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一文看懂总氮丶氨氮丶硝酸盐氮丶亚硝酸盐氮丶凯式氮的区别

文章出处:绿创环境 人气: 发表时间:2019-11-01 11:12

  在污水处理厂里除了 COD 和 BOD 以外同样具有综合性的污染指标的衡量标准还有一系列与氮有关的指标:游离氨态氮(NH3-N)丶铵盐态氮(NH4+-N)丶硝酸盐氮(NO3-N)丶亚硝酸盐氮(NO2-N)丶总氮(NT)丶总凯氏氮(TKN)丶尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物,看到这么与氮有关的检测指标是不是瞬间累觉不爱了?

  今天带大家了解一下水中的氮元素,然后简单梳理与氮有关的指标之间的相关性,希望您能有所获益。

  提到氮,我总会不自觉的脱口而出当年初三时期背过的元素周期表口诀:氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖,钠镁铝硅磷,硫氯氩钾钙,还记得那句我是氮,我阻燃,加氢可以合成氨的顺口溜。

  氮:氮是一种化学元素,它的化学符号是 N,它的原子序数是 7。氮是空气中最多的元素,在自然界中存在十分广泛,在生物体内亦有极大作用,是组成氨基酸的基本元素之一。氮在地壳中的含量很少,自然界中绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中,氮气占空气体积的百分之七十八。动植物体中的蛋白质都含有氮。土壤中有硝酸盐。氮通常的单质形态是氮气。它无色无味无臭,是很不易有化学反应呈化学惰性的气体,而且它不支持燃烧。氮的最重要的矿物是硝酸盐,硝酸盐几乎全部易溶于水,只有硝酸脲微溶于水,碱式硝酸铋难溶于水。

  水体中的氮元素是造成富营养化的 “罪魁祸首”,往往是水污染控制行业的科研和工程技术的关注重点,其重要性丝毫不亚于有机污染物,水质中氮是反映水体所受污染程度和湖泊丶水库水体富氧化程度的重要指标之一 。

  进入水体中的氮主要有无机氮和有机氮之分。无机氮包括氨态氮(简称氨氮)和硝态氮。

  氨氮包括游离氨态氮 NH3-N 和铵盐态氮 NH4+-N

  硝态氮包括硝酸盐氮 NO3--N 和亚硝酸盐氮 NO2-N

  有机氮主要有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物。

  可溶性有机氮主要以尿素和蛋白质形式存在,它可以通过氨化等作用转换为氨氮。

  TN 中文名:总氮,英文名:Total nitrogen,总氮元素主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮以及氮氧化合物组成,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。氮氧化合物诸如一氧化氮以及二氧化氮等是有毒气体,由于状态不稳定,一般很少存在。

  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。

  目前,封闭性水域的富营养化问题已相当严重,引起了人们的普遍重视。水中的总氮(NT)含量在一定程度上能反映出水环境富营养化的情况,因此总氮(NT)含量的测定已成为水研究中必不可少的内容。

  总氮的测定方法主要有两种:

  一是采用分别测定有机氮和无机氮化合物(氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮)后加和的办法。

  二是以过硫酸钾氧化,使有机氮和无机氮转变为硝酸盐后,通过离子选择电极法对溶液中的硝酸根离子进行测量,也可以用紫外法或还原为亚硝酸盐后,用偶氮比色法,以及离子色谱法进行测定。

  氨氮的去除办法:

  目前市场上的技术已经非常成熟,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。其反应方程式如图所示:

  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:

  有机氮的去除办法 :

  在一些废水中含有有机氮,有机氮大多通过微生物去除。在转化中,主要包括氨化、硝化和反硝化三个阶段。在氨化过程中,水中有机氮在微生物作用下转化为氨氮。硝化过程中,首先在亚硝化杆菌的作用下,氨氮转化为亚硝酸盐氮,然后在硝化杆菌作用下,亚硝酸盐氮进一步被氧化成硝酸盐氮。反硝化过程中,硝酸盐氮转化为氮气,释放到空气中,也正是在这个过程中,水中的氮被彻底去除了。

  硝态氮的去除办法:

  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。在传统的生化方法中,需要极大地占地面积,而且由于微生物密度低,微生物脱氮效率很低,而且出水不清澈,有悬浮物,不耐毒性物质。