[发明专利]铜腐蚀产物催化零价铁还原水中亚硝基二甲胺的处理方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种铜腐蚀产物催化零价铁还原水中亚硝基二甲胺的处 理方法。

(二)背景技术

亚硝基二甲胺(NDMA)是一种具有高致癌风险的物质，NDMA在 加拿大的饮用水厂出水和美国的火箭引擎测试场附近的饮用水井中被检 出后，饮用水界的研究者、美国和加拿大的公共服务部门提高了对它的关 注度。之后的调查及研究表明NDMA在氯、氯胺消毒以及臭氧氧化后的 水中均有生成。除北美以外，欧洲和亚洲的一些国家在水源水、饮用水厂 出水和污水处理厂的出水中也陆续检出了NDMA。我国的水源水和饮用 水处理厂出水中也有NDMA的存在。鉴于NDMA在水体中的广泛存在， 十分必要找寻有效的技术对其进行控制。

由于NDMA的特殊性质(高溶解性、低挥发性和较小的辛醇/水分 配系数、分子小且不带电)，自然挥发、气提、土壤和活性炭吸附、反渗 透等都不能对其进行有效处理。于是，需要采用强化处理技术对其进行控 制，主要包括生物法、膜处理、吸附、臭氧氧化、紫外光解和零价铁还原 法。生物法反应进行很慢甚至需要几年的时间。商用苦盐水反渗透膜、纳 滤膜对水中NDMA均有截留作用但达不到完全截留。吸附法对NDMA 没有根本的降解，只是在吸附材料上进行富集。臭氧降解NDMA效果不 佳，在臭氧投量很高时只能得到对NDMA较低的去除率。紫外光解可以 有效降解NDMA，但水体中存在不利于紫外穿透或者干扰短波的物质时， 该方法处理效果较差。而且运用于实际水处理中的紫外投量是一般用于消 毒时的10倍，耗能巨大，费用相应也很高。

综上所述，为了在实际水处理中能够得以应用，需要建立一种新的能 有效去除水中NDMA的简单易行的处理方法。零价铁还原技术原料来源 广泛，廉价易得，已被应用于去除NDMA。但其反应时间长，去除率太 低，达不到满意的标准。如果能找出一类物质催化零价铁从而有效还原 NDMA，将会成为一种新的简单易行的水处理技术。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种简单、快速、易行的控制水中亚硝基二甲胺的 处理方法。

本发明采用的技术方案是：

铜腐蚀产物催化零价铁还原水中亚硝基二甲胺的处理方法，所述方法 包括：往含有亚硝基二甲胺的水中加入5～10mmol/L的铜腐蚀产物以及 10～20g/L的铁粉，调节pH值为6.5～7.0(用缓冲溶液来调节pH)，置于 旋转反应器上于40～75r/min的转速旋转反应3～24h；所述铜腐蚀产物为 下列之一：氧化铜(粉末)，氧化亚铜(粉末)，氢氧化铜(粉末)，碱式 碳酸铜(粉末)，铜离子(阴离子一般为Cl^-)。

优选的，所述铜腐蚀产物为氧化铜或铜离子(使用氧化铜时，反应 12小时NDMA去除率可达到98％以上，使用铜离子，反应3小时NDMA 去除率即可达到99％以上)。

具体的，所述方法如下：在含有亚硝基二甲胺的水中加入5mmol/L 的铜腐蚀产物以及10g/L的铁粉，调节pH值为7，置于旋转反应器上于 45r/min的转速旋转反应3h；所述铜腐蚀产物为铜离子。

在饮用水系统中使用铜管或铜合金时会产生铜的腐蚀产物，包括铜离 子(Cu²⁺)、氧化亚铜(Cu₂O)，氧化铜(CuO)，氢氧化铜(Cu(OH)₂) 和碱式碳酸铜(Cu₂(OH)₂CO₃))。这些含铜物质在很多反应中具有催化能 力，将其用于催化零价铁还原NDMA，可有效提高NDMA去除率。

本发明的有益效果主要体现在：本发明将铜的腐蚀产物用于催化零价 铁还原NDMA的过程中，具有明显的催化效果(NDMA去除率可达到 99.9％)，可有效控制水中强致癌性物质亚硝基二甲胺(NDMA)，从而保 障了饮用水的安全。

(四)附图说明

图1为金属铁在铜的腐蚀产物催化下还原降解NDMA的效能比较。

图2为铜的腐蚀产物和NDMA的反应。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围 并不仅限于此：

实施例1：