[發明專利]處理飲用水中亞硝胺類消毒副產物的工藝

有效

• 申請號: 201711124020.X
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107804946B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 章亦兵;戴榮繼;楊長有
• 申請（專利權）人: 北京太和潔源科技發展有限公司
• 主分類號: C02F9/12
• 分類號: C02F9/12;C02F101/16
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 郝雅娟

一種處理飲用水中亞硝胺類消毒副產物的工藝，水流經梯度磁場活化模塊，在高強度梯度磁場的作用下，原水分子簇團解開，使團簇水形成單個水分子狀態，并呈規則排列，并且使水分子與亞硝胺類有機物進行分離，使其以游離形式存在，減小水分子與有機、無機絡合物之間的分子作用，便于下一步吸附處理。梯度磁場模塊的出水進入天然礦石吸附模塊中的濾料層，不同組合的礦石濾料對亞硝胺類有機物有強吸附作用，水得到凈化。

技術領域

本發明涉及一種處理飲用水中亞硝胺類消毒副產物的工藝。尤其涉及一種利用梯度磁場與天然礦石吸附復合處理亞硝胺類消毒副產物的工藝。

背景技術

水是傳播疾病的重要媒介，而清潔的飲用水是人類的生存的根本需求。隨著全球淡水資源的日益匱乏和環境問題的加劇，飲用水的水質安全問題日益受到社會的廣泛關注。根據世界衛生組織的統計發現，人類飲用遭受污染的飲用水會誘發多種疾病，全球1/3以上的死亡與飲用了不潔凈的飲用水有直接關系。

工業和農業的發展對地表水造成了不同程度的污染，導致地表水中存在不同濃度水平的亞硝胺類物質，在地表水中檢出多種亞硝胺類物質(強致癌物，最重要的化學致癌物之一)。在飲用水管網中檢測到亞硝胺類物質的濃度為：117.8ng/L亞硝基哌啶、180ng/L亞硝基二甲胺和70.5ng/L亞硝基吡咯烷，亞硝胺類物質隨著管網的延長濃度水平不斷增加。近年來，亞硝胺在飲用水消毒過程中也被檢測出來，美國、法國、日本、德國等多個國家對飲用水源進行調查，均在飲用水中檢測到亞硝胺類物質。雖然飲用水中此類物質的濃度水平較低(ng/L級)，但由于其毒性遠高于常規鹵代烴類消毒副產物(三鹵甲胺和鹵乙酸等)，已日益成為環境研究領域的一個新熱點。

亞硝胺類物質無論是大劑量還是多次小劑量的接觸，均可以致癌并誘發腫瘤。遺傳毒性研究顯示，許多亞硝胺類物質可以通過機體的代謝作用或者直接對機體作用，進而誘發機體細胞發生基因突變、DNA修復障礙和染色體異常。亞硝胺類化合物作為一種強致癌性化合物一直以來受到人們的關注。

亞硝胺具有極性官能團，與水的親和性較強，因此常規的活性炭過濾和沙濾處理效果不佳。國內外在飲用水消毒生產的過程中，普遍采用預氧化技術使亞硝胺類物質提前產生，但后續消減技術并不成熟。針對亞硝胺類物質，目前普遍采用的處理方法主要有光解/高級氧化法、生物法、反滲透法和吸附法。

1、光解/高級氧化法：光解是分解亞硝胺類化合物的重要手段。人們已經探明了亞硝基二甲胺在225－250nm處有最強的吸收峰，最大吸收峰是會隨著pH值的變化而變化。酸性條件可以促進亞硝胺的光解，而堿性環境會抑制其光解。紫外光解對亞硝基二甲胺有很高的去除效率，但是在處理完成后一段時間內，亞硝基二甲胺重新生成，這十分不利于亞硝胺的去除。

高級氧化技術是一門新興的水處理技術，它主要通過生成高活性的自由基與水中的難降解化合物發生反應。但是，單純的自由基對于亞硝胺類的處理效果似乎并不理想。相關學者對羥基自由基在水中通過結合甲基上的氫原子來破壞亞硝基二甲胺的效率進行了研究，結果發現，自由基破壞亞硝基二甲胺分子的效率很低，甚至在完成降解之前已被破碎的小分子重新合成了亞硝基二甲胺，大大降低了降解的效果。

光解和高級氧化相結合，亞硝基二甲胺的降解效率可以得到大大地提高，降解效果也更為徹底。在紫外輻照后經過臭氧處理，亞硝基二甲胺分解的主要產物為硝酸鹽，避免了亞硝胺的重新生成，也具有很高的效率。但該方法在處理更復雜水體時還有諸多限制，如水中含溴化合物的存在，進而形成溴酸鹽，造成新的威脅，或是水中其他可溶性有機物，都會對亞硝胺的降解產生一定程度的影響。

2、生物法：生物法處理亞硝胺類的研究還很有限，但具有巨大的發展潛力。目前主要的問題是處理所需的時間較長，最短也需要4－6天，遠高于光解/高級氧化所需要的時間。因而無論是相關菌種的培養，還是處理能力的強化，到需要做很多的工作。