkoolfiltratie werd als extra zuiveringsstap geïnstalleerd om een gedeelte van het gezuiverde water te hergebruiken voor het spoelen van de toiletten.

Denken in mogelijkheden
Bij ieder project zijn er onverwachte situaties en problemen die zich voordoen. Bij het bootzuiveringsproject had dit te maken met de bouwconstructie van de boot en de beperkte ruimte. Voor de waterzuiveringsinstallatie zijn er leidingen gelegd van het voordek tot het achterdek. Deze leidingen zijn dwars door de compartimenten van de boot gelegd. Een uitdagende opgave voor onze Belgische collega’s. Uiteindelijk is de stabiliteit behouden en drijft het kantoor nog steeds.

Dit project is een goed voorbeeld van onze werkwijze. Wij gaan altijd op zoek gaan naar een passende oplossing die aansluit op de wensen van de klant en past bij de omgevingsfactoren van een situatie. Benieuwd wat wij mogelijk voor u kunnen betekenen? Neem contact met ons op!