[发明专利]一种用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于水体中N‑亚硝基二甲胺降解的方法和应用。包括以下步骤：提供含有N‑亚硝基二甲胺的待处理水体，向水体中添加纳米零价铁和过一硫酸钾，将待处理水体转移至黑暗条件下搅拌反应，反应后得到N‑亚硝基二甲胺降解的水体。本发明用于水体中N‑亚硝基二甲胺降解的方法通过活性自由基形式的·OH和·SO₄^‑联合作用于N‑亚硝基二甲胺，·SO₄^‑在水相中稳定性更高，能够与污染物作用的时间更长，高效作用于水体中N‑亚硝基二甲胺的降解。

技术领域

本发明涉及水处理工艺技术领域，具体涉及一种用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法，本发明还涉及该用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法在水处理上的应用。

背景技术

N-亚硝基二甲胺(NDMA)是一种具有致癌性和诱变性的N-亚硝胺。自1989年，NDMA在加拿大安大略省的饮用水中第一次作为消毒副产物被检出后，近三十多年，研究人员发现以NDMA为主的亚硝胺类消毒副产物在世界各地的饮用水厂、污水处理厂中普遍存在。NDMA是一种新兴消毒副产物，可以在饮用水和废水的氯消毒或者氯胺消毒过程中生成，在饮用水和废水处理系统中NDMA被检出最高浓度分别可以达到630ng/L和1000ng/L。目前，城市废水的间接再利用越来越受到重视，经过高度处理的城市废水正日益被视为家庭和生态应用的替代水源。然而，废水处理厂(WWTPs)的废水中含有潜在的微量污染物，如NDMA，可能会影响接收水的质量。因此，在废水深度处理过程中，有效去除包括NDMA在内的痕量污染物残留物具有十分重要的意义。

由于NDMA具有高水溶性、半挥发性和生物积累的特点，传统的废水处理技术，如空气汽提、吸附和生物降解对其去除效果不佳。高级氧化工艺(AOPs)被认为是一种有效的NDMA消除方法。在AOPs中，使用最广泛的是UV、臭氧和芬顿反应。紫外辐射对NDMA的去除是有效的。然而，要达到可接受的NDMA水平，UV处理系统的成本是相当高的。另外，芬顿氧化通常需要紫外线、可见光照射或超声波来加速降解速率，需要额外的能量消耗，也即在水处理工序中植入相应供能环节，一方面光能很难彻底作用于水体，另一方面需要对现有设备进行整体重新设计、改造，成本昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法，本发明还提供了一种用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法的应用，以解决现有用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法存在的N-亚硝基二甲胺处理成本高、需要额外供能、处理不彻底等缺陷。

第一方面，本发明提供了一种用于水体中N-亚硝基二甲胺降解的方法，包括以下步骤：

提供含有N-亚硝基二甲胺的待处理水体，向水体中添加纳米零价铁和过一硫酸钾，将待处理水体转移至黑暗条件下搅拌反应，反应后得到N-亚硝基二甲胺降解的水体。

本发明一种用于水体中N-亚硝基二甲胺(NDMA)降解的方法利用纳米零价铁(nZVI)作为催化剂，纳米零价铁具有高比表面积及高反应活性，能够高效催化过一硫酸钾(PMS)产生硫酸根自由基(·SO₄^-)。申请人通过探讨nZVI/PMS体系的降解机理发现，nZVI/PMS体系中形成的·OH和·SO₄^-对难降解有机化合物N-亚硝基二甲胺的氧化降解起关键作用，通过活性自由基形式的·OH和·SO₄^-联合作用于N-亚硝基二甲胺，促进N-亚硝基二甲胺高效降解。