处理地下水的系统和方法技术方案

一种用于从地下水中除去氟代烃和／或高氯酸盐物种的方法和装置，其可以利用含有疏水性聚合物基体的离子交换介质。氟代烃可被减至每万亿中若干份的水平，高氯酸盐可被减至每十亿中的低份数水平，从而使地下水适用于作为常规标准的饮用水消费。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利技术背景1. 专利
本专利技术涉及处理水的方法和系统，特别是涉及从地下水中去除氟代烃。2. 相关技术使用粒状活性炭处理水的方法和系统已有公开。例如Cannon等人 在美国专利US7,157,006中公开了从地下水中去除高氯酸盐的方法。专利技术概述本申请公开了处理水，特别是地下水的系统和方法。本专利技术的 一 或多个方面涉及处理地下水的方法，包括提供含有至 少 一种浓度小于约十亿分之250份的氟代烃物种的地下水，和使所述待 处理地下水与具有疏水性聚合物基体的离子交换介质接触。本专利技术的 一 或多个方面涉及处理地下水的系统，包括含有至少一 种浓度小于约十亿分之250份的氟代烃物种的地下水源，与所述待处理 地下水源呈液体连通的装有离子交换介质的容器，其中所述离子交换 介质具有疏水性聚合物基体，和设于所述容器下游某处用于提供至少 一种氟代烃在水中的浓度的传感器。本专利技术的一或多个方面涉及处理水的系统，包括含有至少 一种浓 度小于约十亿分之250份的氟代烃物种的地下水源，与所述地下水源呈 液体连通的包含离子交换介质的离子交换床，其中所述离子交换介质 具有位于疏水性聚合物基体上的官能结构部分，以及与饮用水源、家 庭用水源和工业用水源中的至少 一 种呈液体连通的出口 。附图说明附图不是按比例绘制的。其中，在不同附图中各个相同或近似相同的部件用相同数字表示。为清楚起见，可能并未在每个附图中都标 明所有部件。在附图中4图1是根据本专利技术 一 个方面的方法的流程图； 图2是说明可以实施本专利技术的一或多个实施方案的处理器或控制 系统的示意图。i羊细i兌明和部件布置。本专利技术还具有其它实施方案并能以不同方式实施或执行。 同时，本文所用的措辞和术语也仅用于说明目的，不应被当作限制。 本文所用的"包含"、"包括"、"具有"、"含有"、"涉及"及其变体是指包 括其后所列项及其等价物，以及附加项。全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)是地下水源中可能存在的 污染物。人们怀疑这些化合物在被摄入后会对人体健康有不利影响。 实验室动物研究发现，高水平的PFOA会具有不利发育的影响，可能对 肝脏有毒，且可能与某些类型的癌症危险提高相联系。PFOA是具有通式F(CF2)7C02H的含氟聚合物处理助剂。由于其化 学稳定性、降低表面张力的能力及其产生稳定泡沫的能力，PFOA具有 许多应用。PFOA和各种衍生物被用于含氟聚合物的制造、含氟聚合物 分散体的制造、金属电镀、各种清洗和涂覆配方以及防火泡沫配方。 PFOA还作为杂质存在于PFOS基产品如某些织物保护剂、防污剂、用于 纺织品、纸和皮革的浸渍剂以及通用清洗产品中。美国环保署(EPA)在2003年进4亍了一项初步危险评估，发现PFOA 是普遍存在的，且在环境和人体内都长时间耐降解。PFOA在人体内的 半衰期为约3.8年。PFOA可能会从存放了含PFOA或PFOS废物的垃圾掩 埋场或从含氟聚合物生产厂的废水中浸入地下水。通过摄入受污染的 水或摄入装在含全氟丁基乙烯(fluorotelemer )化合物的抗油包装内的 食品如微波爆米花，其中所述全氟丁基乙烯化合物在被摄入后可以形 成PFOA,从而PFOA会进入人体血液。EPA和各州机构确定了在饮用水中PFOA和PFOS的最高推荐浓度 水平。例如，明尼苏达州卫生局在2007年3月确定的PFOA和PFOS的最 高可接受水平分别为十亿分之0.5份和十亿分之0.3份。令人关注的另 一种地下水污染物是高氯酸盐，特别是高氯酸根离 子(C104-)。高氯酸盐也是许多管辖区域内限制的饮用水污染物。例如，5在一个州，好的饮用水中高氯酸盐的最高允许污染水平(MCL)为6微克 每升。本专利技术的一或多个方面涉及水处理方法和系统，包括但不限于去 除或至少部分降低至少 一种不期望有的物种或其衍生物、复合物或盐 的浓度的地下水修复。地下水修复被认为是包括从地下水中去除或至 少降低一或多种杂质或不期望有的物种的浓度。在本专利技术的某些方面 和实施方案中，水处理或地下水修复的方法可以包括足以将一或多种 杂质或不期望有的物种的浓度降低到预定的期望水平之下的步骤。这 些预定的期望水平有时可能是由条例规定的。在本专利技术的某些方面和 实施方案中，水处理或地下水修复的方法可以包括足以将一或多种杂 质或不期望有的物种的浓度降低到足以使处理过的水能被人当作饮用 水安全消耗的水平的步骤。在此，术语"地下水"和"水"可互换。不过， 这些术语并不包括工艺副产品流或来自制造工厂如含氟聚合物生产厂 的废水。本专利技术的一或多个方面可能包括提供地下水源。所述地下水可以 包括至少一种不期望有的物种。所述至少一种不期望有的物种可以为 限制物种。所述至少一种不期望有的物种可以为氟化物种或其复合物、 附属物、衍生物或盐。所述至少一种不期望有的物种可以为氟代烃物 种，也可以是全氟化物种。所述至少一种不期望有的物种可以以小于 约十亿分之250份的浓度存在。本专利技术方法的某些方面可能包括提供含 有至少 一种浓度小于约十亿分之25份的不期望有的物种的地下水源。 本专利技术方法的另一些方面可能包括提供含有至少一种浓度小于约十亿 分之 一 份的不期望有的物种的地下水源。不期望有的氟代烃物种的例 子可以包括全氟辛酸和全氟辛烷磺酸中的任意一个或两者。本专利技术的 一或多个方面可能涉及提供含一或多种高氯酸盐的地下水源。所述高 氯酸盐可以以6微克每升或更高的浓度存在于所述地下水中。地下水可以由许多水源中的任一种提供，其非限制性例子包括地 下含水层、泉水、渗出水、溪流、河水和井水。如图1所示，根据本专利技术一或多个方面的方法IOO可以包括以下阶 段或步骤提供地下水进水源102、预先滤选引入的地下水104、预处 理地下水106、处理地下水108、后处理处理过的水IIO、和提供处理过 的水112。图l表示了本专利技术的一些方面和实施方案；本专利技术的其它方面和实施方案可以包括以不同次序执行的步骤，或与那些所示步骤相 比包括额外的步骤或更少的步骤。本专利技术还包括那些能执行图1所示步骤中的任意 一个或多个的系 统的实施方案。这类系统可以具有一或多个地下水供水子系统、 一或 多个预先滤选子系统、 一或多个预处理子系统、 一或多个处理子系统、 一或多个后处理子系统和 一 或多个处理过的水输送子系统。某些实施 方案可能还包括另外的子系统，而另一些实施方案可能并不包括所有 这些子系统。预先滤选104可以利用一或多个单元操作来进行，所述一或多个单元操作可以除去可能对下游单元操作有害或可能降低其效率的大污染 物。预先滤选可能涉及基于物理或化学性质如尺寸、密度、化学反应 性或电荷之类的差异将颗粒或污染物与地下水分离。根据本专利技术的一 或多个方面，预先滤选可以包括使引入的待处理地下水通过至少一个 筛或过滤器，其中所述至少一个篩或过滤器的开口或孔的尺寸小到足 以从所述引入水中除去诸如污垢或小鹅卵石之类的颗粒。预先滤选可 以包括其它/人引入地下水中去除污染物颗粒的方法，如通过离心分离、 重力分离、使所述地下水通过多孔性滤膜以及根据本专利技术的类似方法。预处理106可以利用能使地下水为进一步的处理作好准备的一或 多个单元操作来进行，其中所述准备通过改变地下水的一或多个特性 从而使进一步的处理操作能更快或本文档来自技高网...

【技术保护点】
处理地下水的方法，包括：　提供含有至少一种浓度小于约十亿分之２５０份的氟代烃物种的地下水；和　使所述待处理地下水与具有疏水性聚合物基体的离子交换介质接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G巴赫曼，TJ佩什曼，DC克罗格，JJ奥格尔，
申请(专利权)人：西门子水处理技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]