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在选择减缓系统时,为何进行PFAS试点至关重要?
随着饮用水中去除全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)的责任如今完全落在了水处理厂的肩上,各水务公司正争分夺秒地部署处理系统。时间正倒计时至2029年6月,届时公共水处理厂必须将两种常见PFAS(PFOA和PFOS)的浓度控制在每兆升4微克以下,另外三种(PFHxS、PFNA和HFPO-DA)的浓度控制在每兆升10微克以下。此外,对于含有至少两种或更多PFHxS、PFNA、HFPO-DA和PFBS的PFAS混合物,将采用“危害指数最大容许浓度(MCL)”进行监管,以综合考量这些PFAS在饮用水中的总含量。
在如此紧迫的时间压力下,水厂运营方可能认为没有足够时间开展PFAS试点项目,但事实并非如此。鉴于新处理技术需要巨额投资,水厂必须做出正确决策,以免购置昂贵设备却无法达标,或导致水处理成本远超预期。随着行业不断深入了解如何针对水源差异巨大的情况处理 PFAS,开展 PFAS 试点研究是设计一套经济实惠、满足水厂具体需求并能在 2029 年 6 月截止期限前达标系统的唯一途径。通过试点,水厂可以优化系统并降低总体拥有成本。
PFAS试点项目如何降低总体拥有成本?
从本质上讲,试运行主要通过以下四种方式,大大降低了安装新处理系统所伴随的财务风险。
首先,试点项目能密切监测水质,并能报告处理厂此前未察觉的污染物及化学成分。随着试点时间的延长,未知问题和“潜伏期长”的问题将逐渐显现,这为设计团队提供了机会,确保正式投入运行的系统能够有效处理这些问题。在短链与长链全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)去除的背景下,这一方面尤为重要,因为并非所有技术都能同样有效地去除这两类物质。
其次,试点项目让运维人员有机会实际操作该技术,从而判断其是否符合现有操作规程、空间限制以及其他独特的场地和人员特点。
第三,试点项目能准确预测滤料更换的频率。这一预算项目是总体拥有成本的重要组成部分,只有通过在当地条件下长期运行滤料,才能对其有全面了解。
最后,试点为工厂提供了一个低风险的特殊机会来测试新技术。水处理领域的创新正处于历史最高水平,通过试点,设施方可能发现性能优异且能降低成本的优质产品。
如果上述任何决策仓促作出且未进行试点,最终可能导致工厂在设备使用寿命期间损失数百万美元。
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PFAS试点项目应持续多长时间?
当时间紧迫时,为期三到六个月的试点项目可以提供一些数据。然而,从短期试点中获得的经验需要进行外推,且很可能遗漏关键洞见。理想情况下,试点项目应持续12至18个月,这通常足以让初始滤料完全耗尽,并记录一整年的水质变化,从而最大限度地降低突发性污染物峰值(例如因极端天气或附近偶发的工业活动而导致的季节性或不规则峰值)出现的可能性。一个关键的经验是了解处理厂对特定PFAS化合物的暴露情况,因为处理短链PFAS与长链PFAS的方法存在差异。
随着水处理行业对PFAS处理方法的了解日益加深,尽早投资试点项目是成功的关键。
什么是水文剖面?
PFAS试点项目通常从制定完整的水质概况开始,其中包括水质分析、污染物定位、对现场现有可用于预处理的其他技术的评估、空间限制的评估,以及当前及可预见未来所需处理水量的计算。该概况揭示了宝贵的数据点,有助于在每个关键节点做出最佳决策。
在水质评估阶段,另一项需要考虑的因素是样本水中是否检出未受监管的PFAS。如果最初检测到的PFAS属于未受监管的种类,客户需要决定后续处理方案:是仅关注受监管的PFAS,还是对所有PFAS进行处理以提前应对未来的法规要求。
需注意的是,一次性水质分析仅为“快照”,无法反映一年内水质的动态变化。建议设施运营方说明已知的季节性变化及其他近期极端天气观测结果,以全面了解该厂特定水源带来的挑战。在试点期间持续分析水质是最佳实践,可最准确地描绘设施在污染物方面的需求。
如何处理全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS):试点阶段常测试的修复介质
目前,去除全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)最常见的解决方案是颗粒活性炭(GAC)和离子交换(IX)树脂。
颗粒活性炭(GAC)是一种久经考验的污染物去除技术,市场接受度高且运行成本低。GAC能够将PFAS降至无法检测的水平,对长链PFAS的去除效果最佳。与离子交换相比,它更能去除其他有机污染物和消毒副产物。其空床接触时间(EBCT)为10-20分钟,比离子交换法更长,而过滤速率(线速度)则较低,这意味着设备占地面积将比离子交换法更大,储罐也更高,从而增加了初始资本支出。
离子交换(IX)采用阴离子树脂介质,专门针对PFAS,因为离子交换树脂带负电荷,可吸引带正电荷的PFAS化合物的“头部”。与GAC相比,该工艺对短链和长链PFAS的去除效果更佳,且仅需极短的空床接触时间(2-3分钟)即可将PFAS降至无法检测的水平(去除率高达99.99%),从而实现更紧凑的安装布局并降低资本支出。这种一次性介质在同类产品中拥有最长的使用寿命。
无论是IX还是GAC,使用后的滤料都必须拆除并运往场外进行热销毁,这目前是销毁PFAS最常见的方式。
在PFAS试点项目期间,能否对容器设计进行测试?
容器设计是处理工艺的重要组成部分,尤其体现在其对滤料利用率的影响上。容器设计领域的最新创新成果,在不牺牲滤料及罐体检修便利性的前提下,实现了更高的滤料利用率。
虽然很难通过全尺寸水力模拟来验证进料口和底排设计对盛装介质的压力容器产生的影响,但了解供应商如何设计其全尺寸设备至关重要。这样才能确保无论选用何种介质,都能高效利用且避免短路现象——短路不仅会缩短介质使用寿命,还会增加成本。
为什么选择与德诺拉合作?
25 多年来,德诺拉凭借其 SORB 污染物去除解决方案,在水污染去除产品领域一直处于领先地位。公司积累的专业知识为 PFAS 治理系统奠定了坚实基础,并向客户展示了如何从水中去除 PFAS。
协助水务公司从供水系统中去除PFAS,同时最大限度地降低资本支出和运营成本,已成为德诺拉研发工作的重点。通过持续创新,德诺拉正在树立未来水处理的新标杆,使水务公司既能确保水质与环境安全,又能充分利用其财务资源。
德诺拉与客户携手满足其最迫切的需求,凭借数十年的经验以及在PFAS、1,4-二氧六环、微污染物和消毒副产物等传统及新兴关注污染物方面的专业知识,已为全球数万个项目提供了支持。
德诺拉独特的容器设计为水处理设施节省了资本支出——包括更低的安装和初始滤料成本;同时也降低了运营支出——通过减轻维护负担、优化滤料利用率来延长滤料寿命,并减少停机频率。
随着联邦层面针对PFAS去除的监管日益严格,德诺拉致力于与水处理设施携手合作,助力其应对行业日益增长的挑战。
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