从小规模的快速柱体试验中预测试点规模颗粒状活性炭吸附剂中的per-和多基物质的去除

科学领域:

• 环境工程 环境工程
• 水处理 处理水的方法
• 吸附科学 吸附科学

背景情况:

• 和多醇基物质 (PFAS) 是饮用水中普遍存在的污染物,造成人类暴露的重大风险.
• 颗粒活性炭 (GAC) 是一种有效的吸附剂,用于PFAS去除,但高效的系统设计需要准确预测GAC性能.
• 目前用于评估GAC性能和扩展基准测试结果到试点规模系统的现有方法有限.

研究的目的:

• 开发和验证一个小规模的快速列测试 (RSSCT) 程序,以预测通过颗粒活性炭 (GAC) 清除每和多甲基物质 (PFAS).
• 评估GAC类型,水矩阵和空床接触时间 (EBCT) 对GAC性能和扩展预测的影响.
• 建立可靠的方法来预测PFAS突破曲线和GAC使用率从RSSCT数据在试点规模.

主要方法:

• 使用凝结/沉的地表水,三种GAC和两种EBCT进行了试点规模的柱体测试,以生成PFAS突破数据.
• 研究了两个RSSCT设计:恒定扩散率 (CD) 和比例扩散率 (PD),以评估它们预测试点规模性能的能力.
• 利用孔表面扩散模型 (PSDM) 分析粒子内部扩散性及其对GAC粒子大小的依赖性.

主要成果:

• 恒定扩散率 (CD) -RSSCTs在试点规模上准确预测了可处理到50%PFAS突破的水量.
• 比例扩散度 (PD) -RSSCTs在试点规模预测的50%突破量大约超过了2-3倍.
• 发现粒子内部扩散率与GAC粒子直径相成比例,将其提高到0.25 (d_p^0.25) 的功率,达到70%的突破率.
• 开发的RSSCT扩大规模的方法通过使用地下水和废水影响地下水的试点数据与额外的GAC进行了验证.

结论:

• CD-RSSCT方法,结合了从PSDM分析中获得的颗粒大小的扩散性依赖,为扩大PFAS去除预测提供了一种可靠的方法.
• 经过验证的方法允许快速和准确地预测用于饮用水处理系统中PFAS去除的GAC使用率.
• 这种方法支持高效的设计和GAC处理系统的优化,以有效地修复PFAS.