非热等离子体技术降解高浓度全氟及多氟烷基物质（PFAS）的研究进展与挑战

这篇综述系统阐述了非热等离子体技术（Nonthermal Plasma）在降解高浓度全氟及多氟烷基物质（PFAS）中的突破性应用。作者对比了电化学氧化、光催化等传统技术的局限性，提出等离子体技术凭借其高效矿化（>99%）、常温常压操作及低二次污染等优势，成为最具规模化潜力的解决方案。文中特别强调需通过新型反应器设计平衡能效与成本，并建议结合纳滤（NF）、反渗透（RO）等预浓缩技术实现工业化应用。

　　

亮点

全氟及多氟烷基物质（PFAS）因其顽固的碳?氟键（C-F）成为环境持久性污染物，传统技术如高温焚烧（>1000°C）虽有效但能耗极高。等离子体技术通过产生高活性自由基（·OH、O^*等），在常温下即可断裂C-F键，实现PFOS/PFOA近乎完全降解，且副产物仅为F^-和CO₂。

比较性分析：PFAS降解技术

针对不同浓度（μg/L至mg/L），电化学法易产生短链PFAS中间体，而超临界水氧化（SCWO）设备成本过高。等离子体技术在处理高浓度（≈mg/L）时展现显著优势，其模块化设计可灵活适配污水处理厂。

预浓缩技术的必要性

纳滤（NF90膜）和反渗透（BW30膜）对PFAS截留率>90%，能大幅缩小处理体积。实验显示，预浓缩后等离子体处理能耗降低47%，且避免膜污染问题。

等离子体与浓缩技术联用

"膜-等离子体"联用系统中，PFOS降解率提升至99.8%，矿化效率达96%。零价铁（ZVI）与生物炭的复合使用可进一步吸附中间产物，防止二次污染。

等离子体技术现状

从早期直流（DC）等离子体到当前脉冲电晕放电反应器，能量效率提高3倍。中试实验证实，处理1000L含PFAS废水时，吨水成本仅12.5，远低于SCWO（80/吨）。

结论

等离子体技术是唯一兼具高效性（降解率>95%）、经济性（<$15/吨）和可持续性（无二次污染）的PFAS处理方案，下一步需优化反应器气流分布设计并开展万升级示范工程。