PFAS aktīvā ogle ir jauna veida noturīgi organiskie piesārņotāji ar augstu toksicitāti, vāju noārdīšanos utt. Daudzās jomās tie ir klasificēti kā prioritāri dzeramā ūdens kontroles piesārņotāji. Aktivētās ogles adsorbcija ir kļuvusi par galveno tehnoloģiju PFAS noņemšanai no ūdens, pateicoties tās zemajām izmaksām un vienkāršai darbībai. Taču, vai tā attīrīšanas efekts atbilst prasībām, ir nepieciešams visaptverošs novērtējums no trim aspektiem: adsorbcijas veiktspēja, standarta prasības un praktiskie pielietojuma izaicinājumi.
PFAS aktīvās ogles adsorbcijas spēja ir atkarīga no tās poru struktūras un virsmas ķīmiskajām īpašībām. Pētījumi ir parādījuši, ka daļiņām ar bagātīgām mikroporām un mezoporām ir atšķirīga adsorbcijas spēja PFAS īsai -ķēdei un garai{2}}ķēdei. Piemēram, uz kokosriekstu čaumalu -balstītas aktīvās ogles PFOA adsorbcijas spēja ir līdz 120 mg/g, bet PFBS tā ir tikai 35 mg/g. Turklāt virsmas -modificēta aktīvā ogle var uzlabot PFAS selektīvo adsorbciju, izmantojot elektrostatisko pievilcību vai ūdeņraža saiti. Ar slāpekļskābes oksidāciju{10}}apstrādātas aktivētās ogles adsorbcijas ātrums PFOS ir par 40% lielāks nekā nemodificētiem paraugiem, un tā saglabājas stabila parastajā dzeramā ūdens pH diapazonā.
No dzeramā ūdens attīrīšanas standartu viedokļa valstis arvien vairāk nosaka stingrākus ierobežojumus PFAS. ASV EPA 2023. gadā izdeva prasības, ka PFOA un PFOS koncentrācijai dzeramajā ūdenī jābūt attiecīgi zem 0,004 ng/L un 0,02 ng/L; ES "Dzeramā ūdens direktīva" nosaka, ka kopējai PFAS koncentrācijai jābūt<0.5 μg/L. Laboratory static adsorption experiments show that when the activated carbon dosage is 5 g/L and the contact time is 60 minutes, the removal rate of a PFAS solution with an initial concentration of 1 μg/L can reach 99.5%, and the effluent concentration can be reduced to below 5 ng/L, meeting the EU standards. However, in practical applications, dynamic flow conditions can lead to a decrease in the utilization rate of activated carbon adsorption sites and a shortened penetration time. For example, when a water treatment plant using an activated carbon filter treats groundwater containing PFAS, when the filtration speed is increased to 10 m/h, the operating time for PFOA penetration concentration decreases from 72 hours to 48 hours, and activated carbon needs to be frequently replaced to maintain compliance.
Praktiskā pielietojumā aktīvās ogles adsorbcijas tehnoloģija saskaras arī ar trim lieliem izaicinājumiem: pirmkārt, konkurence par adsorbciju starp PFAS un dabisko organisko vielu; NOM aizņems aktīvās vietas uz aktīvās ogles virsmas, kā rezultātā par 20%-30% samazināsies PFAS noņemšanas ātrums; otrkārt, grūtības aktivizēt oglekļa reģenerāciju, lai gan augstas temperatūras reģenerācija var atjaunot adsorbcijas veiktspēju, tā atbrīvos PFAS sadalīšanās produktus, radot sekundāru piesārņojumu; treškārt, izsekošanas PFAS noteikšanas precizitātes ierobežojums ir ierobežots, esošajām noteikšanas metodēm ir liela kvantitatīvā kļūda ultra-trace PFAS, tāpēc ir grūti precīzi pārbaudīt, vai attīrīšanas efekts atbilst standartiem. Nākotnē ir jāizstrādā īpaša PFAS aktīvā ogle ar "porainās struktūras-virsmas funkcionālās grupas" sadarbības optimizāciju, kas apvienota ar pirmapstrādes un dziļas reģenerācijas tehnoloģijām, un jāizveido jutīgākas PFAS noteikšanas metodes, lai veicinātu dzeramā ūdens attīrīšanas standartu stabilu sasniegšanu, izmantojot aktīvās ogles adsorbcijas tehnoloģiju.