一种去除原水中N-亚硝基二甲胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种去除原水中N-亚硝基二甲胺的方法。所述方法以所含有二甲胺基团的化合物杂质总含量≤0.20％的高纯阳离子单体DMDAAC制备PDMDAAC，然后以工业PAC和PDMDAAC为原料按质量比制成稳定型复合混凝剂，最后将复合混凝剂用于原水强化混凝耦合过滤，去除消毒副产物N-亚硝基二甲胺。本发明专利技术采用复合混凝剂强化混凝耦合过滤工艺，能够显著去除原水中的含氮消毒副产物N-亚硝基二甲胺，去除率可达到40％以上。到40％以上。

【技术实现步骤摘要】
potential of natural waters[J].Water Reasearch,2011,42:433-441)，Lee等人使用臭氧和过氧化氢联用，对NDMA进行高级氧化处理，研究结果表明NDMA的氧化主要受羟基自由基的影响，单独使用臭氧氧化在pH＝7时，NDMA的氧化率为13％，当pH提高到8时，氧化率上升到了55％，加入过氧化氢后氧化率提高到了85％，但是加入过量的过氧化氢反而会使氧化效率降低。然而该实验只在实验室环境下研究了NDMA氧化，没有研究在组成复杂的原水条件下高级氧化法的氧化效率。
[0007]文献4(Paul B.Aerobic treatment of N-nitrosodimethylamine in a propanefed membrane bioreactor[J].Water Reasearch,2011,45:245-262)，Paul等人研究了生物降解法对原水中NDMA的去除能力。具体方法是在膜生物反应器培育赤红球菌EV425，在4个月的处理时间内考察其对NDMA的去除。结果表面赤红球菌EV425可以去除原水中99.9％的NDMA。但是，这种方法的处理周期太长同时具体机理没有研究，规模化和经济可行性仍待探讨。
[0008]文献5(Krasner S W.Formation,precursors,control,and occurrence of nitrosamines in drinking water:Areview[J].Water Res.,2013,1109(47):4433
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4450.)，Krasner等人研究了混凝法对原水中NDMA的去除能力。实验使用聚合氯化铝(PAC)混凝剂来考察混凝对原水中NDMA的去除效果。结果发现单独的混凝工艺对原水中100ng/L的NDMA去除效果有限，去除率在10％左右。同时他使用有机高分子改良混凝剂在NDMA浓度为100μg/L的水样中考察混凝的去除效果，发现去除率提高到了30％，但是，该研究处理对象中，NDMA含量极高，缺乏对原水中ng/L量级低含量NDMA的去除能力研究。
[0009]综上所述，关于原水中NDMA的去除的研究报道尚存在一定缺陷：
[0010](1)至今为止国内去除原水中NDMA的文献较少，大部分关于NDMA的去除方法对于被处理的水体水质的要求较高，实际研究工作及结果仅限于实验室环境，所有方法还没有在我国的实际地表水体中验证对NDMA的去除能力，如上述文献1-5；
[0011](2)对于最有工程应用前景的去除原水中的NDMA方法的文献报道是吸附法和混凝法等，由于NDMA的高极性和小分子，对于NDMA的去除能力有限，如上述文献中的文献1和5。
[0012]因此，急切需要寻找一种高效和经济去除原水中NDMA且易于工化应用的方法。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于提供一种高效的去除原水中N-亚硝基二甲胺的方法。该方法通过强化混凝耦合粒状滤料过滤高效去除水中含氮消毒副产物N-亚硝基二甲胺。
[0014]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0015]一种去除原水中N-亚硝基二甲胺的方法，包括以下步骤：
[0016](1)由高纯二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)单体制备均聚物：
[0017]采用所含有二甲胺基团的化合物杂质总含量≤0.20％的高纯阳离子单体DMDAAC制备聚合物聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)；
[0018](2)稳定型复合混凝剂的制备：
[0019]将工业品PAC和PDMDAAC按比例混合制成PAC/PDMDAAC复合混凝剂，所述的PAC中，Al2O3的质量分数为9.75～11.25％，所述的PDMDAAC的质量为PAC中Al2O3的5％～20％；
[0020](3)强化混凝耦合过滤过程：
[0021]在原水混凝过程中加入复合混凝剂，静置沉淀后得到沉出水，控制沉出水浊度在1.0～4.0NTU，将沉出水过滤即得过滤后水。
[0022]进一步的，步骤(1)中，所述的PDMDAAC的具体制备方法如下：采用高纯阳离子单体DMDAAC水溶液为原料，其所含有二甲胺基团的化合物杂质总含量≤0.20％，在单体溶液中加入引发剂和络合剂，引发剂为过硫酸铵，用量占单体质量的0.2％～0.4％；络合剂为乙二胺四乙酸四钠或者乙二胺四乙酸二钠，其用量占单体质量的0.005％～0.009％，在通有氮气环境下经过程序升温反应，采用三步升温的方法，温度分别为45
±
1.0℃、51.0
±
1.0℃和70.0
±
2.0℃，每步升温后保温熟化时间均为3.0
±
0.5h，得到聚合物PDMDAAC。
[0023]进一步的，步骤(1)中，所述的PDMDAAC的特征粘度为0.5～3.5dL/g。
[0024]进一步的，步骤(3)中，所述的过滤采用本领域常规使用的过滤方法，可以是经过沙粒或活性炭粒过滤床过滤。采用沙粒或活性炭粒过滤床过滤时，滤料层高度为10～50cm，平均粒径为0.6mm～1.2mm。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0026](1)高纯单体制聚合物
[0027]本专利技术首先使用高纯阳离子单体DMDAAC，限制其所含有二甲胺基化合物杂质总含量≤0.20％，进而控制所制得的聚合物中含二甲胺基杂质含量也≤0.20％。
[0028](2)系列化分子量高纯聚合物制复合混凝剂
[0029]通过使用含二甲胺基化合物总含量≤0.20％的聚合物制备稳定型PAC/PDMDAAC复合混凝剂，对地表水进行强化混凝耦合过滤处理后，再进行各种消毒过程时，不再有可能由于混凝剂本身经过新的氧化反应有1ng/L以上量级的NDMA生成。
[0030](3)采用复合混凝剂强化混凝耦合粒状滤料过滤去除NDMA
[0031]相比于混凝过程，采用复合混凝剂可以强化混凝处理去除包括消毒副产物在内各种污染物，提高处理效率，进一步将经过强化混凝处理的沉淀出水进行过滤处理，能够显著去除含氮消毒副产物NDMA。本专利技术方法对原水中NDMA的去除率可达40％左右，高于文献报道的30％。
[0032]该方法原料来源广，能充分利用现有的制水厂生产设备，在不改变生产运行周期条件下，可大幅提高消毒副产物去除能力，因此其应用的综合成本低，是一种高效和经济的NDMA去除工艺方法。
[0033](4)相对文献报道的对于原水中含量为100ng/L的NDMA的单独PAC混凝去除方法，本专利技术采用稳定型PAC/PDMDAAC复合混凝剂对原水进行强化混凝并耦合粒料过滤的工艺，对于原水中含量为15～30ng/L的NDMA仍然具有较好的去除能力，降低了被处理的水体水质的要求。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详述。
[0035]高纯DMDAAC的制备参考文献(张跃军，刘程，张跃，刘冬鹏.一种高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除原水中N-亚硝基二甲胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)由DMDAAC单体制备均聚物：采用所含有二甲胺基团的化合物杂质总含量≤0.20％的高纯阳离子单体DMDAAC制备PDMDAAC；(2)稳定型复合混凝剂的制备：将工业品PAC和PDMDAAC按比例混合制成PAC/PDMDAAC复合混凝剂，所述的PAC中，Al2O3的质量分数为9.75～11.25％，所述的PDMDAAC的质量为PAC中Al2O3的5％～20％；(3)强化混凝耦合过滤过程：在原水混凝过程中加入复合混凝剂，静置沉淀后得到沉出水，控制沉出水浊度在1.0～4.0NTU，将沉出水过滤即得过滤后水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的PDMDAAC的具体制备方法如下：采用高纯阳离子单体DMDAAC水溶液为原料，其所含有二甲胺基团的化合物杂质总含量≤0.20％，在单体溶液中加入引发剂和络合剂，引发剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃军，奚一伦，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：