[发明专利]电子束辐照降解水体中三聚氰酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解水体中三聚氰酸的方法，具体地说是利用辐照对水体中的三聚氰酸进行降解的方法。

背景技术

三聚氰酸是一种重要的有机化工中间体，广泛用于合成新型漂白剂、抗氧剂、除草剂、缓蚀剂等。三聚氰酸作为合成树脂原料，是当今世界生产量最大的一类杂环化合物。大量研究结果发现，食用三聚氰酸及其同系物混合物污染的食品、饲料均能够引起人和多种动物中毒，且长期低剂量地接触三聚氰酸相关制品也可导致中毒。通过对不同动物的毒性研究得知，三聚氰酸对动物的泌尿系统、肝脏的毒性作用均比较严重，对机体的其他器官、血液生化指标及基因和蛋白的表达也有较显著的影响，且当三聚氰胺和三聚氰酸同时存在时，毒性还要加剧。 美国食品和药物管理局规定了最高含量,三聚氰酸和三缩脲的总和不能超过百分之三十。由于三聚氰酸被广泛使用，并且具有很高的稳定性,很难自然被降解,容易导致在环境中的积累,对地球上多种多样的生物种群造成污染和危害，所以关于其降解迫在眉睫。

三聚氰酸化学性质非常稳定，一般高级氧化技术（臭氧， 芬顿，光降解）都很难将其降解，处理极为困难。目前对三聚氰酸的降解和去除国内外进行了大量研究，但还没有特别理想的方法。

综上所述，三聚氰酸作为世界公认的严重危及人类健康且难降解的污染物来说，研究开发一种较为理想的有效处理方法极为迫切。

随着世界各国对进入环境的难降解的持久性有机物和持久性有毒物质投入更多关注，开发一种降解有毒有机物的新技术就变得越来越迫切，将辐射应用于此类物质的处理就是在这种形势下产生的。

高能电子束的可控性好，反应速率快，穿透力强，已在国内外实现了工业化应用。研究表明电子束对重金属的废水，含酚废水，含氰废水、工业含蒽、醌染料废水均有很好的处理效果。对于电子束辐照应用于饮用水的处理目前国内外相关报道很少。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种利用辐照的方法降解水体中的三聚氰酸的方法，是一种高效节能型的水处理技术。

为达到上述目的，本发明采用的机理为：当高能电子束进入水体后，在10^-7秒内与水分子发生如下反应生成各种活性物质：

     

括号中的数字表示每吸收100eV的能量时，水中产生的各种自由基的数量。辐照就是利用高能电子束进入水体的瞬间与水分子产生活泼的自由基e^-_aq，^.OH，^.H等对废水进行处理。这些自由基都是高活性物质，能迅速与水体中的有机物反应，从而达到降解转化有机物的母的。由于反应产生的e^-_aq，^.OH数量基本相当。所以污染物的去除可以是氧化作用也可以是还原作用，这主要取决于污染物的化学结构，浓度和水质条件。

根据上述机理，本发明采用如下技术方案：

一种电子束辐照降解水体中三聚氰酸的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将含有三聚氰酸的水体，经1.5MeV，5mA的高能电子加速器产生的高能电子束辐照，辐照剂量kGy与三聚氰酸含量mg/L的关系为8:1-10:1。。

在上述含有三聚氰酸的水体中加入还原体系，加入还原体系与含有三聚氰酸的水体的体积比为1:800-1:1000。

上述的还原体系由叔丁醇和氮气组成，加入的叔丁醇与含有三聚氰酸的水体的体积比为1:800-1:1000，同时通入氮气。

上述的含有三聚氰酸的水体中加入碳酸根离子，所述的碳酸根离子跟三聚氰酸的摩尔浓度比为1:300-1:500。

还原条件对辐照效果有促进作用。在其他条件相同的情况下，加入的叔丁醇越高降解率越高，处理效果越好。

其中水体中在碳酸根浓度较高对辐照效果会有促进作用。在其他条件相同的情况下，碳酸根浓度越高，降解率越高，处理效果越好。

目前对于三聚氰酸的降解和去除国内外进行了大量的研究，但是 没有特别理想的方法。而辐照是唯一能够同时在水体系中产生浓度既高又近乎相等的强氧化剂和强还原剂的技术。

与其他传统处理方法相比，辐照技术有以下优点：