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出于全氟化合物（PFAS）對人類健康和生態(tài)環(huán)境的潛在威脅的考慮，美國出臺了嚴(yán)格的監(jiān)管法規(guī)，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。但是一些水體已經(jīng)不同程度地受到了PFAS污染，為了保障用水安全必須采取應(yīng)對措施。
美國加州的約巴林達(dá)水管理局（Yorba Linda Water District, YLWD）服務(wù)人口250萬，日供水能力17萬立方米，77%的飲用水水源來自于地下水，另外27%依靠調(diào)水 。檢測發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)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紅線標(biāo)準(zhǔn) （PFOA 10ng/L; PFOS 40 ng/L; PFBS 5000 ng/L）。管理局不得不切換水源，在地下水PFAS問題未能全面消除之前將100%通過調(diào)水解決當(dāng)?shù)氐挠盟枨蟆２贿^，依靠調(diào)水的供水成本是地下水的兩倍多，平均每天增加約2.7萬美元，長期下來水廠將可能無法提供可持續(xù)的供水服務(wù)。
YLWD與負(fù)責(zé)該地區(qū)地下水監(jiān)管的橙縣水管理局（Orange County Water District, OCWD）深入?yún)f(xié)商后，決定合作建造一座PFAS水處理廠。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)最初測試考察了幾種不同的技術(shù)方案，包括顆粒活性炭、膜技術(shù)（反滲透和納濾）以及離子交換樹脂。對比之后最終選用離子交換樹脂，他們認(rèn)為離子交換樹脂系統(tǒng)更加緊湊節(jié)省占地，設(shè)備更精簡可以減少投資和運(yùn)維成本；在處理效果方面，YLWD全年處理水量變化較大，離子交換樹脂系統(tǒng)可以很好地應(yīng)對水量波動，另外，對于監(jiān)管中強(qiáng)調(diào)的短鏈PFAS的去除效果也更出色。
PFAS水處理廠位于美國普拉森提亞(Placentia)的YLWD總部。如下圖所示，該處理系統(tǒng)設(shè)有6個預(yù)過濾器，后面連接有22個樹脂反應(yīng)器（2個一組，共11組；反應(yīng)器直徑約3.6米，高約5米）。每組樹脂反應(yīng)器都允許水從上下任意方向流動保證樹脂交換容量能被充分利用 ，加上前面的保安過濾器 ，幫助最大限度地延長樹脂使用壽命。樹脂目前選用了AqueoUS VETs和Evoqua的產(chǎn)品，項(xiàng)目后面還將開展持續(xù)的研究對比，尋找去除效果更好、成本更節(jié)約、使用壽命更長的樹脂。
項(xiàng)目于2021年3月開始建設(shè)，預(yù)計(jì)2022年2月完工。項(xiàng)目投資成本2700萬美元 ，全部由OCWD提供；年運(yùn)維成本預(yù)計(jì)150美元/Acre-ft（約0.12美元/立方米處理水量），YLWD和OCWD將各承擔(dān)50%。
圖源：YLWD
PFAS處理廠的最大日處理能力為9.5萬立方米（25MGD），將是目前全美最大的PFAS水處理系統(tǒng)。運(yùn)行初期的日處理規(guī)模預(yù)計(jì)約在7.2萬立方米（19MGD）。
參考資料
YLWD is Constructing the Nation's Largest PFAS Water Treatment Plant
https://www.ylwd.com/pfas-water-treatment-plant/
Design of Yorba Linda Water District’s New 19 MGD PFAS Treatment Plant
https://www.ocwater.org/02-2021-YLWD-PFAS-Treatment
USA’s largest ION Exchange PFAS treatment facility begins operation in Yorba Linda
PFAS Water Treatment Plant Construction Progress