美國最大的離子交換樹脂PFAS水處理系統即將投入使用
出于全氟化合物（PFAS）對人類健康和生態環境的潛在威脅的考慮，美國出臺了嚴格的監管法規，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。但是一些水體已經不同程度地受到了PFAS污染，為了保障用水安全必須采取應對措施。
美國加州的約巴林達水管理局（Yorba Linda Water District, YLWD）服務人口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%依靠調水 。檢測發現，該地區的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準 （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%通過調水解決當地的用水需求。不過，依靠調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的供水服務。
YLWD與負責該地區地下水監管的橙縣水管理局（Orange County Water District, OCWD）深入協商后，決定合作建造一座PFAS水處理廠。項目團隊最初測試考察了幾種不同的技術方案，包括顆粒活性炭、膜技術（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，他們認為離子交換樹脂系統更加緊湊節省占地，設備更精簡可以減少投資和運維成本；在處理效果方面，YLWD全年處理水量變化較大，離子交換樹脂系統可以很好地應對水量波動，另外，對于監管中強調的短鏈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，該處理系統設有6個預過濾器，后面連接有22個樹脂反應器（2個一組，共11組；反應器直徑約3.6米，高約5米）。每組樹脂反應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的產品，項目后面還將開展持續的研究對比，尋找去除效果更好、成本更節約、使用壽命更長的樹脂。
圖源：YLWD
項目于2021年3月開始建設，預計2022年2月完工。項目投資成本2700萬美元 ，全部由OCWD提供；年運維成本預計150美元/Acre-ft（約0.12美元/立方米處理水量），YLWD和OCWD將各承擔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。運行初期的日處理規模預計約在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
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