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美国最大的离子交换树脂PFAS水处理系统即将投入使用

发布日期:2022-02-17 来源:IWA国际水协会

出于全氟化合物(PFAS)对人类健康和生态环境的潜在威胁的考虑,美国出台了严格的监管法规,逐步停止全氟辛基磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)等全氟化合物(PFAS)的生成和使用。但是一些水体已经不同程度地受到了PFAS污染,为了保障用水安全必须采取应对措施。

美国加州的约巴林达水管理局(Yorba Linda Water District, YLWD)服务人口250万,日供水能力17万立方米,77%的饮用水水源来自于地下水,另外27%依靠调水 。检测发现,该地区的10座地下水水井均受到了PFAS污染,PFAS含量超出了加州的地方红线标准 (PFOA 10ng/L; PFOS 40 ng/L; PFBS 5000 ng/L)。管理局不得不切换水源,在地下水PFAS问题未能全面消除之前将100%通过调水解决当地的用水需求。不过,依靠调水的供水成本是地下水的两倍多,平均每天增加约2.7万美元,长期下来水厂将可能无法提供可持续的供水服务。

YLWD与负责该地区地下水监管的橙县水管理局(Orange County Water District, OCWD)深入协商后,决定合作建造一座PFAS水处理厂。项目团队最初测试考察了几种不同的技术方案,包括颗粒活性炭、膜技术(反渗透和纳滤)以及离子交换树脂。对比之后最终选用离子交换树脂,他们认为离子交换树脂系统更加紧凑节省占地,设备更精简可以减少投资和运维成本;在处理效果方面,YLWD全年处理水量变化较大,离子交换树脂系统可以很好地应对水量波动,另外,对于监管中强调的短链PFAS的去除效果也更出色。

PFAS水处理厂位于美国普拉森提亚(Placentia)YLWD总部。如下图所示,该处理系统设有6个预过滤器,后面连接有22个树脂反应器(2个一组,共11组;反应器直径约3.6米,高约5米)。每组树脂反应器都允许水从上下任意方向流动保证树脂交换容量能被充分利用 ,加上前面的保安过滤器 ,帮助最大限度地延长树脂使用寿命。树脂目前选用了AqueoUS VETsEvoqua的产品,项目后面还将开展持续的研究对比,寻找去除效果更好、成本更节约、使用寿命更长的树脂。

图源:YLWD

项目于20213月开始建设,预计20222月完工。项目投资成本2700万美元 ,全部由OCWD提供;年运维成本预计150美元/Acre-ft(约0.12美元/立方米处理水量),YLWDOCWD将各承担50%

图源:YLWD

PFAS处理厂的最大日处理能力为9.5万立方米(25MGD),将是目前全美最大的PFAS水处理系统。运行初期的日处理规模预计约在7.2万立方米(19MGD)。

参考资料

YLWD is Constructing the Nation's Largest PFAS Water Treatment Plant

https://www.ylwd.com/pfas-water-treatment-plant/

Design of Yorba Linda Water Districts New 19 MGD PFAS Treatment Plant

https://www.ocwater.org/02-2021-YLWD-PFAS-Treatment

USAs largest ION Exchange PFAS treatment facility begins operation in Yorba Linda

https://www.environmental-expert.com/news/usa-s-largest-ion-exchange-pfas-treatment-facility-begins-operation-in-yorba-linda-1051384

PFAS Water Treatment Plant Construction Progress

https://www.youtube.com/watch?v=C7odiLZf4EU