通过离子交换树脂去除Per和Polyfluoroalkyl物质:扩大快速小规模列测试数据的规模
Lan Cheng1, Detlef R U Knappe1
1Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering, North Carolina State University, Campus Box 7908, Raleigh, NC 27695-7908, United States of America.
阳离子交换 (IX) 有效地从水中去除和多基物质 (PFAS). 这项研究开发了一种方法来预测PFAS在大型IX系统中的去除,使用来自小规模快速列测试 (RSSCT) 的数据.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 水处理技术水处理技术
- 吸附过程 吸附过程
背景情况:
- 和多醇基物质 (PFAS) 是水源中的持久污染物.
- 阳离子交换 (IX) 是一种可行的PFAS去除技术.
- 从实验室数据中预测更大规模的IX系统的性能对于有效的设计至关重要.
研究的目的:
- 开发一个协议,扩大离子交换 (IX) 树脂性能预测,从快速小尺度柱体测试 (RSSCT) 数据到完全或试点规模的包装床接触器,以去除多和多基物质 (PFAS).
- 调查IX树脂特性和操作参数对PFAS吸收能力和动力学的影响.
- 建立可靠的方法来设计用于PFAS修复的IX处理系统.
主要方法:
- 用两种一次性使用的IX树脂在各种水矩阵上进行了小型快速柱体试验 (RSSCT).
- 评估了IX树脂粉碎,PFAS初始度和液压加载率对PFAS吸收的影响.
- 使用Biot数和中断的RSSCT数据来识别PFAS吸收的速度限制步骤.
- 开发并验证了一个扩展协议,将RSSCT数据与试点测试结果联系起来.
主要成果:
- 粉碎IX树脂改变了粒子形态,但没有显著影响总离子交换能力或床密度.
- PFAS吸收能力独立于在测试范围 (30-300 ng/L) 内的影响度.
- 薄膜扩散或薄膜和粒子内部扩散的组合控制了PFAS吸收动力学.
- 开发了一个扩展协议,允许使用RSSCT数据预测PFAS在试点规模系统中的突破.
结论:
- 离子交换树脂的粉碎不妨碍其在PFAS去除方面的有效性.
- 开发的基于RSSCT的扩展协议允许在更大的IX系统中准确预测PFAS去除.
- 这项研究为设计高效的PFAS水处理工艺提供了有价值的工具.
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