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高效分离技术范文

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高效分离技术

色谱分析法在生物科学研究中的实践

1氨基酸分析

1.1液质联用技术液质联用技术将高效液相色谱仪与质谱仪联接起来使用,即把色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的强定性能力结合起来,在氨基酸分析中得到了广泛的应用。与一般的液相色谱法相比,液—质联用技术不但可分离各种氨基酸,而且可以对未知的氨基酸成分进行鉴定;由于使用质谱仪作为检测部件,还可以不用对样品进行衍生。王萍等采用高效液相色谱—电喷雾质谱法鉴定出了青稞幼苗提取物中的13种氨基酸,证明是一种理想的全谱氨基酸分析方法。Maoetal也利用液质联用技术测定了生物样品中6种硒代氨基酸。此外,串联质谱技术在氨基酸分析中的应用也受到了关注。汤新星等基于高效液相色谱—电喷雾串联质谱及固相萃取技术,建立了分析大鼠血浆中氨基酸的方法,为筛选新的急性辐射损伤标记物提供了实验依据。

1.2气质联用技术氨基酸也可通过气相色谱法进行分离,但氨基酸沸点高,必须通过衍生化处理成为低沸点、易气化的化合物,再利用试样中各组分在两相间的分配系数不同进行分析。目前最常用气质联用技术对氨基酸进行检测。王建等利用盐酸把菌体蛋白水解成氨基酸,再通过分离、浓缩、真空干燥、N-(叔丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺衍生化后得到的衍生物进行气相色谱分离和质谱法检测,获得了15种菌体蛋白氨基酸的13C标记丰度信息。李长田等采用气相色谱—质谱法测定了松茸子实体和液体发酵菌丝体氨基酸等物质,结果表明,松茸子实体和发酵菌丝体二者氨基酸的种类相同,但发酵菌丝体中某些氨基酸的含量高于子实体中的含量。Mudiametal则首次应用固相微萃取—气质联用技术测定了尿液和毛发中的20种氨基酸,在分离前采用氯代甲酸乙酯对氨基酸进行柱前衍生化处理,该方法灵敏、快速。

1.3超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术是色谱分析技术的最新发展成果之一,与常规高效液相色谱相比,最主要的差别是采用了超微细度的固定相颗粒,因而单位柱长的柱效大大提高,实际使用中就可用更短的色谱柱达到常规色谱柱的分离效果,使得整个分析时间大大缩短。该技术已应用于许多样品中氨基酸成分的分析[1,15,19]。孙言春等利用超高效液相色谱法测定了史氏鲟、达氏鳇和小体鲟卵中17种氨基酸的含量,完成一次分析仅需10min。超高效液相色谱法还被应用于快速分析和鉴定3种生菜中的氨基酸,并发现了10种由已知氨基酸和倍半萜内酯所形成的新结构单元,为生菜等植物所具有的潜在生物活性找到科学依据。

2蛋白质分析

蛋白质是生命的物质基础,几乎参与生命活动的每一环节,在机体的生长、发育、代谢、衰老等过程中发挥重要作用。但蛋白质种类很多,在分子量大小、带电性、分子结构和生物特异性等方面均有很大差异。因此在分离模式、定量和定性方法上都有很大差别。根据分离原理的不同,用于蛋白质测定的液相色谱法主要可分为反相色谱法、排阻色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱法、疏水相互作用色谱法和逆流色谱法等。此外,还包括基于色谱分离技术和检测技术等发展而来的液质联用技术、多维液相色谱法和超高效液相色谱法等。目前用于生物样品中蛋白质检测的主要方法及其典型应用见表2。

2.1反相色谱法反相色谱法主要利用被测组分对极性流动相和非极性固定相的作用力不同加以分离。这种分离系统在液相色谱分离模式中使用最为广泛。对于生物大分子、蛋白质及酶的分离分析,反相液相色谱正受到越来越多的关注。Silvaetal采用反相色谱—质谱技术分离测定了人血清中的11种常规蛋白的浓度;王娟等采用AgilentZorbax300SB-C8色谱柱,建立了测定牛奶中主要蛋白质(4种酪蛋白与乳清蛋白)的反相高效液相色谱法,在波长214nm处对分离后的蛋白质进行紫外检测。于海洋等则用纳升级反相液相色谱—串联质谱系统分析了锦灯笼果实提取物中蛋白质的酶解产物,鉴定得到60种蛋白质,其中与抗氧化相关的蛋白质有3种。

2.2排阻色谱法排阻色谱法是根据被测组分在固定相中的渗透能力不同而分离的。这种色谱法采用多孔性凝胶为固定相,较小的分子较易被保留,因而是依照分子量的大小顺序出峰。生物体中各种蛋白质分子量常常差异很大,很适合用排阻色谱法进行分离。利用排阻色谱法将溶液中的蛋白质按照分子量大小进行分离,再配合特征波长的紫外检测器,可有效地将目的蛋白捕获并测定。Bondetal借助排阻色谱技术,并配合双波长紫外检测,研究了在不同环境条件下IgG1单克隆抗体的含量水平及聚合降解等特性。重组人白介素-1受体拮抗剂蛋白的测定也可采用这种方法,在0.018-2.4mg•mL-1范围内,该方法的线性关系良好,回收率为99.1%,相对标准偏差为1.09%。

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垃圾填埋气收集利用流程系统方案

摘要:垃圾填埋气的收集利用是一项对环境有益且经济可行的技术手段。我国目前的垃圾填埋气处理模式存在收集效率低下、资源化利用水平低、产业化发展不足等问题,严重制约着我国实现垃圾填埋气资源化、无害化的目标。在统筹安排、协调统一温室气体减排问题与垃圾填埋气高值利用问题的前提下,针对处于填埋作业中和填埋封场后等不同阶段的填埋场,以我国多处典型垃圾填埋场为实际案例,阐述垃圾填埋气高效收集系统、以变压吸附过程为基础的填埋气甲烷高效分离技术、集成化撬装式垃圾填埋气甲烷分离提纯装备的探索、优化、推广过程;在此基础上,提出“高效收集-净化提纯预处理-资源化利用”的全流程系统解决方案,以期对垃圾填埋气高效收集利用的各个流程环节提供技术支撑。

关键词:垃圾填埋气;温室气体减排;甲烷分离提纯;变压吸附技术;撬装式装备

随着社会经济的发展和人口的不断增加,我国生活垃圾的产生量也日益增大。据我国环保部门的《全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》报道,2015年我国246个大、中城市生活垃圾产生量约为1.86亿吨;预计到2020年,垃圾产生量将达到2.2亿吨。为了消纳生活垃圾防止其产生环境污染,我国80%以上的垃圾采用卫生填埋方式处理[1],高含水率、易腐蚀性垃圾在填埋降解过程中会产生大量填埋气。垃圾填埋气成分较为复杂,主要成分为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),还含有H2S,NH3,H2,烷烃、芳烃等挥发性有机物[2-3]。其中,CH4产生的温室效应是CO2的20倍以上,而且其在大气中的滞留时间高达10年[4]。垃圾填埋场特殊的气体产物使之成为不可忽视的温室气体排放源和大气环境污染源。另一方面,垃圾填埋气还是一种清洁可再生能源和资源。填埋气中CH4含量约占45%~60%,高位热值约为18~23MJ•m-3[5],成分与性质与天然气相近,经过提纯精制后形成的生物天然气可以作为天然气的替代燃料。因此,制定适合我国国情的垃圾填埋气收集利用全流程系统解决方案,在降低温室效应的同时,也可实现填埋气的资源化利用,弥补天然气缺口,具有重大的资源、环境与经济多重效益。

1我国垃圾填埋气收集利用现状及存在问题

1.1综合管理环节薄弱、填埋气收集与利用水平不高的现状我国颁布了多项城市生活垃圾处理方面的政策法规,大大促进了垃圾填埋气收集利用工作的顺利开展。截止到2016年,我国生活垃圾无害化处理厂达到940座,其中卫生填埋场数量为657个,占69%;随着垃圾无害化处理厂数量增多,生活垃圾无害化日处理能力达到621351吨,无害化处理率由2006年的52.2%增长到96.6%[6]。然而,由于我国城市生活垃圾的卫生填埋起步较晚,综合管理环节薄弱,早期垃圾填埋场收集与利用填埋气的技术水平较低,大量填埋气仍处于无组织及无控制排放状态,存在着严重的环境污染问题和潜在的安全隐患。据报道,上海、北京、重庆、岳阳等城市均发生过填埋气爆炸事故[1]。

1.2收集、利用、装备3方面欠缺的问题基于对国内外垃圾填埋场管理经验及对我国垃圾填埋场行业现状的分析,本文提出了我国垃圾填埋气收集与高值利用工作仍存在的一些问题。1.2.1垃圾填埋气收集模式粗放、收集效率低下由于受到技术手段及设备成本的限制,国内外均存在垃圾填埋场气体收集模式粗放、收集效率低下的问题。国外有学者估计填埋气收集系统的集气效率普遍只有50%~60%。截至2010年底,我国已有的450座垃圾填埋场中,进行填埋气开发利用的填埋场仅有30余座,不足填埋场总量的7%[7]。在有限的填埋气开发利用项目中,垃圾填埋气高效收集技术及应用基础非常薄弱,常规集气效率仅在40%左右[8-9]。因此,为了实现垃圾填埋场温室气体减排及填埋气规模性资源化开发利用,垃圾填埋气的高效收集作为基础环节,相关核心技术及系统亟待研发。1.2.2垃圾填埋气资源化利用手段单一、能效差传统垃圾填埋气资源化利用方式包括直接燃烧、发电供热等途径。其中,直接燃烧的处理方式能量转化率低,浪费了填埋气的高值利用潜力,已逐步被其它资源化方式所取代。而填埋气发电易于实施且不受外部环境制约,近年来应用逐渐增多,但填埋气发电也存在局限:一方面发电效率与填埋气产量和收集效率密切相关,因而填埋气发电应用受到填埋场规模、技术手段及设备成本的限制,使得大型填埋场更适合发电机组的要求,更易推广应用填埋气发电这一利用途径,而大多数中小型填埋场仍旧采用火炬燃烧甚至于任意排放的措施;另一方面,填埋场自身对电、热的消耗需求有限,导致填埋气甲烷的综合资源化利用水平依然存在提高空间。1.2.3我国填埋气甲烷分离技术的装备水平低、产业化发展不足我国填埋气甲烷分离技术的应用起步晚,装备水平低,早期技术装备常依赖进口,尤其是变压吸附工艺与新兴的膜分离工艺。与国内大城市可以投入大量市政资金引进国外先进的填埋气甲烷分离设备不同,中小城市受财政限制无力购买相关技术设备,从而限制了国内填埋气资源化利用规模的扩大[10]。近年来虽然多种填埋气甲烷分离技术在国内取得一定的工程应用与实践,但是由于缺乏自主知识产权的填埋气甲烷分离与高值利用关键技术,而且配套装备体积庞大、系统复杂,需投入大量资金,因此,严重影响了我国填埋场温室气体减排及资源化利用的整体行业水平[7,11]。

2垃圾填埋气收集利用环节优化方案

2.1垃圾填埋气高效收集系统本文提出垃圾填埋场专用的填埋气高效收集系统,具体分为垃圾填埋场作业过程中填埋气高效收集系统和填埋场封场后填埋气高效收集系统。2.1.1垃圾填埋场作业过程中的填埋气高效收集系统目前我国的垃圾填埋场多采用传统厌氧生物反应器填埋,存在恶臭污染严重、渗滤液蓄积较深等问题。垃圾填埋场作业过程中,填埋作业面的CH4排放是填埋场的主要排放源,因此,有效控制填埋作业面的CH4排放是促进填埋场甲烷减排的关键。针对此技术难点,本文提出小单元覆膜填埋与水平井收集相结合的填埋气高效收集系统(见图1),利用高密度聚乙烯膜(HDPE膜)覆盖垃圾填埋体,起到良好的气体密封效果,并在膜下增设水平抽气,收集迁移到膜下的填埋气,从而提高垃圾填埋气的收集效率。除此之外,该系统无需专门的钻井设备,具有施工简单、可同步进行填埋作业与收集系统建设运行等优点。2.1.2垃圾填埋场封场后的填埋气高效收集系统研究表明,垃圾填埋场封场后30~50年内仍有填埋气逸散的污染风险。因此,针对封场后填埋气的收集,也是实现填埋场温室气体控制减排不容忽视的重要环节。本文提出通过填埋场全面覆膜技术、渗滤液立体导排工艺与竖井收集系统(见图2),实现填埋场水分均匀分布和通畅导排的综合控水技术思路,有效控制封场后垃圾填埋场的气体逸散问题。传统竖井集气系统采用螺旋钻头成孔安装集气管的建造方法。然而,由于钻头的挤压与旋转运动,使得成型竖孔形成抹面,透气性差,严重影响填埋气的收集。除此之外,还存在渗滤液腐蚀钻井设备、施工成本高等问题。本文基于具有自主知识产权的专有集气竖井施工方法,形成了收集效率高,流量、压力及成分稳定的竖井高效收集系统。在连续长期运营和监测条件下,填埋场稳定化可加速1倍以上,填埋气体收集效率可由20%~40%提高到65%以上,渗滤液和恶臭污染得到有效控制,控制了填埋气逸散。

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高效液相色谱仪的发展和药物中的应用

摘要:色谱分析是当前临床主要的分离分析技术,它在药物的研制、生产以及药品检验部门等相关领域中均有所涉及,并具有不可或缺的作用。高效液相色谱法是20世纪60年代所研发出来的一类集高分离效率、快分析速度以及自动化操作的色谱分析法。高效液相色谱仪操作简单,运用此仪器可以对药物进行准确的分析,使检测结果更为精准,提升检测准确率。本篇论文对高效液相色谱法在药物分析中的常规方法以及在药物分析中的发展情况进行总结。

关键词:高效液相色谱仪;药物分析;应用

1高效液相色谱法的分类

1.1吸附色谱法

在高效液相色谱法中,吸附色谱法是一种较为常见的检测方法,它主要是以吸附剂作为固定相进行的相关测试,其中硅胶是运用最多的吸附色谱固定相,流动相则通常会选择一种或者多种有机溶剂的混合溶剂。不同的组分因与不同的固定相吸附力在吸附色谱中会被分离,在组分极性越大时,固定相吸附力也将越强,它所保留的时间也将更长。流动相的极性若越大,则具有更强的洗脱力,同时,组分的保留时间将会越短。

1.2离子交换色谱法

离子交换色谱法是一类以离子交换剂为固定相的色谱法,离子交换剂与组分会因不同的亲和力而得以分离。在柱填料中含有极性可离子化的基团,如季铵离子、羧酸以及磺酸等,这些在适宜的pH值下会得到解离,并且吸引相反电荷的物质。因为离子型物质可以与柱填料产生相关的关系,从而能够分离。在样品中,各类组分会由于离子交换平衡常数的差异而分离,离子交换色谱的流动相通常为一定pH值的缓冲溶液,在有些时候也会加入少量的有机溶剂(如乙腈、乙醇、四氢呋喃等),从而使组分在流动相中的溶解度增加。流动相的pH值对于离子交换剂的交换容量有一定的影响。流动相的pH值对于弱碱性或者弱酸性的被分离组分来说还会影响其电离情况,流动相的pH值应保持待分离组处于离解状态,如此方能被分离。在测定条件下,离子交换色谱法会呈现出离解状态的组分,反相离子对色谱法在药物分析中的运用也相当广泛,它可运用于磺胺类药物、生物碱、维生素以及抗生素等药物分析。

1.3液-液分配色谱法

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液质联用技术在水质检测中的应用进展

摘要:现如今,人们对饮水水质安全越来越关心,而饮用水水质受到原水水质、处理过程等因素的影响。同时,随着工业活动的日益频繁,环境污染问题越发严重,威胁着人们的饮水安全,需要采用有效的手段对水质进行检测。液质联用技术是融合液相、质谱的一种检测技术,在水质检测、食品安全检测等领域都得到了有效运用。基于此,本文从液质联用技术在水质检测中的优点入手,对其在水质检测中的应用进行了分析。

关键词:液质联用技术;水质检测;污染物

目前,我国社会经济快速发展,人们生活水平不断提高,随之暴露出的环境污染问题却越发严重。如何通过加强环境保护,促进社会、经济、环境的协调与可持续发展,成为目前社会经济建设亟待解决的重点问题。液质联用技术作为一种高效新型检测技术,在水质检测中有着广阔的应用前景。所以,需要加强液质联用技术在水质检测中的应用,使其成为环境监测手段的一把利刃。

1液质联用技术及其在水质检测中的优点

1.1液质联用技术

液质联用技术,即液相色谱-质谱联用技术,主要是将液相色谱作为分离系统,质谱作为检测系统。检测对象在质谱部分和流动相分离,经过离子化之后,通过质谱的质量分析器,将离子碎片按质量数分离开,经过检测仪器得出质谱图。液质联用技术是将色谱、质谱两者的优势结合起来,也就是将色谱高分离能力与质谱高灵敏性等优势结合起来,确保检测结果的准确性。基于液质联用技术是融合了液相与质谱技术的一种综合检测技术,因而同时具备了液相与质谱技术优势。高效液相色谱运用于不易挥发物质的分析,而气相色谱只能进行20%左右有机物的分析,化合物的稳定性直接影响着分析结果的准确性,大部分有机物仍需要使用高效液相色谱法来分析[1]。质谱仪是目前灵敏度最强的一种检测器,检测准确性高,是色谱技术中最理想的检测器。质谱仪最核心部分是离子源、质量分析器,针对那些小型台式质谱仪来说,质量分析器主要可分为磁质谱、四级杆质谱、离子肼质谱等几种类型。液相色谱-质谱联用技术的发展一直都受到接口技术的限制,高流量的液相色谱与高真空的质谱之间的矛盾,直到电喷技术等逐渐完善后才得到有效解决,液相色谱-串联质谱分析技术得以持续发展。液质联用是由色谱将需要检测的复杂物质分离开,再利用质谱检测仪进行检测,得出分离化合物的相关信息,对水中污染物的检测有着至关重要的作用[2]。

1.2液质联用技术在水质检测中的优点

我国水质检测的方法有气相色谱法、液相色谱法等,但相比于液质联用技术而言,上述几种方式都存在很多不足,难以达到水质检测的要求。而液质联用技术能够有效弥补上述几种检测方式的不足,具备如下优势。一是使色谱流出物定向问题得到了有效解决,能够获得更为准确的色谱图,工作人员可以系统、有效地分析质谱图,并得出准确结论;二是液质联用技术灵活性较高,水质污染检测结果更加可靠;三是在检测过程中,工作人员可借助该项技术的特征优势,进行分组检测,大大提高检测效率,检测结果更加准确;四是分析范围广,几乎能检测出水中所有的化合物,有效解决了不稳定化合物检测分析困难的问题;五是该项技术具备很强的分离能力,即便分析的混合物没有在色谱上全部分离,也可借助特征离子优势分组检测从而对该物质进行定性定量[3]。

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论述胜利油田污水处理技术的运用

1胜利油田污水特性与回注水质的要求

油田污水具有难降解物质多、有机物含量高、水温较高,而且易受酸碱废水影响,导致PH变化较大;水中主要的污染包括氨氮、酚、氰化物、硫化物、COD、油以及其他有毒的物质;具有较高的矿化度,铁锰的成份随着地质构成而变化;表面具有较大的张力,有机的化学药剂与其他杂质残存等特点。含油废水中还存在大量腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌,增加循环系统结垢厚度、粘附速率以及腐蚀速率,并且降低系统使用寿命。而含油废水的这些特点对回注水的使用产生直接的影响。各种油类物质是含油污水最主要的污染物。其中悬浮态油占90%以上,漂浮物处于污水表面或者以微小油珠的形态悬浮在水中,油珠粒径为10-150mm。这部分油较易浮于水面,因此可以将其刮除。另外5-8%的油是乳化态油,以较小的微粒油珠状态稳定的形成乳化液,乳化态油只有经过药剂的破乳,才可以从水中进行分离。而1-20mg/L的油以溶解态存在水中,只有通过吸附过程或者生化反应方可去除。除此以外,含油废水还具有重金属物质较多、矿化度高的特点,其中锰与铁的含量也对回注水的使用造成直接的影响。

2胜利油田污水处理技术的应用与研究

2.1污水含油量的控制技术

2.1.1吸附法

吸附法指利用亲油性材料对水中的油进行吸附。而其较为常用的吸附材料是活性炭。此外,吸附剂还可以采用硼泥、木屑、石英砂、陶粒、吸油毡以及煤炭。活性炭吸附法具有再生难、处理成本高等缺点,因此在使用上受到一定限制。近年来,国外逐渐采用活性炭吸附法进行含油污水的深度处理,以满足污水排放日益严格的标准要求。

2.1.2凝聚过滤法

大油珠直接去除与小油珠凝聚两种机理的综合是凝聚过滤除油的机理。在适当的条件下其可以达到良好出水水质,较为适用于对含机械分散态油类污水进行处理。但是对不同性质含油污水进行处理,效果相距较大,尤其是对低含油污水进行处理,不宜采用单一凝聚过滤的方法。

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探析采油厂集输系统节能降耗技术

摘要:文章以采油厂集输系统节能降耗技术为切入点,对采油厂的发展现状进行全面的分析研究。

关键词:新时期采油厂集输系统节能降耗技术

建设能源节约型社会已成为了社会发展的重要方向,随着国家战略的逐步落实,我们可以看到众多的企业都开始向这一方向转变。为了响应国家的发展战略,能源企业应该在第一时间做出积极的反应,比如我们的采油厂需要对集输系统进行一些必要的技术改进来实现能源的节约和高效利用。文章接下来会以这一内容为主进行采油厂节能降耗技术的深入探究,助推技术进步和科技的发展。

1背景介绍

在进行全面的技术分析与研究之前,需要对这项技术在采油厂中的应用背景进行一个大致的介绍,这样不仅有利于对于这一技术的全面了解,而且对于后续内容的深入研究有着重要的作用。

1.1油气集输系统简介

在一般的油气开采中,完成了相关油气资源的勘探后就可以进行后续开采设施的相关建设和开采工作。在进行开采区域内的各种相关建设工作时,需要做到对于生产设施、生活设施以及相关的辅助设施的建设,这样在这些相关设施达到开采的要求之后,才能开始后续的工作,满足后续油气开采的各类实际需求。

1.2技术系统的作用

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电厂废水处理回用应用

当今世界正面临着严重的水资源短缺问题,火力发电厂是一个用水大户,合理的使用火电厂的水源和有效的处理工业废水不但可以节约用水,而且对火力发电厂的安全经济运行也至关重要。为了响应国家节能减排的政策法规,保持和提高电厂水务管理水平,需加强对工业废水的分析处理和回收利用,并最终实现火力发电厂废水零排放。

1工程概况

某凝汽式电厂,共有8台300MW东方凝汽式汽轮发电机组。电厂的经常性排水及非经常性排水均通过地下排水管网汇集至总排口,经常性废水包括循环水排污水、生活污水处理站处理后中水、工业冷却水排水等。非经常性废水包括机组启动检修排水等。为响应国家节能减排的政策法规,电厂从2008年开始实施废水零排放工程,将总排口废水回收处理后回用至其他补给水系统,处理工艺为预处理+超滤+反渗透。其中预处理系统分为两部分,一部分是废水一期工程将原电厂循环水石灰处理站改造为废水预处理车间,将原有2台出力为560~1410m/h石灰澄清池改造。采用一用一备的运行控制方式。另一部分预处理系统为废水二期工程,新建出力为800~1500m/h的高效澄清池一座。两种澄清池后续处理设备均采用出力380m/h的变孔隙滤池。以下就这两种预处理方式的处理效果、运行方式、技术经济等方面进行比对。

2总体性能

2.1圆形机械搅拌澄清池机械搅拌澄清池又叫做加速澄清池。原水由进水管进入进水槽,通过槽下面的出水孔或缝隙,均匀的进入第一反应室与大量回流泥渣混合,混合均匀后经搅拌器上的涡轮提升到第二反应室,进行絮凝长大的过程。然后,水流经第二反应室上部四周的导流板进入分离室,由于分离室截面较大,水流速度很慢,泥渣和水可分离。清水流入上部集水槽,泥渣收集至下部泥渣浓缩室。现机械搅拌澄清池设有以下加药系统:(1)凝聚剂贮存、加药系统;(2)助聚剂贮存、加药系统;(3)杀菌剂贮存、计量加药系统。加药量见表1。该技术自20世纪90年代引入中国开始,一直是电厂循环水处理及中水废水回用领域的主流技术,为电厂的节水做出了巨大贡献,截止到目前为止,依然是电厂中水回用领域可行的、经济的、成熟的处理技术。面对用地资源日益紧张、来水水质波动大、出水水质稳定性要求日益提高的情况,该技术逐渐显露出占地面积大、整体桥架安装难度大、污泥回流量无法精确调节、只适用于入水悬浮物低等缺点。

2.2高效澄清池高效澄清池采用高上升流速的沉淀池形式,将混凝、絮凝、沉淀和污泥浓缩功能集合于一体,并在絮凝阶段进行污泥回流,提高絮凝沉淀和吸附效果。澄清池抗悬浮物变化冲击的能力较强,沉淀池的污泥排放、污泥回流等采用变频自动控制。高效澄清池系统主要由以下部分组成:前混合池、絮凝反应池、浓缩/斜管分离区、污泥排放及回流系统、加药系统。该工程中的高效澄清池设有以下加药系统:(1)凝聚剂贮存、加药系统;(2)杀菌剂计量加药系统。加药量见表2。该技术出水水质良好且系统运行稳定,具有节约占地、节省系统自耗水量、降低污泥处理系统的规模、对进水水质适应性更广的特点,是电厂中废水回用领域的新技术。以上两种澄清池经过调试稳定运行后,总体性能如表3所示。

3技术指标对比

下面就高效澄清系统与圆形机械搅拌澄清系统的配置及主要经济技术指标做对比分析。

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色谱研究的最新动态

《色谱杂志》2015年第十一期

色谱是复杂样品分离分析的重要手段。当前复杂样品的分析对分离科学提出了越来越高的要求,而发展新型高效分离材料、分离模式和高灵敏度的检测方法是解决该问题的有效途径之一。本文依据2015年6至8月AnalyticalChemistry新录用和在线发表的有关论文,讨论色谱在样品前处理、固定相、手性拆分、分析检测、蛋白质组学等方面的最新研究动态和进展。

1样品前处理

样品前处理是分析过程的关键环节,直接影响着分析结果的准确度和精密度。膜蛋白的疏水性强、溶解性差和丰度低,对它的分离分析是蛋白质组学中的一大难题。复旦大学的刘宝红教授课题组[1]采用壳聚糖改性的介孔泡沫石墨烯(MGF-CS)作为纳米反应器,从有机溶剂中高效富集疏水性膜蛋白并进行原位酶解。将该技术应用于实际样品中膜蛋白的分析鉴定,采用二维液相色谱-质谱方法(2D-LC-MS)可鉴定931种膜蛋白,而通常采用的水溶液中酶解法仅能鉴定73种膜蛋白。结果表明多功能的MGF-CS对蛋白质组学中膜蛋白的分析鉴定具有重要的应用价值。分子印迹技术是采用人工合成方法制备对目标分子有特异性识别材料的技术。目前针对有机小分子和金属离子的印迹工作已取得了巨大进展。由于蛋白质体积大、结构复杂、易于变性,完整蛋白质模板分子难以获得且价格昂贵,因此限制了蛋白质分子印迹材料的发展。中国科学院大连化学物理研究所张丽华研究员课题组[2]提出了一种蛋白质抗原决定基分子印迹磁性纳米材料的制备新方法。抗原决定基印迹是以目标蛋白质上一段特异性多肽为模板分子进行印迹。由于模板肽段与目标蛋白质间存在极强的特异性,形成的印迹位点对模板肽段及目标蛋白质均具有特异性识别能力。首先在SiO2包覆的磁性Fe3O4纳米粒子表面通过化学修饰引入亚氨基二乙酸(IDA)基团。利用IDA与Ni2+的螯合作用,将Ni2+固载在基质材料(Fe3O4@SiO2@IDA@Ni2+)表面;然后加入末端修饰有组氨酸标签的模板肽段溶液,使模板通过与Ni2+的螯合作用固载于基质表面;随后按一定的质量比在上述固载模板的基质材料中加入功能单体多巴胺,在弱碱性条件下进行自聚合形成分子印迹层,制备出核-壳型复合纳米粒子,可通过单体的用量控制壳层厚度;聚合完成后,反复用200mmol/LEDTA-2Na水溶液清洗聚合物材料,使其中的模板分子洗脱出来,进而得到抗原决定基分子印迹材料。该表面分子印迹纳米材料对目标蛋白质具有很好的选择性识别作用。该制备方法不仅解决了蛋白质分子印迹中蛋白质难以获得、价格昂贵的问题,同时多肽模板构象稳定,增加了印迹位点识别的特异性。通过金属螯合作用将模板多肽固载于基质表面,大大提高了模板的利用率。该方法对制备不同目标蛋白质抗原决定基印迹材料具有通用性和普适性。

金属有机骨架化合物(metal-organicframe-works,MOFs)因具有比表面积大、结构多样性、孔道尺寸可调、骨架可修饰、热稳定性和化学稳定性良好等优点而广泛应用于分离分析等领域。西班牙BalearicIslands大学的Palomino课题组[3]利用注射器设计了一种针管式自动磁性MOFs分散固相微萃取装置。首先将10mg磁性MOFs材料Fe3O4@MIL-100(Cr)和一个磁子置于5mL针管内。该针管类似于一个双向的注射泵。以高流速将样品溶液从针头处加入针管内,使MOFs材料完全分散于样品溶液中。在搅拌过程中选择性吸附样品的磁性MOFs纳米颗粒逐渐吸附于磁子上。可以通过控制磁子的磁性释放和回收磁性MOFs纳米粒子。待吸附完全,推动注射器的活塞杆将溶液挤出。再按上述方法用水多次充分洗涤MOFs纳米吸附剂,最后用洗脱剂洗脱样品后进行检测。该装置设计巧妙,简单易行,便于与检测器或分离装置连接。将其应用于各种水样和鱼样中孔雀石绿的分析检测,检出限达到0.012mg/L,线性范围为0.04~2mg/L。澳大利亚BahauddinZakariya大学的Najiam-ul-Haq课题组[4]构建了一种磁性氧化镧和氧化钐核-壳纳米粒子(Fe3O4@SiO2-La2O3和Fe3O4@SiO2-Sm2O3),成功地用于各种酪蛋白、脱脂牛奶、蛋黄、人血清和Hela细胞提取物中磷酸化肽和磷酸化蛋白质的富集。该吸附材料几乎没有不可逆吸附,在8500倍的非磷酸化蛋白质牛血清白蛋白(BSA)背景溶液中对β-酪蛋白仍表现出了非常高的选择性,灵敏度可达到attomole(10-18mol)级,重现性好,在磷酸化蛋白质组学中具有很好的应用前景。

2固定相

多孔整体材料作为一种新型分离介质,由于其具有制备简便、通透性好、性能稳定和易于修饰等特点而被誉为第四代色谱分离介质。邹汉法课题组[5]发展了一种基于光引发巯基-丙烯酸酯点击聚合反应的新方法,并成功制备了具有高分离性能的有机-硅胶杂化整体柱。与巯基-烯和巯基-甲基丙烯酸酯点击聚合反应相似,光引发的巯基-丙烯酸酯点击聚合反应不仅反应效率较高,速度快(通常10min内即可完成),而且反应条件非常温和。所制备的有机-硅胶杂化整体柱的微观结构非常均一、规整,并且具有较高的机械强度、热稳定性和化学稳定性。将其应用于毛细管液相色谱,柱效高达73500N/m,实现了对苯系物、苯酚类、苯胺类等小分子化合物的高效分离。此外,所制备的整体柱对16种多环芳烃PAHs混合标准物(EPA610)和蛋白质酶解液等一些复杂的环境和生物样品也具有较好的分离能力。表明采用巯基-丙烯酸酯点击聚合反应可以有效制备出具有高效分离能力的新型毛细管有机-硅胶杂化整体柱。加拿大卡尔加里大学的Thurbide小组[6]将316不锈钢粉末(粒径44~149μm)填充于316不锈钢毛细管柱内作为支持体,将水泵入色谱柱中,建立了以水为固定相,CO2为流动相,与火焰离子化检测器联用的超临界流体色谱分离体系(SFC-FID)。该体系可在一定的温度和压力范围内进行操作。样品保留时间的重现性良好(RSD2.6%)。与不锈钢毛细管直接用水涂层作为固定相相比,这种用不锈钢粉末填充柱的方法不仅可以保持良好的色谱峰形和高柱效,还可使分离速度提高10倍,保留因子提高约8倍,样品量提高20倍。

3手性拆分

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