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

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。

Veolia在向修复、净化和饮用水市场提供设备、化学品与服务方面拥有丰富经验，曾运用介质、树脂和膜技术解决过与生产安全、清洁饮用水相关的各种挑战。我们开发并引入了一系列处理技术，以解决世界各地的工业、军事与市政应用所面临的污染问题。我们的技术包括：