Evaluating lignin-based Activated Carbon using PFAS-contaminated water from Korsør
(2026) VVAM05 20251Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
- Abstract
- This study evaluated the performance of a new lignin-based activated carbon (AC) for the removal of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) from contaminated groundwater from Korsør, Denmark. Preliminary tests using 14C-labeled PFOA and scintillation counting were conducted to compare adsorption capacities of three lignin-based AC variants and a commercial AC (Norit BAE Super), guiding the selection of the most promising candidate and appropriate dosing for further experiments. The selected lignin-based AC variant was K5A7 1-step, which derives its name from being carbonized at 500 °C (K5) and activated at 700 °C (A7), without any cooling period in between (1-step). Further adsorption experiments were then performed using K5A7 1-step,... (More)
- This study evaluated the performance of a new lignin-based activated carbon (AC) for the removal of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) from contaminated groundwater from Korsør, Denmark. Preliminary tests using 14C-labeled PFOA and scintillation counting were conducted to compare adsorption capacities of three lignin-based AC variants and a commercial AC (Norit BAE Super), guiding the selection of the most promising candidate and appropriate dosing for further experiments. The selected lignin-based AC variant was K5A7 1-step, which derives its name from being carbonized at 500 °C (K5) and activated at 700 °C (A7), without any cooling period in between (1-step). Further adsorption experiments were then performed using K5A7 1-step, Norit BAE Super, regenerated AC from Korsør, and used AC from Korsør, across a range of concentrations and adsorption times. Sample quality was monitored using UVA254 spectrophotometry, and exact PFAS concentrations of nine compunds known to be abundant in the water sample were determined through UHPLC-ESI-MS/MS analysis. Results indicated that the regenerated Korsør AC achieved the highest adsorption, while the lignin AC exhibited the lowest adsorption, although still at significant levels. Adsorption increased with PFAS carbon-chain length, and sulfonic acids were removed more effectively than carboxylic acids, consistent across all ACs. While the lignin AC did not match commercial AC performance, its effectiveness demonstrates potential for further optimization, suggesting that lignin-based AC could potentially become a sustainable alternative
for PFAS remediation in the future. (Less) - Popular Abstract (Swedish)
- Ett nytt aktivt kol har framställts från restprodukter inom pappersindustrin. Men är det tillräckligt effektivt för att motverka spridningen av PFAS?
PFAS är en grupp skadliga kemikalier som utvecklades under förra århundradet och som fortfarande sprids i miljön, där de blir allt vanligare. Spridningen motverkas idag på flera sätt: genom förbud, genom att alternativa kemikalier tas fram och genom olika reningsprocesser. Aktivt kol är en sådan teknik som kan användas för att avskilja PFAS från vatten.
Idag produceras merparten av världens aktiva kol från fossila råvaror, och i Sverige finns ingen nämnvärd produktion. Samtidigt är landet en stor exportör av papper, och inom pappersindustrin bildas stora mängder lignin – en restprodukt som... (More) - Ett nytt aktivt kol har framställts från restprodukter inom pappersindustrin. Men är det tillräckligt effektivt för att motverka spridningen av PFAS?
PFAS är en grupp skadliga kemikalier som utvecklades under förra århundradet och som fortfarande sprids i miljön, där de blir allt vanligare. Spridningen motverkas idag på flera sätt: genom förbud, genom att alternativa kemikalier tas fram och genom olika reningsprocesser. Aktivt kol är en sådan teknik som kan användas för att avskilja PFAS från vatten.
Idag produceras merparten av världens aktiva kol från fossila råvaror, och i Sverige finns ingen nämnvärd produktion. Samtidigt är landet en stor exportör av papper, och inom pappersindustrin bildas stora mängder lignin – en restprodukt som huvudsakligen används som bränsle. År 2024 togs dock en prototyp fram av ett nytt aktivt kol baserat på just lignin. Denna studie har nu utvärderat hur effektivt denna är vid behandling av PFAS.
I studien genomfördes adsorptionstester på förorenat vatten från Korsør i Danmark, där det lignin-baserade kolet jämfördes mot redan kommersiellt tillgängliga aktiva kol med hänsyn till både PFAS kolkedjelängd och funktionell grupp. Resultaten visar att det ligninbaserade aktiva kolet effektivt kan avskilja PFAS från vatten, men ännu inte når samma nivåer som de kommersiellt tillgängliga aktiva kolen. Samtidigt finns det stort utrymme för finjustering i tillverkningen, vilket innebär att både potentialen och framtidsutsikterna för materialet fortfarande är mycket lovande. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9223075
- author
- Borna, Tim LU
- supervisor
-
- Michael Cimbritz LU
- Per Falås LU
- organization
- course
- VVAM05 20251
- year
- 2026
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Water Engineering, PFAS, Activated Carbon
- language
- English
- id
- 9223075
- date added to LUP
- 2026-03-02 11:07:16
- date last changed
- 2026-03-02 11:07:16
@misc{9223075,
abstract = {{This study evaluated the performance of a new lignin-based activated carbon (AC) for the removal of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) from contaminated groundwater from Korsør, Denmark. Preliminary tests using 14C-labeled PFOA and scintillation counting were conducted to compare adsorption capacities of three lignin-based AC variants and a commercial AC (Norit BAE Super), guiding the selection of the most promising candidate and appropriate dosing for further experiments. The selected lignin-based AC variant was K5A7 1-step, which derives its name from being carbonized at 500 °C (K5) and activated at 700 °C (A7), without any cooling period in between (1-step). Further adsorption experiments were then performed using K5A7 1-step, Norit BAE Super, regenerated AC from Korsør, and used AC from Korsør, across a range of concentrations and adsorption times. Sample quality was monitored using UVA254 spectrophotometry, and exact PFAS concentrations of nine compunds known to be abundant in the water sample were determined through UHPLC-ESI-MS/MS analysis. Results indicated that the regenerated Korsør AC achieved the highest adsorption, while the lignin AC exhibited the lowest adsorption, although still at significant levels. Adsorption increased with PFAS carbon-chain length, and sulfonic acids were removed more effectively than carboxylic acids, consistent across all ACs. While the lignin AC did not match commercial AC performance, its effectiveness demonstrates potential for further optimization, suggesting that lignin-based AC could potentially become a sustainable alternative
for PFAS remediation in the future.}},
author = {{Borna, Tim}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Evaluating lignin-based Activated Carbon using PFAS-contaminated water from Korsør}},
year = {{2026}},
}