PFAS技术、修复和处理

_{本声明中包含的信息是基于Veolia集团截至发布时对本文所讨论的科学和技术领域的理解和专业知识。所有可能被解释为预测未来结果或性能的陈述不应被视为对此类结果或性能的保证，而应被视为对所描述技术可能发生的演变的合理评估。由于本文是基于Veolia集团在发布时对科学、技术和监管知识的了解状况，因此无法保证其中所含信息的完整性和准确性。}

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PFAS已成为2010年代最主要的饮用水污染物问题之一，超过了人们持续关注的其他物质，如六价铬、高氯酸、硝酸盐、杀虫剂、MTBE（甲基叔丁基醚汽油添加剂）、砷、多氯联苯和内分泌干扰物。大众媒体中科学引文与文章的迅速增多，表明了美国、加拿大、澳大利亚和欧盟对该物质的关注。

通常，我们的PFAS专家会亲临现场采集水样，详细了解您的具体情况、水平衡、法规限制、排放需求、工艺流程及未来计划。在接下来几天内，我们会针对您的具体用水和情况提供量身定制的解决方案。解决方案往往结合多种技术。紧急情况下，我们通常会在数日内提供现成的解决方案，并在您的时间允许的情况下进行细微调整。

在此处下载我们的客户效益和所需用水数据产品说明书。

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处理工艺

PFAS的处理工艺相当复杂，存在许多化学挑战。

许多传统的水净化技术都不能除去水中的PFAS。这些无效技术包括生物降解、微米过滤、砂过滤、超滤、混凝、絮凝、澄清以及紫外线、次氯酸盐、二氧化氯、氯胺、臭氧或高锰酸盐氧化。这些技术全都不起作用。唯一能从水中去除PFAS的技术是碳吸附、离子交换和反渗透。此外，一些实验技术，如气体浮选，也在尝试中取得了成功。

预处理

在PFAS处理前，必须先对水进行处理，去除悬浮物、颗粒、胶体、铁、锰、总有机碳、氧化剂、细菌等各种污染物，从而使碳介质、离子交换介质或反渗透装置能够成功去除PFAS。因此，在PFAS处理之前需要对水进行预处理。这种预处理可以采用上文第二段提到的多项技术：微米过滤、澄清等。

PFAS处理

水制备好后，需要选择清除PFAS的技术。最后还必须妥善处理经过碳、离子交换或反渗透处理的PFAS。这些技术中的每一种都有着许多优点和缺点。如需详细了解哪种PFAS清除技术最适合您，请联系我们或下载页面顶部的手册。

处理方式

通常情况下，处置方式包括在高温焚化炉中燃烧PFAS（最佳技术），或在合适的垃圾填埋场进行处置。如果使用碳，碳介质可以在PFAS烧掉后回收用于其他地方。如果使用树脂，介质通常在使用一次后焚化。树脂的使用寿命长，经济效益好。如果使用反渗透，客户必须为浓缩水流（称为RO废水）提供合适的目的地。水流本身可以进一步用碳处理，某些情况下也可以在排放前进行离子交换。由于与进料相比，废水的量较小，因此会带来经济效益。任何排放都必须获得监管机构的批准。废水流也可以注入深井，或经过蒸发结晶处理后焚烧或填埋。

PFAS 历史

全氟烷基物质种类繁多。尽管据估计目前有4700种不同类型的此类化合物（并且数量还在增长），但最受关注的通常是完全被氟原子饱和、由4-9个碳原子构成的链，其末端为磺酸盐或羧基基团或官能团。一些最常见的PFAS及其缩写为：磺酸/磺酸盐：- PFBS - 全氟丁烷磺酸 -PFHxS - 全氟己烷磺酸8 - PFOS - 全氟辛烷磺酸羧酸：- PFBA - 全氟丁酸 - PFHxA - 全氟庚酸 - PFOA - 全氟辛酸 - PFNA - 全氟壬酸

这类化合物已使用了60年之久，最初由有机化学家研发，旨在为某些应用寻找性能更优越的表面活性剂。三种最常见的应用类别是泡沫灭火剂、消费品中的表面活性剂以及制造业使用的表面活性剂。使用PFAS的泡沫灭火剂可形成出色的薄膜，能够扑灭液态烃类火灾。泡沫通过覆盖液体燃料来灭火。消费品使用PFAS实现食品包装的耐油性以及织物和皮革的防污性。制造类应用包括乳化剂、润湿剂和涂料组分。PFAS分子具有疏油和疏水双重特性，可为这类应用赋予卓越性能。

必须替代非PFAS表面活性剂物质，或者实施审慎使用、处理、回收及销毁方案。物质的焚化是处理从水中或污泥中去除的物质的黄金标准。如果无法焚化，则需要进行浓缩和永久隔离。尽管某些司法辖区仍允许填埋，但这种做法的频率预计会降低，以促进采用更为持久且风险更低的替代方案。主要的新兴处理领域有：

传统站点：消防站点的修复，军事站点的修复，工业排放站点的修复
进行中的用例：处理被PFAS污染的饮用水，在排放（重新排入环境）之前净化市政废水，在排放到受纳水体之前净化工业废水，处理安全性尚未得到确认的新型PFAS

常见问题解答

有关PFAS的常见问题

什么是PFAS?

PFAS是全氟烷基物质或多氟烷基物质的首字母缩写。通常，PFAS一词用于指代包含短至长碳原子链的各种人造有机分子。碳原子与氟原子键合，氟原子是材料性能的关键。从化学角度看，这些物质大多为C4至C9（意思是4个碳或9个碳），通常是直链，但有时是碳原子的支链。PFAS材料属于一类更大的化合物，称为氟化有机分子，简称碳氟化合物。虽然据估计有超过5000种类型的PFAS分子，但最受关注的类型大约有20种。下面列出了其中几种（为人熟知的）磺酸和羧基PFAS化合物，以及它们的碳原子数：

磺酸酸/磺酸盐:
- 4 - PFBS - 全氟丁烷磺酸
- 6 -PFHxS - 全氟己烷磺酸
- 8 -PFOS- 全氟辛烷磺酸(或磺酸盐)
羧酸:
- 4 - PFBA -全氟丁酸
- 6 - PFHxA -全氟己酸
- 7 - PFHpA -全氟庚酸
- 8 - PFOA -全氟辛酸
- 9 - PFNA - perfluorononanoic acid

PFC（全氟化碳）和PFAS（全氟烷基物质）有什么区别

有几个区别：

PFC化合物仅包含碳（C）和氟（F）。
PFAS化合物至少包含碳、氟和氧（O），以及酸形式的氢（H），或者保留一个或多个原始C-H键（未被F取代）。不同的PFAS化合物也可能含有硫（S）和氮（N）。
两者都是人为制造的，寿命长的化学品，通常在自然界中找不到，由于它们不可生物降解，因此在环境中可持续存在数十年。
PFC化合物要么是挥发性小分子，如CF4，要么是非挥发性塑料，如PTFE或特氟龙。如果释放，挥发性PFC会对大气造成危害，而塑料则不会。两者都不被视为有毒物质。因此，PFAS被视为饮用水污染物，而PFC则不是。
PFAS分子具有特定的官能团，赋予表面活性剂(类似肥皂)的功能，使其在许多工业用途中非常适合用于灭火泡沫。
不幸的是，这些官能团常常带来分子毒性。
由于PFC化合物通常是简单的小分子，或者是链状或聚合物，因此在化学结构方面通常受到限制。PFC通常不包含多种化学官能团，如羧基、磺酸基、酰胺或醚结构。
PFAS具有一些或几个不同组合的官能团，因此其结构也更加多样化，目前已确定的PFAS化合物超过4000种。
由于具有多种化学结构，因此在制造、归宿、迁移、毒性、环境风险、分解途径、处理、补救、化学、最终销毁、测试、安全以及处理要求和技术方面，PFAS要比PFC复杂得多。
最常见的PFAS是由3至12个碳组成的碳链，通常（但不一定）含氟饱和，以羧酸根或磺酸根基团（COOH或SO3H或它们各自的盐）为末端。

为什么存在PFAS ?

这类特殊的化合物是在60年前发明的，它被发现在各种应用中均具有卓越的优势。最重要的应用是作为灭火泡沫的活性成分。当该产品与水混合后，它能比任何其他已知物质更好地抑制以碳氢化合物为原料的燃烧。对于涉及大量燃料的工作，如航空、军事、燃料管道和油库，优质的消防泡沫是必不可少的。该分子既有疏水性又有疏脂性，既不喜水也不喜油。因此，它可以被立即用在燃料和空气之间，进行空气的隔绝和火焰的熄灭。它的泡沫比其他任何已知消防物质扩散的速度都要快。该产品的其他应用包括地毯、服装和户外用品的着色涂料，以及用于包装的耐油脂涂料。

如何对待PFAS?

以下三种技术可处理水中的PFAS：选择性离子交换树脂、碳吸附和称为“反渗透”或“纳滤”的膜分离。如本页所示宣传册表格中所示，每种技术都有优点和缺点。影响处理方法选择的因素包括：水的成分、水中的污染物（如悬浮固体）、有机污染物、其他相关的氟化化合物，以及各种溶解的固体；监管和排放限制；许可问题；去除介质的可用性和适用性；场地面积可用性；租赁与资产购买决策；运营预算与资本预算的偏好；能源供应和消耗，等等。

如何知道水中是否含有PFAS？

为了确定供水中PFAS的含量和类型，必须将详细的样本送至具备测量设备和工艺的实验室进行测量。美国EPA记录了用于分析PFAS的实验室方法，例如EPA方法533和537.1。美国和世界各地的许多实验室都可以进行该测试。使用这种方法可以识别多达25种PFAS化合物（名单还在增加），通常需要1到2周的准备时间。使用的实验室方法是液相色谱法和串联质谱法。结果通常以万亿分之一或ppt的形式报告。在美国，进行测试前有必要查看EPA网站，该网站专门介绍了UCMR，即不受管制的污染物监测规则。网站上还提供了美国各地数千个地点的测试结果，市政当局、军方和工业界在启动清理工作前经常会参考该网站。

如何处理和销毁PFAS?

处理系统中收集到的PFAS会被浓缩并捕获到特殊的过滤介质上。这些介质必须被移除并运离现场以进行适当处置，包括获得适当许可的垃圾填埋场和/或可高温分解PFAS的焚烧设施。高温焚烧能使碳氟键断裂，破坏PFAS并将氟转化为氟离子，这一过程被称为“矿化”。矿化后，就可以根据需要对氟化物做进一步处理。

待定的立法会对处理PFAS过程产生影响吗？

美国国会、环保署和欧盟正在积极制定新的法律和法规，以限制PFAS材料的使用和/或排放。在许多应用中，该物质将被非全氟或多氟化合物取代。在出于保护人类生命和安全的目的而需要继续使用该物质的情况下，例如军用船只和陆地上危险的液态碳氢化合物火灾救援，需谨慎使用并仔细清理，以避免随后的环境污染。与此同时，美国环保署、军方和国务院部门正在积极评估全国各地的供水情况，以确保在人众面临风险的地方立即实施短期和长期的解决方案，以提供安全、洁净的水。幸运的是，正如我们所看到的那样，在PFOA和PFOS停产超过10年后的今天，人群血清中的浓度正在显着下降，这表明清理虽然缓慢，但仍是有效的。