CN107473366A - 一种高效去除水中丙烯酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效去除水中丙烯酰胺的方法，属于水处理应用领域。该方法包括：向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐，并同时对该水体进行紫外线照射，同时控制含有丙烯酰胺的待处理水体的pH值为3～8，反应后得到去除丙烯酰胺后的水体。本发明所述方法结合紫外/氯组合工艺，通过对反应水体的pH值进行调节，即可快速降低水体中丙烯酰胺的含量，降解彻底，且矿化度高，有效降低饮用水中存在的丙烯酰胺单体的致癌风险，另外，本方法操作简单、反应条件容易控制，容易实现工程应用。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种高效去除水中丙烯酰胺的方法。
背景技术
丙烯酰胺于1950年首次通过丙烯腈的水合反应制备而成。饮用水中的丙烯酰胺主要来自于水处理过程中聚丙烯酰胺的使用。聚丙烯酰胺是一种高分子聚合体，一般分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型四类，常用作水处理工艺中混凝阶段的助凝剂。聚丙烯酰胺的使用可以加速颗粒的沉降，减少成本支出，提高出水水质，减小污泥体积，提升污泥质量。由于它带来的种种优势，聚丙烯酰胺在饮用水处理中的应用逐步得到推广。水处理应用中所采用均为商品化聚丙烯酰胺，目前商品生产工艺有多种，如溶液聚合法、悬浮聚合法、辐射聚合法等，无论何种生产方式，所需单体皆是丙烯酰胺，在合成过程中，反应难以完全进行，丙烯酰胺必然残留，据世界卫生组织(WHO)报道，饮用水中丙烯酰胺的主要来源为聚丙烯酰胺絮凝剂的使用，而由于丙烯酰胺具有分子量小、极性强等特点，通过常规物理处理工艺(混凝、沉淀和过滤)及紫外/氯组合工艺并无法有效去除饮用水中的丙烯酰胺。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的在于提供一种去除水中丙烯酰胺的方法。
本发明的技术方案如下：
一种去除水中丙烯酰胺的方法，包含如下步骤：
向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐，并同时对该水体进行紫外线照射，反应后得到去除丙烯酰胺后的水体；
所述含有丙烯酰胺的待处理水体的pH值为3～9，优选的pH值为5～6；
所述次氯酸盐的投加量为35～140μmol/L；
所述次氯酸盐为次氯酸钠。
所述反应时间为10～60min。
所述对水体进行紫外线照射采用低压紫外汞灯进行。
向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐前，先向该水体中加入磷酸盐溶液,以达到缓冲溶液的效果，使反应进行时水体的pH值不会发生明显的变化，浓度可选用10mmol/L的磷酸盐溶液。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明所述方法结合紫外/氯组合工艺，通过对反应水体的pH值进行调节，即可快速降低水体中丙烯酰胺的含量，降解彻底，且矿化度高，有效降低饮用水中存在的丙烯酰胺单体的致癌风险；
2、本发明所述方法操作简单、反应条件容易控制，容易实现工程应用，另外所使用的化学试剂和材料均为水处理用常规产品，未引入其它有毒有害物质，其安全性尤为突出。
具体实施方式
本发明提供了一种高效去除水中丙烯酰胺的方法。
<去除水中丙烯酰胺的方法>
一种上述去除水中丙烯酰胺的方法，其包括如下步骤：
向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐，并同时对该水体进行紫外线照射，反应完成后，得到去除丙烯酰胺后的水体，而原水体中的丙烯酰胺部分被矿化得到水和二氧化碳，另一部分生成了挥发性的消毒副产物，如二氯乙腈、三氯乙腈、二氯乙酰胺和三氯乙酰胺等。
所述含有丙烯酰胺的待处理水体的pH值在3～8之间，优选的pH值为5～6，可根据实际需要利用H2SO4或NaOH对待处理水体的pH值进行调节。
所述次氯酸盐的投加量在35～140μmol/L之间是可以的；
所述次氯酸盐可为次氯酸钠。
所述反应时间为10～60min。
所述对水体进行紫外线照射采用低压紫外汞灯进行。
向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐前，先向该水体中加入磷酸盐溶液,以达到缓冲溶液的效果，使反应进行时水体的pH值不会发生明显的变化，浓度可选用10mmol/L的磷酸盐溶液。
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例采用郑州南水北调原水作为待处理水体，该水体中含有浓度为1mg/L的丙烯酰胺，pH值为7。
实施例1
向50ml待处理水体中先投加浓度为10mmol/L的磷酸盐溶液作为缓冲溶液，再加入次氯酸钠至浓度达到7×10-5mol/L，然后用紫外灯(245μW/cm2)照射，反应进行50分钟，同时搅拌使水中的丙烯酰胺在紫外/氯组合工艺下充分反应，反应结束后水体中丙烯酰胺残余量见表1。
实施例2
向50ml待处理水体中先投加浓度为10mmol/L的磷酸盐溶液作为缓冲溶液，再加入次氯酸钠至浓度达到3.5×10-5mol/L，用H2SO4将待处理水体的pH值调节至5，然后用紫外灯(245μW/cm2)照射，反应进行13分钟，同时搅拌使水中的丙烯酰胺在紫外/氯组合工艺下充分反应，反应结束后水体中丙烯酰胺残余量见表1。
实施例3
向50ml待处理水体中先投加浓度为10mmol/L的磷酸盐溶液作为缓冲溶液，再加入次氯酸钠至浓度达到10.5×10-5mol/L，用NaOH将待处理水体的pH值调节至9，然后用紫外灯(245μW/cm2)照射，反应进行50分钟，同时搅拌使水中的丙烯酰胺在紫外/氯组合工艺下充分反应，反应结束后水体中丙烯酰胺残余量见表1。
实施例4
向50ml待处理水体中先投加浓度为10mmol/L的磷酸盐溶液作为缓冲溶液，再加入次氯酸钠至浓度达到3.5×10-5mol/L，用H2SO4将待处理水体的pH值调节至6，然后用紫外灯(245μW/cm2)照射，反应进行18分钟，同时搅拌使水中的丙烯酰胺在紫外/氯组合工艺下充分反应，反应结束后水体中丙烯酰胺残余量见表1。
表1
根据表1中的数据显示，在紫外灯功率相同，反应时间减少，次氯酸钠投加量增加的情况下，pH值降低，使得水体中丙烯酰胺的降解效果大为提高，由此可见水体偏酸性更有利于丙烯酰胺的快速降解；在水体pH值＜6后pH对丙烯酰胺降解的影响趋于稳定，其原因在于当水体pH值＜6时，待测水体中添加次氯酸钠主要以HOCl的形式存在，而本发明主要是利用次氯酸钠(HOCl和OCl-)经紫外照射产生羟基自由基来降解丙烯酰胺，在pH值＜6条件下HOCl所占百分比几乎无变化，产生的羟基自由基量也可认为几乎相等，因此，pH值＜6后，pH值对丙烯酰胺降解的影响不会再有明显改变。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高效去除水中丙烯酰胺的方法，其特征在于：包含如下步骤：
向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐，并同时对该水体进行紫外线照射，反应后得到去除丙烯酰胺后的水体；
所述含有丙烯酰胺的待处理水体的pH值为3～8。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含有丙烯酰胺的待处理水体的pH值为5～6。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述次氯酸盐的投加量为35～140μmol/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应时间为10～60min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述对水体进行紫外线照射采用低压紫外汞灯进行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述次氯酸盐为次氯酸钠。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：向含有丙烯酰胺的待处理水体中加入次氯酸盐前，先向该水体中加入磷酸盐溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20171215 |