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离子交换去除硝酸盐氮

发布时间:2021-01-24 20:33:51

㈠ 离子色谱测出的亚硝酸盐怎样转换成以氮计

可用苯乙烯二乙烯苯树脂或十八烷基硅胶(ODS也有用C8硅胶或CN固定相流动相由含有所谓对离子试剂和含适量有机溶剂的水溶液组成,离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料。对离子是指其电荷与待测离子相反,并能与之生成疏水性离子,对化合物的表面活性剂离子,用于阴离子分离的对离子是烷基胺类如氢氧化四丁基铵氢氧化十六烷基三甲烷等,用于阳离子分离的对离子是烷基磺酸类,如己烷磺酸钠,庚烷磺酸钠等对离子的非极性端亲脂极性端亲水,其CH2键越长则离子对化合物在固定相的保留越强,极性流动相中,往往加入一些有机溶剂,以加快淋洗速度,此法主要用于疏水性阴离子以及金属络合物的分离,至于其分离机理则有3种不同的假说,反相离子对分配离子交换以及离子相互作用。

有3种分离方式,离子色谱的分离机理主要是离子交换。高效离子交换色谱(HPIC离子排斥色谱 HPIEC和离子对色谱
MPIC用于3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物,但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的离子交换树脂,HPIEC用高容量的树脂,MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。3种分离方式各基于不同分离机理。HPIC分离机理主要是离子交换,HPIEC主要为离子排斥,而MPIC则是主要基于吸附和离子对的形成。

离子交换色谱

采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子,高效离子交换色谱[4]应用离子交换的原理。这在离子色谱中应用最广泛,其主要填料类型为有机离子交换树脂,以苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架,苯环上引入磺酸基,形成强酸型阳离子交换树脂,引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂,此交换树脂具有大孔或薄壳型或多孔表面层型的物理结构,以便于快速达到交换平衡,离子交换树脂耐酸碱可在任何pH范围内使用,易再生处理、使用寿命长,缺点是机械强度差、易溶易胀、受有机物污染。

将有离子交换基的有机硅烷与基表面的硅醇基反应,硅质键合离子交换剂以硅胶为载体。形成化学键合型离子交换剂,其特点是柱效高、交换平衡快、机械强度高,缺点是不耐酸碱、只宜在pH2-8范围内使用。

离子交换色谱是最常用的离子色谱。

离子排斥色谱

电离组分受排斥不被保留,主要根据Donnon膜排斥效应。而弱酸则有一定保留的原理,制成离子排斥色谱主要用于分离有机酸以及无机含氧酸根,如硼酸根碳酸根和硫酸根有机酸等。主要采用高交换容量的磺化H型阳离子交换树脂为填料以稀盐酸为淋洗液。

㈡ 总氮偏高是什么原因如何处理

一、废水中总氮的构成

废水中总氮主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮组成,其中氨氮主要来自于氨水以及诸如氯化铵等无机物。有机氮主要来自于一些有机物中的含氮基团,比如有机胺类等。硝态氮在自然界中比较稳定,且含量较高,比如国防工业炸药制造过程中大量用硝酸盐作为原料,机械化学等工业使用大量与硝酸盐相关的原材料作为氧化剂,同时很多污水通过前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸盐,因为硝态氮十分稳定,且极易溶解于水,因此污染十分严重,极易扩散。

二、废水中氮的危害

水中氮元素的过量排放会引起水体富营养化,使藻类大量繁殖,出现水华赤潮,当水中总氮含量大于0.3mg/L时,即达到富营养化的标准;另外,硝酸盐本身对人无害,但在体内会被还原为亚硝酸盐,一方面,亚硝酸盐会与血红蛋白反应生成高铁血红蛋白,影响氧的传输能力,特别对于婴儿,易导致高铁血红蛋白症(蓝婴病);另一方面,亚硝酸盐过高,会与蛋白生成亚硝胺,属于强致癌物质,对健康危害极大。

三、总氮的去除:

1、氨氮的去除

含氨氮废水目前市场上技术已经非常成熟,一般通过以下几种办法去除。

第一,折点加氯氧化法,通过加入次氯酸钠或者漂白粉进行氧化,将氨氮转化为氮气释放,目前市场上常见的氨氮去除剂基本以漂白粉为主。其反应方程式如下所示:

2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O

第二,利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,然后再进行反硝化,将硝酸盐转化为氮气。其反应原理图如下所示:

2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亚硝化作用)

2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)

HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)

2、有机氮的去除

生物法,氮化合物在生物作用下可实现向氮气的转化:

化学法,通过氧化使氮化合物直接从有机氮、氨氮直接转化为氮气:

生物法成本较低,效果稳定,但工艺复杂,操作困难,且占地面积较大,运行时间较长;化学法省去中间转化步骤,更快速直接,但成本较高,折点加氯法控制难度大,效果不稳定。

3、硝态氮的去除

硝态氮主要是指硝酸根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移,无法真正去除总氮,浓缩以后的硝酸根废液需要进一步处理。

在生物脱氮中,主要是指硝酸根离子通过反硝化细菌降解转化为氮气的过程。

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