[发明专利]一种调节pH强化离子交换去除水中亚硝胺前体物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理水中亚硝胺前体物的水处理方法，属于给水排水处理领域。

背景技术

亚硝胺是一类强致癌物。目前，已经研究确认了二甲基亚硝胺(NDMA)、二乙基亚硝胺(NDEA)、二丙基亚硝胺(NDPA)等9种亚硝胺可以在给水排水消毒处理过程中产生。在水处理中，亚硝胺物质主要来自于水中含有二烷基胺结构的的前体物，例如二甲胺是二甲基亚硝胺的直接前体物，另外部分药品、净水药剂、污水厂出水、生活污水也能贡献很高的亚硝胺前体物。水处理中常用的氯胺消毒剂可以与亚硝胺前体物反应生成较高浓度的亚硝胺，游离氯、臭氧等消毒剂或氧化剂也能与前体物反应生成亚硝胺。

为了保护居民健康，发达国家已经纷纷开始制定亚硝胺的水质标准。其中2004年，加拿大的安大略省率先提出了饮用水中二甲基亚硝胺的浓度不得超过9ng/L；美国的加利福尼亚州、马萨诸塞州提出的二甲基亚硝胺的推荐浓度是10ng/L。2010年加拿大设定了亚硝胺的饮用水国家标准，其中二甲基亚硝胺的浓度限值是40ng/L；澳大利亚也规定了二甲基亚硝胺的浓度不得超过100ng/L；WHO也设定了二甲基亚硝胺的推荐标准是100ng/L。美国也计划在2013年设定亚硝胺的相关标准。我国也在开展亚硝胺类消毒副产物的调研和研究工作。

NDMA等亚硝胺物质性质十分稳定，一旦在消毒过程形成，难以被化学氧化、生物处理去除；同时由于亚硝胺类物质的分子量小，极性强，即使采用昂贵的反渗透工艺，其截留率也很仅有25-49％；紫外光降解亚硝胺要求的剂量往往高达上千mJ/cm²，并不实用。

目前与亚硝胺处理相关的专利申请包括：

(1)选择性吸附亚硝胺的活性炭材料及其制备方法(申请号：200410065836.6)。该发明公开了一种选择性吸附亚硝胺的活性炭材料及其制备方法。该活性炭材料选用廉价煤质活性炭作为主体材料，将金属氧化物或沸石分子筛制备成溶液或悬浮液，通过浸渍的方法将负载加到活性炭之上，干燥后加以焙烧形成高度分散的吸附层。与现有技术相比，本发明按重量比例10-20％引入活性组份并组装形成选择性吸附位，能够选择性去除环境里尤其是香烟烟气中亚硝胺，同时还具有在酸性溶液里吸附亚硝胺的新功能，特别是在香烟生产中具有极大的经济价值。

该申请是采用活性炭负载金属氧化物或沸石分子筛来去除亚硝胺，与本申请“调节pH强化离子交换去除水中亚硝胺前体物”在处理对象、技术手段、服务行业等方面都不相同。

(2)用于去除水中亚硝胺的过滤介质及其制备方法(申请号：201110374718.3)。该发明公开了一种用于去除水中亚硝胺的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质制成的滤芯。该过滤介质以300～500重量份的超高分子量聚乙烯、100～180重量份的活性炭、60～100重量份的NaY型沸石分子筛粉、10～50重量份的发孔剂和80～150重量份的改性的天然碳酸钙为原料制备，改性的天然碳酸钙是天然碳酸钙与二氧化碳和草酸的反应产物。由于本发明采用的超高分子量聚乙烯、活性炭、沸石分子筛粉和改性的天然碳酸钙均对亚硝胺有很强的吸附作用，且NaY型沸石分子筛粉对亚硝胺具有一定的催化分解作用，在上述原料的协同加合作用下，利用本发明提供的过滤介质制备得到的滤芯可以有效去除待处理水中的亚硝胺。

该申请是采用聚乙烯、活性炭、沸石分子筛、发孔剂、碳酸钙的组合来吸附去除亚硝胺，与本申请“调节pH强化离子交换去除水中亚硝胺前体物”在处理对象、技术手段等方面都不相同。

(3)一种处理水中亚硝胺类污染物的组合工艺(申请号：200810053848.5)。该发明提出一种用于高效去除地表水和饮用水中亚硝胺类消毒副产物的组合工艺，包括光催化、吸附和膜分离过程。采用光催化反应降解亚硝胺类有机物,然后通过吸附-膜分离耦合过程，吸附去除光催化产生的小分子胺的同时得到含剩余部分亚硝胺的膜滤出水，该出水返回光催化反应器继续反应,打破反应平衡,增加亚硝胺的降解程度。该组合工艺不仅能够高效去除亚硝胺类污染物，而且能有效解决处理后的水二次消毒后亚硝胺重新生成问题。可采用连续处理方式,处理工艺简单，易于实现,处理量大，效率高。

该申请是采用光催化、吸附和膜分离过程的组合工艺来去除亚硝胺，与本申请“调节pH强化离子交换去除水中亚硝胺前体物”在处理对象、技术手段等方面都不相同。