對海綿鐵了解多的是：除去含在水中的鐵、錳，其產(chǎn)品還可以用在污水處理中除去污水中的氮，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，我國水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，進(jìn)一步加劇了水資源的短缺。因此，加強(qiáng)污水中氮的處理，嚴(yán)格控制氮的排放量，就顯得非常重要。

海綿鐵是內(nèi)部含有海綿狀孔隙的鐵，具有還原性。海綿鐵化學(xué)還原硝酸鹽的現(xiàn)象很早就發(fā)現(xiàn)，其作為高效、經(jīng)濟(jì)的反硝化技術(shù)，相應(yīng)研究與應(yīng)用倍受關(guān)注。本試驗(yàn)使用海綿鐵為還原金屬，以一定濃度硝酸鉀溶液為模擬廢水，考察了溶液初始pH、海綿鐵投加量、海綿鐵粒徑、原水濃度、海綿鐵與沸石配比和反應(yīng)時(shí)間等因素下，海綿鐵與硝酸鹽氮的反應(yīng)產(chǎn)物及硝酸鹽氮還原率以及反應(yīng)機(jī)理。通過分析海綿鐵與硝酸鹽氮反應(yīng)生成氨氮的數(shù)據(jù)，分析了反應(yīng)動力學(xué)。 試驗(yàn)結(jié)果表明：進(jìn)水pH值低有利于氨氮的生成以及硝酸鹽氮的還原。海綿鐵投加量在0.75～2.25g范圍內(nèi)，硝酸鹽氮去除率基本保持在41~45%，當(dāng)投加量大于2.25g時(shí)，硝酸鹽氮去除率隨著投加量增加而明顯降低。亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生量隨海綿鐵投加量的增加而增大。適宜的海綿鐵投加量為1.5g。海綿鐵粒徑越小，硝酸鹽去除率越高。適宜的粒徑為2~2.5mm。原水濃度越大，亞硝酸鹽氮生成量越多。原水濃度為4.41mg/L時(shí)，硝酸鹽去除率高，隨著原水濃度的進(jìn)一步增加，去除率成直線下降趨勢。海綿鐵：沸石=1:2時(shí)，硝酸鹽去除率大。沸石的添加有利于硝酸鹽的還原。反應(yīng)時(shí)間為75min時(shí)，硝酸鹽氮去除率大。

海綿鐵反應(yīng)機(jī)理：

海綿鐵與硝酸鹽反應(yīng)過程中，還原NO_3~-所需的電子是由Fe~0提供的，金屬表面的電子轉(zhuǎn)移是主要的還原反應(yīng)機(jī)理。 海綿鐵與硝酸鹽氮反應(yīng)生成氨氮的表觀反應(yīng)速率常數(shù)k_(obs)為14.59（mg/L）~(1-n)·s~(-1)，反應(yīng)級數(shù)為n=-0.878。 試驗(yàn)通過對海綿鐵對污水中氮的形態(tài)轉(zhuǎn)化的研究，確定了反應(yīng)產(chǎn)物及硝酸鹽氮的去除情況，初步探討了反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)動力學(xué)。根據(jù)反應(yīng)條件不同，硝酸鹽還原產(chǎn)物為氨、氮?dú)�、亞硝酸鹽。其中，氮?dú)馐窍Ｍ�得到的還原產(chǎn)物，選擇性獲得氮?dú)馐墙窈笾饕�的研究方向之一。在以后的試�?yàn)中，需進(jìn)一步研究海綿鐵還原硝酸鹽氮的反應(yīng)路徑，探討反應(yīng)機(jī)理，提高反應(yīng)產(chǎn)物中氮?dú)獾谋壤�；在單因素分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究沸石在該反應(yīng)系統(tǒng)中的作用，明確沸石和海綿鐵的聯(lián)合作用對該反應(yīng)的影響；研究該反應(yīng)系統(tǒng)中，鐵碳微電解的作用及對試驗(yàn)結(jié)果的影響。選擇并優(yōu)化反應(yīng)條件，為進(jìn)一步研究生成氮?dú)獾臈l件以及通過其他改進(jìn)方法提高氮?dú)獾纳�成量研究做�?zhǔn)備，為進(jìn)一步提高脫氮效率提供理論依據(jù)，并逐步應(yīng)用到實(shí)際的大規(guī)模污水處理中。