本发明专利技术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，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6.5～7.5，置于旋转反应器上于40～80r/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，氧化亚铜，氢氧化铜，碱式碳酸铜，铜离子。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术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)
技术介绍
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)
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术采用的技术方案是：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。本专利技术的有益效果主要体现在：本专利技术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专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：实施例1：在40mL棕色萃取瓶中加入40mLHEPES缓冲溶液(25mmol·L-1，pH值为7.0)，加入10g·L-1的铁粉，再分别加入12.7mg，28.6mg，19.5mg，44.2mg的氧化铜，氧化亚铜，氢氧化铜，碱式碳酸铜(其中铜的腐蚀产物含量均为5mmol·L-1)；对于铜离子(Cu2+)，首先在缓冲溶液中加入Cu2+的母液使溶液中的Cu2+达到5mmol·L-1，之后加入10g·L-1的铁粉；在以上步骤之后加入NDMA母液使其初始浓度达到100μg·L-1，盖紧瓶盖，放置在QB-328旋转培养器(海门市其林贝尔仪器制造有限公司)上以45r·min-1的转速旋转；定时取样，所取样品采用真空泵经0.22μm的滤膜进行抽滤分离未反应的铁粉和铜的腐蚀产物从而终止反应，所得水样用于对于NDMA浓度的分析测试。反应总时间为18h，温度20℃。图1为分别采用零价铁、几种铜的腐蚀产物(氧化亚铜(Cu2O)、碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)、氧化铜(CuO)、氢氧化铜(Cu(OH)2)、铜离子(Cu2+)催化零价铁还原水中NDMA的情况。图2为单独铜的腐蚀产物和NDMA反应的情况(各反应参数与前述一致，只是未添加铁粉)。如图1所示，反应进行18h，零价铁对NDMA的去除率仅为12.9％，NDMA的剩余浓度为87.1μg·L-1；而经过相同的反应时间，零价铁在Cu2O、Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu(OH)2、Cu2+的催化下对NDMA的去除率分别达到67.8％，73.1％，75.9％，98.8％，99.9％。由图2可知在反应考察的18h中，Cu2O、Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu(OH)2、Cu2+对NDMA的去除率分别小于8.4％、9.2％、9.4％、7.5％和8.0％，由此可知在没有零价铁存在时，铜的腐蚀产物对NDMA没有明显的降解效果。综合以上可知，铜的腐蚀产物在零价铁还原NDMA的过程中具有明显的催化效果。实施例2：往含有亚硝基二甲胺(浓度100μg·L-1)的水中加入5mmol/L的铜离子(阴离子为Cl-)以及10g/L的铁粉，调节pH值为7.0，用50r/min的转速旋转搅拌反应3h，NDMA去除率为95％以上。本文档来自技高网...
【技术保护点】
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，氧化亚铜，氢氧化铜，碱式碳酸铜，铜离子。
【技术特征摘要】
1.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，氧化亚铜，氢氧化铜，
碱式碳酸铜...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩莹，王济禾，李军，张瑶，李微微，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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