从水中去除PFAS的方法技术

一种从含有PFAS的水相中去除PFAS的方法，包括向所述水相中加入包含至少一种阳离子表面活性剂的表面活性剂组合物，以使表面活性剂在所述水相中形成胶束，和使所述含有胶束的水相在压力下与超滤膜接触，以获得具有降低浓度的PFAS的渗透物流水相。的PFAS的渗透物流水相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从水中去除PFAS的方法


[0001]本专利技术涉及一种从水中去除全氟化合物的方法。更具体地说，本专利技术涉及通过使用胶束增强超滤并结合向水中加入阳离子表面活性剂和/或去污剂或阳离子表面活性剂和/或去污剂与非离子表面活性剂和/或去污剂的混合物而从水中去除PFAS的方法。

技术介绍

[0002]超滤(UF)是多种膜过滤，其中类似压力或浓度梯度的力导致通过半透膜的分离。高分子量的悬浮固体和溶质被保留在所谓的渗余物中，而水和低分子量溶质在渗透物(滤液)中通过膜。1该分离方法用于工业和研究中以纯化和浓缩大分子溶液2，特别是蛋白质溶液3。
[0003]超滤可用于从原水中去除颗粒和大分子以生产饮用水。它已经被用于替代现有的用于水处理厂的二级(凝结、絮凝、沉淀)和三级过滤(沙滤和氯化)系统，或者作为独立系统用于人口增长的隔离区域中4。它被乳品加工业用于浓缩乳蛋白和从乳中去除水。它被生物技术工业用于浓缩蛋白质5。
[0004]胶束增强超滤(以下也称为：MEUF)已知为一种最近开发的强有力的分离方法，用于去除各种污染物，例如重金属(例如铅、镉或锌)、有毒有机物质(例如苯酚、磷酸二丁酯、磷酸三丁酯或三卤甲烷)和较低分子量的污染物，包括有机染料
6, 8
。
[0005]在MEUF中，将去污剂以高于去污剂临界胶束浓度的浓度加入水中。当去污剂形成胶束时，去污剂分子的疏水部分聚集在一起并形成疏水空间，而去污剂分子的亲水基团保持暴露于水9。这形成具有亲水表面和疏水内部的通常球形结构。球形胶束的重量至少为60000道尔顿，这使得通过超滤分离去污剂胶束成为可能。胶束表面上的亲水基团在胶束的疏水内部和水之间形成相分离。由于有机污染物通常是非常疏水的，它们通常优选存在于胶束的内部，这是MEUF去除污染物的基础7。
[0006]PFAS (全氟
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和多氟烷基物质)是大于3000种工业生产的化学品的总称。
[0007]PFAS可分为(1)长链PFAA，(2)短链PFAA，(3)非聚合和聚合的基于氟调聚物的产物，和(4)氟塑料和氟聚合物；其中长链PFAA包括碳链长度为6和更高的全氟链烷磺酸(PFSA)和碳链长度为8和更高的全氟羧酸(PFCA)；和短链PFAA，包括碳链长度为5和更低的PFSA，和碳链长度为7和更低的PFCA。
[0008]最常见的PFAS是全氟丁酸、全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟丁烷磺酸、全氟己烷磺酸、全氟辛烷磺酸、6:2氟调聚物磺酸盐、全氟十一烷酸、全氟十二烷酸、全氟十三烷酸、全氟十四烷酸、全氟戊烷磺酸、全氟庚烷磺酸、全氟壬烷磺酸、全氟癸烷磺酸、全氟十二烷磺酸、4:2氟调聚物磺酸盐、8:2氟调聚物磺酸盐、全氟辛烷磺酰胺、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺乙醇、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺乙醇、全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、7H
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全氟庚酸、全氟
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3,7
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二甲基辛酸和这些物质的异构体、同系物和其他排列。
[0009]对于PFAS最常见的测量是所谓的“PFAS Sum 11”，指向最常见的PFAS的11个，其是：全氟丁酸、全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟丁烷磺酸、全氟己烷磺酸、全氟辛烷磺酸、6:2氟调聚物磺酸盐。
[0010]PFAS在全球用于大量产品，例如消防和浸渍剂。PFAS广泛地分散在环境中；它们是持久的，并且一些是有毒的。在世界的许多地方都发现了PFAS污染的土地，在这些地方PFAS泄漏到地下水和饮用水储层中。最近的研究表明，PFAS存在一些健康问题，并且饮用水中的PFAS阈值正在进行中
10
‑
12
。
[0011]PFAS都是由人创造的，对自然界的供给完全来自人类活动。它们在全球范围内出现在大量的生产过程中，例如作为织物保护剂。例如，瑞典环境中PFAS最常见的点源是机场上使用的灭火泡沫。军用机场是最多的PFAS源，其泄漏到环境中，紧随其后的是民用机场。由于PFAS在自然界中不降解，并且几种PFAS具有生物累积性，因此除了限制它们的使用之外，还必须用积极措施来对抗这种污染。
[0012]PFAS通过被污染的饮用水、通过食物如鱼和家畜、通过用被污染的水灌溉作物和通过吸入粉尘进入人群
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。PFAS可能在人体中引起肝和生殖毒性。在美国，对大约60,000人进行了最大的研究，他们从饮用水中接受了大量的高氟化物质PFOA (全氟辛酸)。研究的结论是，在所研究人群的PFOA暴露与高血胆固醇水平、妊娠期间的高血压、溃疡性结肠炎、甲状腺疾病以及睾丸和肾的癌症之间存在可能的联系(C8 Science Panel 2013)。
[0013]在环境中最常见的水溶性PFAS具有带负电荷的部分，这使得它们可溶于水。常见的PFAS如全氟丁酸、全氟辛烷磺酸和氟调聚物磺酸盐在大多数污染的位置都以高浓度存在。这些全氟分子极难分解，不能通过生物的废水处理方法去除它们，并且它们耐臭氧水处理的氧化。
[0014]从水中去除PFAS的常用方法是不同类型的碳过滤，通常是粒状活性炭(GAC)过滤。碳过滤对于长链PFAS分子全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟辛烷磺酸、6:2氟调聚物磺酸盐、全氟十一烷酸、全氟十二烷酸、全氟十三烷酸、全氟十四烷酸、全氟壬烷磺酸、全氟癸烷磺酸、全氟十二烷磺酸、4:2氟调聚物磺酸盐、8:2氟调聚物磺酸盐、全氟辛烷磺酰胺、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺、N
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甲基全氟磺酰胺乙醇、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺乙醇、全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、7H
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全氟庚酸和全氟
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3,7
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二甲基辛酸是有效的。然而，当涉及较短的PFAS分子如全氟丁酸、全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟戊烷磺酸和全氟庚烷磺酸时，GAC和其它碳过滤方法效率较低。如果废水流中存在高浓度的低分子量PFAS分子，则必须以更频繁的间隔更换碳过滤器；如果水还含有高水平的有机物，这导致需要甚至更频繁地更换碳过滤器
14
。
[0015]另一种建议的处理PFAS污染的废水的方法是反渗透(RO)。反渗透可以高效率地从水中分离出单个金属离子，并且已经证明能够从水中去除所有类型的PFAS
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。然而，RO的缺点是RO不能过滤具有高离子浓度的水。实际上，由于RO依赖于膜上的渗透流动，如果处理水中的盐浓度高，则在常压下可能会得到非常小的膜上的渗透流动。RO的效率可以相当高，但是很本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从含有PFAS的水相中去除PFAS的方法，包括：(i)向所述水相中加入包含至少一种阳离子表面活性剂的表面活性剂组合物，以使所述表面活性剂在所述水相中形成胶束，和(ii)使所述含胶束的水相在压力下与超滤膜接触，以获得具有降低浓度的PFAS的渗透物流水相。2.权利要求1所述的方法，其中所述表面活性剂包含C4
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C20脂族基团作为疏水部分。3.权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述表面活性剂包含选自铵、甲基铵、二甲基铵、三甲基铵、羟乙基铵、甲基羟乙基铵、二甲基羟乙基铵或含有这些基团中的一种或多种的聚合物的亲水性部分。4.权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述PFAS包含全氟丁酸、全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟丁烷磺酸、全氟己烷磺酸、全氟辛烷磺酸、6:2氟调聚物磺酸盐、全氟十一烷酸、全氟十二烷酸、全氟十三烷酸、全氟十四烷酸、全氟戊烷磺酸、全氟庚烷磺酸、全氟壬烷磺酸、全氟癸烷磺酸、全氟十二烷磺酸、4:2氟调聚物磺酸盐、8:2氟调聚物磺酸盐、全氟辛烷磺酰胺、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺乙醇、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺乙醇、全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、N
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甲基全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、N
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乙基全氟辛烷磺酰胺乙酸盐、7H
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全氟庚酸和全氟

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：克罗马福拉公司，
类型：发明
国别省市：