專利名稱：一種處理水中亞硝胺類污染物的組合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用于處理地表水和飲用水中亞硝胺類消毒副產(chǎn)物的光催化 一吸附一膜分離組合工藝。
背景技術(shù)：
在采用氯胺對自來水進(jìn)行消毒過程中，氯胺會和水中微量有機物反應(yīng)生成 亞硝胺類物質(zhì)。亞硝胺類污染物是一類潛在的強致癌物，嚴(yán)重威脅到飲用水安 全。
目前用于去除水中的亞硝胺類污染物的方法存在著不同的缺點。采用常規(guī)
的物理化學(xué)方法，如汽提、吸附等，很難去除亞硝胺。生物降解方法30天的亞 硝胺去除率在50%以上，降解時間較長，難以進(jìn)行實際應(yīng)用。 一些研究者采用 催化還原法去除水中的亞硝胺，可以同時去除鹵代烴和亞硝酸。催化劑包括負(fù) 載的鈀、鈀銅、鎳催化劑，在H2存在下降解亞硝胺，取得了較好的處理效果。 該方法的缺點是需要使用高危險的氫氣，對處理設(shè)備要求較高，難以進(jìn)行大規(guī) 模的處理。亞硝胺具有較強的吸收紫外光的能力，UV法是研究較多的處理方法。 采用低壓或中壓汞燈處理亞硝胺污染的水，在弱酸和中性條件下的主要光解產(chǎn) 物是二甲胺和N(V，因為二甲胺氯化消毒后再次形成了亞硝胺，因此采用UV 法需要防止處理后的水中重新生成亞硝胺類物質(zhì)。由于水中亞硝胺的濃度很低， 直接采用UV降解需要的光強為lOOOmJ/cm'2,光照射1天后亞硝胺的去除率只 有50%，對于大規(guī)模的處理是不經(jīng)濟的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效去除飲用水中亞硝胺類污染物的組合處理
工藝，該工藝操作簡單，容易實現(xiàn)工程應(yīng)用。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
一種高效去除飲用水中亞硝胺類污染物的組合工藝，包括光催化、吸附和 膜分離過程。采用光催化反應(yīng)降解亞硝胺類有機物，然后通過吸附-膜分離耦合 過程，在吸附去除光催化產(chǎn)生的小分子胺的同時得到含剩余部分亞硝胺的膜濾 出水，該出水返回光催化反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，持續(xù)運行直至亞硝胺濃度低于一定 值后出水。
包括以下幾個步驟
光催化在光催化反應(yīng)器中加入光催化劑，通入含有亞硝胺污染物的原水, 進(jìn)行紫外光照射，出水進(jìn)入吸附裝置。
吸附光催化的出水中含有未反應(yīng)的亞硝胺、二甲胺等反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)入吸 附裝置，二甲胺等反應(yīng)產(chǎn)物吸附在吸附劑上。
膜分離含剩余亞硝胺的吸附后水經(jīng)膜濾裝置，過濾去除少量的吸附劑，
一部分出水返回光催化反應(yīng)器， 一部分直接出水。膜濾裝置定期進(jìn)行清洗。 腫
催化劑為二氧化鈦，二氧化鈦負(fù)載銀、二氧化鈦負(fù)載鉑、二氧化鈦負(fù)載鈀。 吸附劑為沸石、硅藻土、白土、硅膠、纖維素等。 膜濾裝置為簾式或中空纖維微濾膜或超濾膜組件。 組合工藝過程包括啟動和連續(xù)運行過程。
啟動過程光催化反應(yīng)器出水進(jìn)入吸附-膜分離裝置，經(jīng)過吸附去除小分子 胺后，含剩余亞硝胺的水循環(huán)至光催化反應(yīng)器進(jìn)行二次降解。確定吸附和膜分 離工藝參數(shù)。根據(jù)耦合工藝的處理效果調(diào)整光催化反應(yīng)、吸附、膜分離過程的 操作參數(shù)，三個過程協(xié)同運行，確定最終優(yōu)化的耦合工藝參數(shù)。
連續(xù)操作過程當(dāng)光催化-吸附-膜分離耦合工藝的各項參數(shù)優(yōu)化完成并穩(wěn)定 運行，且分離膜的濾出水達(dá)到要求后，將分離膜濾出水與亞硝胺原水按照一定 比例連續(xù)進(jìn)入光催化反應(yīng)器，即，膜濾出水一部分作為循環(huán)水返回至催化反應(yīng) 器，另一部分作為合格水直接出水，實現(xiàn)該耦合工藝的連續(xù)運行。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果
1. 該組合工藝不僅能夠高效去除亞硝胺類污染物，而且能有效解決處理后 的水二次消毒后亞硝胺重新生成問題。
2. 該組合工藝采用連續(xù)處理方式，處理工藝簡單，易于實現(xiàn)，處理量大， 效率高。


圖1為本發(fā)明所述組合工藝的示意圖。圖中l(wèi)一光催化反應(yīng)器；2 —光催 化劑；3 —紫外燈；4一水泵；5 —吸附裝置；6 —膜分離器；7 —緩沖罐；8 —截 止閥。
具體實施例方式
含N-二甲基亞硝胺(NDMA)的原水，TOC為10mg/L，泵入到光催化反 應(yīng)器中，流量100ml/min，光催化反應(yīng)器中裝有Pd/Ti02催化劑50g,開啟紫外 燈照射，紫外燈功率為80W。光催化反應(yīng)器出水中含NDMA 2mg/L、 二甲胺 8mg/L，進(jìn)入吸附一膜濾反應(yīng)器，采用沸石作為吸附劑，膜濾裝置采用簾式超濾 膜，膜濾出水中NDMA濃度為2mg/L， 二甲胺lmg/L，該出水全部返回至光催 化反應(yīng)器，循環(huán)處理，停止泵入原水，直至膜濾出水中NDMA濃度為lmg/L， 按照20ml/min的速率出水，同時向光催化反應(yīng)器中泵入NDMA的原水，流量 為20ml/min，保持膜濾出水中NDMA的濃度低于lmg/L持續(xù)運行。
權(quán)利要求
1.一種用于地表水和飲用水中亞硝胺處理的組合工藝，該工藝包括光催化、吸附和膜濾過程，其特征在于包括如下步驟(1)光催化對含有亞硝胺的原水進(jìn)行光催化降解；(2)吸附采用吸附劑吸附亞硝胺的降解產(chǎn)物；(3)膜濾膜濾后的部分水返回光催化反應(yīng)器，另一部分水作為出水。
2. 如權(quán)利要求1所述，催化劑可采用二氧化鈦，二氧化鈦負(fù)載銀、二氧化 鈦負(fù)載鉑、二氧化鈦負(fù)載鈀等。
3. 如權(quán)利要求l所述，吸附劑可采用為沸石、硅藻土、白土、硅膠、纖維素等。
4. 如權(quán)利要求1所述，膜濾裝置可采用簾式或中空纖維微濾膜或超濾膜組件。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于高效去除地表水和飲用水中亞硝胺類消毒副產(chǎn)物的組合工藝，包括光催化、吸附和膜分離過程。采用光催化反應(yīng)降解亞硝胺類有機物，然后通過吸附-膜分離耦合過程，吸附去除光催化產(chǎn)生的小分子胺的同時得到含剩余部分亞硝胺的膜濾出水，該出水返回光催化反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，打破反應(yīng)平衡，增加亞硝胺的降解程度。該組合工藝不僅能夠高效去除亞硝胺類污染物，而且能有效解決處理后的水二次消毒后亞硝胺重新生成問題?？刹捎眠B續(xù)處理方式，處理工藝簡單，易于實現(xiàn)，處理量大，效率高。
文檔編號C02F1/58GK101362618SQ200810053848
公開日2009年2月11日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者郭曉燕 申請人:南開大學(xué)