当全球目光还在聚焦于核污水排海,另一种更隐蔽、更广泛的污染正在悄然蔓延、在人体中、在污水系统中、在自然环境中永久积蓄
近日,日本34家污水处理厂的污泥中被检测出致癌物。从研究人员和媒体处了解到,该物质为全氟和多氟烷基物质(以下简称PFAS),可能已经扩散至日本全国。
01
日本或全国沦陷,多地污水厂检出PFAS
污水处理厂成污染“帮凶”?
这34家污水处理厂分布在日本各地,北至北海道,南至冲绳县,是研究团队从全国约2200家污水处理厂中特别选取的。
从研究结果看到, 被检测的34座污水处理厂污泥中均含有PFAS,检出率高达100%,这也就意味着PFAS已经普遍存在于日本各地的废水污泥中。
PFAS是氟化物的一种,因其在水中降解时间长达数百年,又被称为“持久性有机化合物(POPs)”或永久化学品,接触高浓度PFAS有可能导致癌症、甲状腺疾病、肝损伤等重大疾病发生。
基于此次研究结果,日本民众正在沟通各种行动,要求政府将废水污泥中全氟和多氟烷基物质的含量列入到相关法律法规中。
与此同时,研究人员也呼吁污水处理厂进行技术升级改造。
他指出PFAS具有极高的化学稳定性,污水厂生物处理过程难以对PFAS达到有效降解去除,一污水厂进水样品中检测到45ng·L -1 PFOA和37.3ng·L -1 PFOS,但经全过程污水处理后,PFAS并没有明显下降迹象,说明常规污水处理对其无可奈何。
而在此前,《自然》杂志也发表过论文《重新审视饮用水中的“永久化学品”、PFOA和PFOS暴露》称, 对于水中的PFAS,大多数传统处理工艺已被证明无效。
更为严重的是, 常规污水处理厂不但难以去除PFAS,而且还是从前体物转化更多PFAS的“帮凶” ,因此也常常出现出水中PFAS浓度高于进水的情况。
02
中国是全球最大的PFAS生产国之一
含氟废水如何处理?
看到这里,请你先别急着庆幸这事发生在日本,视线转回国内,中国同样也面临着氟化物污染严峻挑战。
近年来,我国氟产品应用领域从传统行业转向新兴产业,半导体、光伏、新能源汽车等均属于涉氟行业,其产生大量含氟废水逐渐成为氟化物污染的重要来源。
据不完全统计, 含氟废水约占全国工业废水总排放量的5%,仅光伏行业年产生的含氟废水就约达到数亿吨,并且还在快速增长中。
此前,央视《焦点访谈》还曾策划过专栏,曝光光伏污染问题。据业内专家介绍,光伏企业会用到大量的氢氟酸,工业生产中排放的含氟废水常含有质量浓度为10mg/L~10000mg/L的氟化物。由于光伏废水中还可能还存在其他非金属离子,因此除氟会变得更加困难。
下面,以光伏行业为例,讲一讲含氟废水的处理工艺。
一般来说,含氟废水处理原则是:首先从清洁生产角度出发,减少污染物,防止污水外排,进而综合回收和利用。究竟采用什么样的方法除氟,是要根据工业废水的水质、水量、排放标准及处理方法的特点、成本和回收经济价值等各方面综合考虑。
在光伏废水处理行业中,化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法由于实用性较强经常联合使用,处理效果更佳。 下面先详细介绍这三种方法——
1、吸附除氟法
吸附法的基本机理是离子交换或表面反应,是一种基于接触法的表面反应,使用氟吸附剂的设备将含氟废水中的氟与吸附剂中的其他离子或基团反应交换后留在吸附剂表面而被除去,吸附剂则通过不断再生来恢复交换能力。
因此, 吸附法只适用于含氟量低的自来水处理或者深度除氟处理。
2、化学沉淀除氟法
化学沉淀法是将一定量的化学试剂投加到含氟废水中,使其与废水中的氟生成氟化物沉淀或者利用共沉淀吸附氟离子,然后用过滤或自然沉降等方法使沉淀物与水分离,达到除氟的目的。
目前, 沉淀法是除氟工艺中应用最广泛的一种方法,适用于处理质量浓度在1000mg/L以上的含氟废水。
◎ 若废水中含有比较单纯的氟离子时,投加石灰,调节pH值至10~12,生成CaF 2 沉淀,可使含氟质量浓度降至10mg/L~12mg/L。
◎ 若废水中还含有其他金属离子(如 Mg 2+ 、Fe 3+ 、Al 3+ 等),加熟石灰后,除形成CaF 2 沉淀外,还形成金属氢氧化物,可使含氟质量浓度降至8mg/L以下。
◎ 若加石灰至pH=11~12,再加硫酸铝或者聚合铝盐,使pH=6~8,则形成氢氧化铝可使含氟质量浓度降至5mg/L以下。
为提高除氟效率可调节废水的酸度及无机絮凝剂和有机助凝剂的投加量并加入过量的Ca(OH) 2 以达到深度除氟的目的。
常用的沉淀剂有生石灰、熟石灰、电石渣、碳酸钙、石粉、可溶性钙盐等。熟石灰和氯化钙等钙盐的联合使用,配合无机混凝剂和有机助凝剂,能更有效地降低氟离子浓度,而且熟石灰生产便捷,价格相对氯化钙等钙盐优惠,在处理过程中既能中和废水酸性又能有效除氟,处理成本相对较低,是光伏企业常用的处理方法。
3、混凝沉淀除氟法
混凝沉淀法是利用水中的F - 与Mg 2+ 、Fe 3+ 、Al 3+ 等阳离子形成络合物沉淀而除氟的一种方法。
所选用的混凝剂一般为聚铁和聚铝等无机混凝剂,也可以使用有机混凝剂,包括聚丙烯酰胺类和天然高分子化合物(如纤维素、淀粉、木质素等聚糖类和壳聚糖类) 。不同混凝剂因其作用机理不同,降氟效果也不同。
混凝沉淀法能够处理含氟量在1000mg/L以上的废水 ,设备简单、操作容易。但存在后期投加药剂量大,废水中引入过多金属离子和非金属离子,不利于后段的综合回用,且除氟效果不稳定,产生较多难以处理的废渣。
4、电渗析除氟法
使用电渗析法处理含氟废水时,需要在半渗透膜的两端建立一个直流电场,使带负电的氟离子和带正电的离子通过离子交换分别流向阳极和阴极,从而去除废水中的氟离子。
这种除氟方法可应用于饮用水的除氟,但这种方法需要先对饮用水进行处理。因此,设备成本相对较高,还存在膜极化结垢的问题,在处理饮用水中的氟离子时,也会去除一些对人体有益的物质,因此电渗析法除氟在实际应用中受到限制。
5、生化除氟法
生化除氟法,简单来说就是长期驯化一些微生物,使这些微生物具有一定的降氟和除氟能力,然后将含氟废水加入含有由这类微生物组成的生物膜反应器中,微生物就会降解废水中的氟离子,达到除氟目的。
这种方法只能应用在含氟浓度较低的工业废水中,而不能应用于高浓度含氟废水中, 因为微生物在高浓度含氟废水中降解氟的能力会受到抑制,其生长也会受到影响,生物膜会脱落,不能达到除氟的目的。
6、电凝聚除氟法
电凝聚法处理含氟废水时,需要对废水进行电解析,通过电解析可以在水中产生一些絮凝沉淀,这种沉淀物具有静电吸附和离子交换的特点,可有效去除废水中的氟离子。
该方法所需设备简单,也不会产生二次污染, 但由于铝镁合金电极容易钝化,电流无法通过,导致铝镁合金的电极不能顺利析出,从而无法达到除氟的效果。
7、反渗透除氟法
反渗透除氟法,就是利用反渗透膜能透过水而不能透过其他溶质的特性,然后利用足够的压力,可以让含氟废水中的水分子通过半透膜或反渗透膜分离,从而达到除氟目的。
但是反渗透除氟法也存在局限性,由于膜的问题,导致利用该方法除氟时对水质的要求较高,且要先对进行水预处理,进膜前的原水水质越好,对膜的伤害就越小,使用时间就越长。
此外, 该方法对高浓度含氟废水的处理效果较差。 在利用反渗透除氟法时,如果废水回收率太低,会造成水资源的浪费。
8、气浮废水处理法
气浮法是通过某种方法产生大量的微气泡,使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附,形成密度小于水的气浮体,在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣,进行固液或液液分离。
气浮法除氟主要是与其它传统除氟方法联用以加强除氟效果。按气泡产生的不同方式分为电解气浮法、散气气浮法、溶气气浮法等。
03
全球“去氟”行动加速
政策先行!氟化物治理市场前景广阔
值得一提的是,此前有新闻曝光,驻日美军基地存有140万升PFAS污染水,居住在附近的居民中,有约40%人的血液中PFAS超标。8月12日,日本一市民团体刚刚提交申请,要求就美军普天间基地涉嫌污染周边水体一事展开调查。
事实上,PFAS污染是一个全球性问题,一些国际专家及水行业领袖把PFAS污染列为行业关注重点,包括中国、美国、欧美、日本在内的多个国家甚至已经开始了“去氟”行动。
◎ 今年1月,日本《化学物质控制法》的修订案已将138种PFAS列为“第一类特定化学物质”,全面禁止生产、进口和使用,还计划将饮用水中PFAS标准从50纳克每升大幅降至10纳克每升。
◎ 中国有超过70个团队在开展含氟化合物的研究,同时越来越多的PFAS被纳入或将纳入到我国法规管控中。比如由国务院印发的《新污染物行动治理方案》,提出要于2025年底前,完成一批物质的筛查及风险评估。地方上如《江苏省地表水氟化物污染治理工作方案(2023-2025年)》提前筹划涉氟产业布局和项目准入要求。提出新建企业含氟废水不得接入城镇污水处理厂,已接管的企业开展全面排查评估。
◎ 欧盟通过《包装和包装废弃物法规》(PPWR),从2026年8月12日起,如果食品接触包装中含有浓度等于或高于限值的PFAS,则不得投放市场。
◎ 美国多州出台PFAS禁令,2025年1月1日起, 明尼苏达州、加利福利亚州禁止生产、销售和分销故意添加PFAS的食品包装、青少年产品、月经用品等多项。
对此有内人士指出。虽然相关标准日趋严格,但单纯的政策紧抓并不能解决所有问题,研发应用新技术以及破解成本问题才是当务之急。
(来源:环保水圈)
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只看楼主 我来说两句 抢板凳资料不错,学习了,谢谢楼主分享
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