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離子交換去除硝酸鹽氮

發布時間:2021-01-24 20:33:51

㈠ 離子色譜測出的亞硝酸鹽怎樣轉換成以氮計

可用苯乙烯二乙烯苯樹脂或十八烷基硅膠(ODS也有用C8硅膠或CN固定相流動相由含有所謂對離子試劑和含適量有機溶劑的水溶液組成,離子對色譜的固定相為疏水型的中性填料。對離子是指其電荷與待測離子相反,並能與之生成疏水性離子,對化合物的表面活性劑離子,用於陰離子分離的對離子是烷基胺類如氫氧化四丁基銨氫氧化十六烷基三甲烷等,用於陽離子分離的對離子是烷基磺酸類,如己烷磺酸鈉,庚烷磺酸鈉等對離子的非極性端親脂極性端親水,其CH2鍵越長則離子對化合物在固定相的保留越強,極性流動相中,往往加入一些有機溶劑,以加快淋洗速度,此法主要用於疏水性陰離子以及金屬絡合物的分離,至於其分離機理則有3種不同的假說,反相離子對分配離子交換以及離子相互作用。

有3種分離方式,離子色譜的分離機理主要是離子交換。高效離子交換色譜(HPIC離子排斥色譜 HPIEC和離子對色譜
MPIC用於3種分離方式的柱填料的樹脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物,但樹脂的離子交換功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的離子交換樹脂,HPIEC用高容量的樹脂,MPIC用不含離子交換基團的多孔樹脂。3種分離方式各基於不同分離機理。HPIC分離機理主要是離子交換,HPIEC主要為離子排斥,而MPIC則是主要基於吸附和離子對的形成。

離子交換色譜

採用低交換容量的離子交換樹脂來分離離子,高效離子交換色譜[4]應用離子交換的原理。這在離子色譜中應用最廣泛,其主要填料類型為有機離子交換樹脂,以苯乙烯二乙烯苯共聚體為骨架,苯環上引入磺酸基,形成強酸型陽離子交換樹脂,引入叔胺基而成季胺型強鹼性陰離子交換樹脂,此交換樹脂具有大孔或薄殼型或多孔表面層型的物理結構,以便於快速達到交換平衡,離子交換樹脂耐酸鹼可在任何pH范圍內使用,易再生處理、使用壽命長,缺點是機械強度差、易溶易脹、受有機物污染。

將有離子交換基的有機硅烷與基表面的硅醇基反應,硅質鍵合離子交換劑以硅膠為載體。形成化學鍵合型離子交換劑,其特點是柱效高、交換平衡快、機械強度高,缺點是不耐酸鹼、只宜在pH2-8范圍內使用。

離子交換色譜是最常用的離子色譜。

離子排斥色譜

電離組分受排斥不被保留,主要根據Donnon膜排斥效應。而弱酸則有一定保留的原理,製成離子排斥色譜主要用於分離有機酸以及無機含氧酸根,如硼酸根碳酸根和硫酸根有機酸等。主要採用高交換容量的磺化H型陽離子交換樹脂為填料以稀鹽酸為淋洗液。

㈡ 總氮偏高是什麼原因如何處理

一、廢水中總氮的構成

廢水中總氮主要由氨氮、有機氮、硝態氮、亞硝態氮組成,其中氨氮主要來自於氨水以及諸如氯化銨等無機物。有機氮主要來自於一些有機物中的含氮基團,比如有機胺類等。硝態氮在自然界中比較穩定,且含量較高,比如國防工業炸葯製造過程中大量用硝酸鹽作為原料,機械化學等工業使用大量與硝酸鹽相關的原材料作為氧化劑,同時很多污水通過前期生化以及硝化以後也含有大量的硝酸鹽,因為硝態氮十分穩定,且極易溶解於水,因此污染十分嚴重,極易擴散。

二、廢水中氮的危害

水中氮元素的過量排放會引起水體富營養化,使藻類大量繁殖,出現水華赤潮,當水中總氮含量大於0.3mg/L時,即達到富營養化的標准;另外,硝酸鹽本身對人無害,但在體內會被還原為亞硝酸鹽,一方面,亞硝酸鹽會與血紅蛋白反應生成高鐵血紅蛋白,影響氧的傳輸能力,特別對於嬰兒,易導致高鐵血紅蛋白症(藍嬰病);另一方面,亞硝酸鹽過高,會與蛋白生成亞硝胺,屬於強致癌物質,對健康危害極大。

三、總氮的去除:

1、氨氮的去除

含氨氮廢水目前市場上技術已經非常成熟,一般通過以下幾種辦法去除。

第一,折點加氯氧化法,通過加入次氯酸鈉或者漂白粉進行氧化,將氨氮轉化為氮氣釋放,目前市場上常見的氨氮去除劑基本以漂白粉為主。其反應方程式如下所示:

2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O

第二,利用微生物硝化和反硝化去除廢水中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。首先通過硝化細菌和亞硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,然後再進行反硝化,將硝酸鹽轉化為氮氣。其反應原理圖如下所示:

2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亞硝化作用)

2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)

HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)

2、有機氮的去除

生物法,氮化合物在生物作用下可實現向氮氣的轉化:

化學法,通過氧化使氮化合物直接從有機氮、氨氮直接轉化為氮氣:

生物法成本較低,效果穩定,但工藝復雜,操作困難,且佔地面積較大,運行時間較長;化學法省去中間轉化步驟,更快速直接,但成本較高,折點加氯法控制難度大,效果不穩定。

3、硝態氮的去除

硝態氮主要是指硝酸根離子,目前有採用離子交換、膜滲透、吸附以及生物脫氮的方法。其中離子交換法、膜滲透法以及吸附法都只是硝酸根離子的濃縮與轉移,無法真正去除總氮,濃縮以後的硝酸根廢液需要進一步處理。

在生物脫氮中,主要是指硝酸根離子通過反硝化細菌降解轉化為氮氣的過程。

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