[发明专利]处理饮用水中亚硝胺类消毒副产物的工艺

说明书

一种处理饮用水中亚硝胺类消毒副产物的工艺，水流经梯度磁场活化模块，在高强度梯度磁场的作用下，原水分子簇团解开，使团簇水形成单个水分子状态，并呈规则排列，并且使水分子与亚硝胺类有机物进行分离，使其以游离形式存在，减小水分子与有机、无机络合物之间的分子作用，便于下一步吸附处理。梯度磁场模块的出水进入天然矿石吸附模块中的滤料层，不同组合的矿石滤料对亚硝胺类有机物有强吸附作用，水得到净化。

技术领域

本发明涉及一种处理饮用水中亚硝胺类消毒副产物的工艺。尤其涉及一种利用梯度磁场与天然矿石吸附复合处理亚硝胺类消毒副产物的工艺。

背景技术

水是传播疾病的重要媒介，而清洁的饮用水是人类的生存的根本需求。随着全球淡水资源的日益匮乏和环境问题的加剧，饮用水的水质安全问题日益受到社会的广泛关注。根据世界卫生组织的统计发现，人类饮用遭受污染的饮用水会诱发多种疾病，全球1/3以上的死亡与饮用了不洁净的饮用水有直接关系。

工业和农业的发展对地表水造成了不同程度的污染，导致地表水中存在不同浓度水平的亚硝胺类物质，在地表水中检出多种亚硝胺类物质(强致癌物，最重要的化学致癌物之一)。在饮用水管网中检测到亚硝胺类物质的浓度为：117.8ng/L亚硝基哌啶、180ng/L亚硝基二甲胺和70.5ng/L亚硝基吡咯烷，亚硝胺类物质随着管网的延长浓度水平不断增加。近年来，亚硝胺在饮用水消毒过程中也被检测出来，美国、法国、日本、德国等多个国家对饮用水源进行调查，均在饮用水中检测到亚硝胺类物质。虽然饮用水中此类物质的浓度水平较低(ng/L级)，但由于其毒性远高于常规卤代烃类消毒副产物(三卤甲胺和卤乙酸等)，已日益成为环境研究领域的一个新热点。

亚硝胺类物质无论是大剂量还是多次小剂量的接触，均可以致癌并诱发肿瘤。遗传毒性研究显示，许多亚硝胺类物质可以通过机体的代谢作用或者直接对机体作用，进而诱发机体细胞发生基因突变、DNA修复障碍和染色体异常。亚硝胺类化合物作为一种强致癌性化合物一直以来受到人们的关注。

亚硝胺具有极性官能团，与水的亲和性较强，因此常规的活性炭过滤和沙滤处理效果不佳。国内外在饮用水消毒生产的过程中，普遍采用预氧化技术使亚硝胺类物质提前产生，但后续消减技术并不成熟。针对亚硝胺类物质，目前普遍采用的处理方法主要有光解/高级氧化法、生物法、反渗透法和吸附法。

1、光解/高级氧化法：光解是分解亚硝胺类化合物的重要手段。人们已经探明了亚硝基二甲胺在225－250nm处有最强的吸收峰，最大吸收峰是会随着pH值的变化而变化。酸性条件可以促进亚硝胺的光解，而碱性环境会抑制其光解。紫外光解对亚硝基二甲胺有很高的去除效率，但是在处理完成后一段时间内，亚硝基二甲胺重新生成，这十分不利于亚硝胺的去除。

高级氧化技术是一门新兴的水处理技术，它主要通过生成高活性的自由基与水中的难降解化合物发生反应。但是，单纯的自由基对于亚硝胺类的处理效果似乎并不理想。相关学者对羟基自由基在水中通过结合甲基上的氢原子来破坏亚硝基二甲胺的效率进行了研究，结果发现，自由基破坏亚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亚硝基二甲胺，大大降低了降解的效果。

光解和高级氧化相结合，亚硝基二甲胺的降解效率可以得到大大地提高，降解效果也更为彻底。在紫外辐照后经过臭氧处理，亚硝基二甲胺分解的主要产物为硝酸盐，避免了亚硝胺的重新生成，也具有很高的效率。但该方法在处理更复杂水体时还有诸多限制，如水中含溴化合物的存在，进而形成溴酸盐，造成新的威胁，或是水中其他可溶性有机物，都会对亚硝胺的降解产生一定程度的影响。

2、生物法：生物法处理亚硝胺类的研究还很有限，但具有巨大的发展潜力。目前主要的问题是处理所需的时间较长，最短也需要4－6天，远高于光解/高级氧化所需要的时间。因而无论是相关菌种的培养，还是处理能力的强化，到需要做很多的工作。