氫氣還原海綿鐵去除水體中亞硝酸鹽的研究

1、84第36卷第7期2010年7月水處理技術(shù)TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.7Jul.,2010氫氣還原海綿鐵去除水體中亞硝酸鹽的研究王凡，李俊國，馮艷平，李守章，閆小林（河北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北唐山063009）摘要：利用小球燒結(jié)和氫氣還原工藝制備了粒徑15mm的多孔性球形海綿鐵，對球形海綿鐵去除水體中亞硝酸鹽的效率及去除動力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，溶液初始pH對亞硝酸鹽去除效率的影響顯著，初始溶液接近中性時有利于亞硝酸鹽的去除，而酸性和堿性條件都不利于亞硝酸鹽的還原去除。亞硝酸鹽質(zhì)量濃度較低時，亞硝酸鹽質(zhì)量濃度對其去除率影響較?。粊喯跛猁}質(zhì)量濃度

2、較高時，亞硝酸鹽的還原反應(yīng)具有一定的滯后性，但還原反應(yīng)速率較高。海綿鐵還原亞硝酸鹽為1級反應(yīng)或準(zhǔn)1級反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)為0.8270.985，反應(yīng)速率常數(shù)為0.2480.843(mg·L-1)1-n·h-1。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，亞硝酸鹽還原產(chǎn)物氨氮以氣態(tài)氨形式從水體逸出。關(guān)鍵詞：球形海綿鐵；去除；亞硝酸鹽；pH；氨氮中圖分類號：X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-3770(2010)07-0084-005作為氮循環(huán)的重要中間產(chǎn)物，亞硝酸鹽廣泛存在于水體之中。飲用水和農(nóng)副產(chǎn)品，尤其是經(jīng)過防腐處理的食品中都可能存在一定量的亞硝酸鹽1。進(jìn)入人體的亞硝酸鹽一旦過量，將與血液內(nèi)血紅

3、朊中的鐵反應(yīng)，生成氧化血紅蛋白，從而引起人體中毒2。此外，當(dāng)人們食用含有亞硝酸鹽和胺類的食物時，亞硝酸鹽和這些胺會在人體腸胃中發(fā)生反應(yīng)，生成一種致癌的亞硝胺化合物3，從而對人體健康產(chǎn)生威脅。目前，研究者對去除水體中亞硝酸鹽的研究很少，但在水體中硝酸鹽還原去除的研究中卻發(fā)現(xiàn)了亞硝酸鹽4-5。例如，Choe等4利用零價鐵還原硝酸鹽的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，硝酸鹽的還原產(chǎn)物之一為亞硝酸鹽。李鐵龍等人5采用納米鐵還原水體硝酸鹽的試驗(yàn)結(jié)果也表明，亞硝酸鹽是硝酸鹽還原過程的中間產(chǎn)物。盡管目前還不能確定亞硝酸鹽在硝酸鹽還原過程中所起到的作用，但可以明確的是，研究零價鐵還原去除水體中亞硝酸鹽將對研究零價鐵還原去除水體中硝

4、酸鹽的機(jī)理具有非常重要的意義。本研究針對目前國內(nèi)外研究零價鐵去除水體污染物的現(xiàn)狀6-10，利用氫氣直接還原工藝制備了球形海綿鐵作為新型零價鐵材料11，進(jìn)行了球形海綿鐵去除水體中亞硝酸鹽的靜態(tài)試驗(yàn)，研究了溶液初始pH、亞硝酸鹽初始質(zhì)量濃度對亞硝酸鹽去除效率的影響，并對亞硝酸鹽的還原動力學(xué)進(jìn)行了分析。1試驗(yàn)方法1.1球形海綿鐵的制備鐵精粉作為含鐵原料，與粘結(jié)劑等原料混合后利用圓盤造球機(jī)制成球團(tuán)，球體干燥后在高溫焙燒爐內(nèi)進(jìn)行焙燒得到氧化球團(tuán)。氧化球團(tuán)在直接還原爐內(nèi)利用氫氣作為還原劑進(jìn)行直接還原，還原產(chǎn)物在還原氣氛下冷卻至室溫，即可制備具有高強(qiáng)度和高活性的粒徑為15mm的球形海綿鐵。1.2靜態(tài)試驗(yàn)取2

5、0mL一定濃度的亞硝酸鹽溶液，置于50mL三角瓶中，加入一定質(zhì)量的球形海綿鐵，在水平振蕩器上恒溫振蕩，一定時間后取出試樣，在高速離心機(jī)上以4000r·min-1速度離心10min后分離上清液，上清液經(jīng)0.45m濾膜后，測定溶液中亞硝酸鹽氮濃度，測試為2個平行樣。1.3水體中亞硝酸鹽測定方法采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法測定水中的亞硝酸鹽氮濃度12。取一定量亞硝酸鹽溶液于25mL比色管中，加水稀釋至刻線，加入0.5mL顯色劑，混勻。另取一支25mL比色管，加水至刻線，同樣加入0.5mL顯色劑，搖勻，作為空白樣。將加入顯收稿日期：2009-10-23基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金-鋼鐵

6、聯(lián)合研究基金項(xiàng)目（E2008000398）；河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目（04360101B-5）作者簡介：王凡（1985），女，碩士研究生，主要從事水環(huán)境化學(xué)方面的研究；聯(lián)系電話E-mail：8wy1973660聯(lián)系作者：李俊國；聯(lián)系電話E-mail：lijg99王凡等，氫氣還原海綿鐵去除水體中亞硝酸鹽的研究85色劑的待測亞硝酸鹽溶液與空白樣靜置20min后，在2h以內(nèi)，于540nm波長處，利用10mm比色皿，在紫外可見分光光度計(jì)上測量其吸光度，從而確定亞硝酸鹽濃度。2結(jié)果與討論2.1初始pH對亞硝酸鹽還原的影響分別配制N的質(zhì)量濃度為5、50m

7、g·L-1的亞硝酸鹽溶液，溶液初始pH分別調(diào)整為3.0、6.7（pH不調(diào)）和10.0，加入1g海綿鐵（固液比為1：20），振蕩一定時間后測定上清液中亞硝酸鹽濃度，測試為2個平行樣，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。%EEHpEEEEEEEE-1%󰀈󰀇Hp󰀆󰀌󰀅󰀋󰀄󰀃󰀂󰀁圖1（b）（NO2-X）=50mg·L-1圖1溶液初始pH對亞硝酸鹽去除率的影響Fig.1InfluenceofinitialpHinsolutionforther

8、emovalofnitrite由圖1可見，無論溶液初始pH高低，加入海綿鐵0.5h后，溶液pH均可達(dá)到10以上。這是由于該反應(yīng)體系內(nèi)存在鐵的腐蝕電化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)反應(yīng)如式（1）至式（4）所示13。溶液中加入海綿鐵后，F(xiàn)e0作為陽極被消耗生成Fe2+，酸性條件下H+在陰極得到電子生成H2或H2O，中性和堿性條件下，H2O也會作為電子受體得到電子被還原為OH-。由此可見，加入海綿鐵后溶液中H+被消耗、OH-濃度增加，使得溶液pH快速增加至10以上，之后隨著反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，溶液pH基本保持在10左右，不再有明顯變化。陽極反應(yīng)：FeFe2+2eE（Fe2+/Fe）=-0.44V（1）陰極反應(yīng)：2H+

9、2e2HH2E（H+/H2）=0V（2）O2+4H+4e2H2O（酸性溶液）E（O2/H2O）=1.22V（3）O2+2H2O+4e4OH-（堿性及中性溶液）E（O2/OH-）=0.41V（4）從圖1也可以看出，無論亞硝酸鹽的初始質(zhì)量濃度和初始pH高低，加入球形海綿鐵后，亞硝酸鹽的去除率隨著振蕩時間的延長而不斷增加。如圖1（a）所示，對于質(zhì)量濃度為5mg·L-1的亞硝酸鹽溶液，反應(yīng)進(jìn)行到4h后，無論溶液初始pH高低，亞硝酸鹽的去除率均達(dá)到99%以上，這說明海綿鐵對亞硝酸鹽具有很好的去除效果。但也可以看出，在反應(yīng)時間較短時，溶液初始pH對亞硝酸鹽的去除效率有顯著影響，例如在反應(yīng)時間為1

10、h時，溶液初始pH為6.7時，亞硝酸鹽的去除率可達(dá)80%左右，而溶液初始pH為3.0和10.0時，亞硝酸鹽的去除率只有20%左右。圖1（b）所示，對于質(zhì)量濃度為5mg·L-1的亞硝酸鹽溶液，也出現(xiàn)了溶液初始pH對亞硝酸鹽去除率影響顯著的試驗(yàn)結(jié)果，溶液初始pH為6.7時，4h內(nèi)亞硝酸鹽的去除率可達(dá)67.9%，而溶液初始pH為3.0和10.0時，亞硝酸鹽的去除率不到5%。可以推斷，溶液初始pH對海綿鐵去除亞硝酸鹽的影響非常顯著：當(dāng)溶液初始pH接近中性條件時更有利于亞硝酸鹽的去除，而酸性和堿性條件都不利于亞硝酸鹽的還原去除。這與鄭志祥14等人得到的亞硝酸鹽電催化氧化的試驗(yàn)結(jié)果有相似之處，當(dāng)

11、溶液pH為中性時亞硝酸鹽去除率最高，而溶液pH為酸性和堿性都不利于亞硝酸鹽的去除。根據(jù)目前對零價鐵還原硝酸鹽機(jī)理的研究，李鐵龍等15認(rèn)為亞硝酸鹽還原將按式（5）進(jìn)行，而氨氮將是亞硝酸鹽的最終產(chǎn)物。3Fe+NO2-+8H+=NH4+2H2O+3Fe2+（5）式（5）可以看出，零價鐵還原亞硝酸鹽將消耗一定量的H+，因此保持一定的酸性條件應(yīng)該有利于亞硝酸鹽的還原。當(dāng)溶液初始pH為10.0時，溶液中H+濃度過低，亞硝酸鹽還原反應(yīng)勢必受到一定的制約。此外，當(dāng)溶液中OH-濃度過高時，將與NO2-爭奪海綿鐵表面的活性點(diǎn)位，從而限制亞硝酸鹽氮的還原16。因此初始溶液pH為堿性時，不利于亞硝酸鹽的還原。而當(dāng)溶液

12、初始pH為3.0時，溶液中存在過量H+，根據(jù)海綿鐵加入后溶液中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)式（2）和式（3）可知，大量H+將得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，該反應(yīng)在一定程度尚破壞了海綿鐵的表面結(jié)構(gòu)17，同時生成的H或H2有可能吸附在海綿鐵表面的活性點(diǎn)位，從而抑制NO2-的得電子過程。因此，當(dāng)86水處理技術(shù)第36卷第7期初始溶液酸性較強(qiáng)時，過量的H+自身還原在一定程度上不僅不能促進(jìn)亞硝酸鹽的還原，反而使亞硝酸鹽還原速率降低。對于亞硝酸鹽還原產(chǎn)物氨氮的存在形態(tài)也進(jìn)行初步檢測。亞硝酸鹽溶液加入海綿鐵后，立刻在靜態(tài)試驗(yàn)用三角瓶口利用保鮮膜密封，潤濕的pH試紙黏附在保鮮膜內(nèi)側(cè)，保持pH試紙與三角瓶內(nèi)氣體接觸，經(jīng)過一定反應(yīng)時間

13、后，pH試紙逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，由于三角瓶內(nèi)不含有其它堿性氣體，由此可以初步推斷，亞硝酸鹽還原產(chǎn)物氨氮將以氨氣形式逸出。對于水體中氨氮的存在形態(tài)，岳舜琳18給出了詳細(xì)的分析，認(rèn)為水中氨氮可以分子態(tài)氨(NH3)和離子氨(NH4+)兩種形式存在，二者處于平衡狀態(tài)，如式6）所示。溶液pH較低時，氨氮以離子氨滯留在水溶液中，而在堿性條件下，離子氨將轉(zhuǎn)化為分子氨。由于氨在25時的離解常數(shù)為1.8×10-5，當(dāng)溶液pH為7時，離子態(tài)氨濃度為分子態(tài)氨濃度的180倍，即水中氨氮主要為離子態(tài)NH4+存在；當(dāng)溶液pH為11時，分子態(tài)氨濃度為離子態(tài)氨濃度的55倍，即水中氨氮主要以分子態(tài)氨存在。根據(jù)圖1給出的溶

14、液pH變化，在亞硝酸鹽溶液中加入海綿鐵后0.5h內(nèi)，溶液pH即快速升高到10以上。因此，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，亞硝酸鹽的還原產(chǎn)物氨氮勢必將以分子態(tài)氨形式存在，超過分子態(tài)氨的溶解度即以氨氣的形式從水中逸出。NH3+H2ONH4+OH-（6）2.2初始濃度對亞硝酸鹽去除率的影響由于溶液初始pH對亞硝酸鹽的還原去除影響顯著，因此對初始溶液pH為酸性、中性和堿性條件下，分別進(jìn)行了不同亞硝酸鹽初始濃度條件下海綿鐵去除亞硝酸鹽的靜態(tài)試驗(yàn)。配制N的質(zhì)量濃度為5、10、20、50mg·L-1的亞硝酸鹽溶液，分別量取20mL各濃度溶液置于50mL三角瓶，調(diào)整其初始pH為3.0、6.7和10.0后，加入

15、1g海綿鐵（固液比為1：20），反應(yīng)一定時間后測定上清液中亞硝酸鹽濃度，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。圖2可見，溶液初始pH一定的條件下，在相同反應(yīng)時間內(nèi)，亞硝酸鹽去除率隨著亞硝酸鹽初始濃度的增加而降低。圖2（b）可見，初始溶液為中性時，2h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為5、10、20、50mg·L-1的亞硝酸鹽的去除率分別為92.9%、89.7%、76.3%和14.7%。在相同時間內(nèi)，提高亞硝酸鹽質(zhì)量濃度，溶液中Fe/N比降低，單位時間內(nèi)海綿鐵提供的電子數(shù)量有限，能夠得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的NO2-離子數(shù)量受到限制，因此隨著亞硝酸鹽濃度的增加，單位時間內(nèi)亞硝酸鹽的去除比例降低。盡管在反應(yīng)初始階段，濃度對亞硝

16、酸鹽還原的影響較大，但隨著反應(yīng)時間的延長，由于加入的海綿鐵中含有足夠的零價鐵，高濃度亞硝酸鹽也能夠去除，8h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為5、10、20、50mg·L-1的亞硝酸鹽的去除率分別達(dá)到了99.40%、99.76%、99.68%和94.89%，這說明只要提供足夠長的反應(yīng)時間，海綿鐵能夠?qū)⑺w中的亞硝酸鹽還原去除。%/ /h%/ %/ 圖2（c）初始pH為10.0圖2亞硝酸鹽初始質(zhì)量濃度對去除率的影響Fig.2Influenceofinitialconcentrationinsolutionofnitritefortheremovalofnitrite由圖2（a）和圖2（c）可見，初始溶液

17、為酸性和堿性時，2h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為5、10、20、50mg·L-1的亞硝酸鹽的去除率分別為76.0%、86.4%、73.0%、1.5%和81.9%、82.9%、30.1%、0.9%，亞硝酸鹽去除率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于初始溶液為中性時的去除率，同時呈現(xiàn)出隨著亞硝酸鹽初始濃質(zhì)量度的增加，亞硝酸鹽去除率降低的趨勢。初始溶液為酸性條件時，隨著反應(yīng)時間的延長，亞硝酸鹽的去除率快速增高，8h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為5、10、20、50mg·L-1的亞硝酸鹽的（王凡等，氫氣還原海綿鐵去除水體中亞硝酸鹽的研究87去除率分別達(dá)到99.5%、99.7%、99.5%和41.9%，將N的質(zhì)量濃度為50mg

18、3;L-1的反應(yīng)時間提高至12h，亞硝酸鹽的去除率可達(dá)到84.3%。溶液初始為堿性條件時，隨著反應(yīng)時間的延長，亞硝酸鹽的去除率也快8h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為5、10、20、50mg·L-1速增高，的亞硝酸鹽的去除率分別達(dá)到99.4%、99.7%、99.3%和46.0%，將反應(yīng)時間提高至12h，N的質(zhì)量濃度為50mg·L-1的亞硝酸鹽的去除率可達(dá)到89.4%。這說明初始溶液為酸性或堿性時，即使酸性和堿性條件不利于亞硝酸鹽還原反應(yīng)的進(jìn)行，但亞硝酸鹽的還原去除反應(yīng)仍然可以繼續(xù)，只是需要的反應(yīng)時間較長。值得注意的是，當(dāng)亞硝酸鹽質(zhì)量濃度較高時，亞硝酸鹽的還原反應(yīng)具有一定的滯后性。初始溶液為

19、0.5h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為5mg·L-1的亞中性條件時，硝酸鹽去除率可達(dá)24.9%，而N的質(zhì)量濃度為10、20、50mg·L-1的亞硝酸鹽去除率均為0，甚至在1h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為50mg·L-1的亞硝酸鹽仍然沒有發(fā)生還原反應(yīng)。初始溶液為酸性和堿性條件時，這種1h內(nèi)N的質(zhì)量濃度為50mg·L-1的滯后性越強(qiáng)烈，亞硝酸鹽沒有發(fā)生還原反應(yīng)，甚至到4h時N的質(zhì)量濃度為50mg·L-1的亞硝酸鹽去除率也分別只有3.28%和1.9%。2.3亞硝酸鹽還原動力學(xué)根據(jù)不同質(zhì)量濃度亞硝酸鹽在酸性、中性和堿性條件下的去除過程，可以對亞硝酸鹽去除動力學(xué)進(jìn)行分析。由于本研

20、究靜態(tài)試驗(yàn)中加入的海綿鐵量較高，亞硝酸鹽濃度的變化率反應(yīng)了整個電化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)，即：（7）r=-dC/dt=kobsCn式中，r為反應(yīng)速率，kobs為表觀反應(yīng)速率常數(shù)，C為亞硝酸鹽N的質(zhì)量濃度，t為反應(yīng)時間，n為反應(yīng)級數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，擬合出C隨t的變化曲線，各反應(yīng)時刻該曲線的斜率即為不同亞硝酸鹽濃度時的化（7）兩邊取指數(shù)對數(shù)得：學(xué)反應(yīng)速率r。將式lnr=ln(-dC/dt)=lnkobs+nlnC（8）利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以lnr對lnC作圖，得到一系列直線，直線的斜率即為亞硝酸鹽還原的反應(yīng)級數(shù)n，直線截距為lnkobss，擬合試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表1可見，無論初始pH高低，R2都高于0.82

21、6，說明lnr與lnC的線性相關(guān)性較好，其中初始溶液為酸性和堿性條件和亞硝酸鹽N質(zhì)量濃度為50mg·L-1時，lnr與lnC的線形相關(guān)性較差，這是由于亞硝酸鹽初始質(zhì)量濃度較高時，其還原反應(yīng)有一定的滯后性，前期反應(yīng)速度較慢，而后期反應(yīng)速率較快。亞硝酸鹽還原的反應(yīng)級數(shù)為0.8270.985，說明海綿鐵去除亞硝酸鹽為1級反應(yīng)或準(zhǔn)1級反應(yīng)。亞硝酸鹽還原反應(yīng)速率常數(shù)為0.2480.843·L-1)1-n·h-1，溶液初始pH和亞硝酸鹽初始質(zhì)量濃(mg度對還原速率的影響顯著。初始溶液為酸性、中性和·L-1時，堿性條件，亞硝酸N的質(zhì)量濃度為520mg還原化學(xué)反應(yīng)速率常

22、數(shù)分別處在0.7120.785、0.5950.843、0.6770.775(mg·L-1)1-n·h-1。由此可以亞硝酸N的質(zhì)量看出，溶液初始pH一定的條件下，濃度在520mg·L-1變化時，亞硝酸鹽的還原反應(yīng)速率變化并不明顯，這是由于亞硝酸鹽濃度較低的情況下，在加入相同質(zhì)量海綿鐵后，溶液中Fe/N原子比較高，零價鐵質(zhì)量相對過剩，即使亞硝酸鹽質(zhì)量濃度有所增加，海綿鐵也能夠在相同的時間內(nèi)為其提供足夠電子，因此在此質(zhì)量濃度范圍內(nèi)亞硝酸鹽的還原速率變化較小。當(dāng)亞硝酸N的質(zhì)量濃度提高至50mg·L-1時，亞硝酸鹽還原速率變化較大，在初始溶液為酸性、中性和堿性條件

23、下，還原化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)分別降低到0.248、0.394、0.313(mg·L-1)1-n·h-1?？梢?，盡管初始溶液為酸性和堿性條件下，亞硝酸N的質(zhì)量濃度為表1亞硝酸鹽還原動力學(xué)Tab.1Kineticdataofnitriteremovalbyusingspongeiron溶液初始pH3.0·L-1(NO2-N)/mg510205051020505102050lnr=nlnC+lnklnr=0.948lnC-0.290lnr=0.921lnC-0.242lnr=0.983lnC-0.340lnr=0.842lnC-1.394lnr=0.876lnC-0.520

24、lnr=0.919lnC-0.171lnr=0.967lnC-0.199lnr=0.985lnC-0.932lnr=0.928lnC-0.368lnr=0.976lnC-0.255lnr=0.968lnC-0.390lnr=0.827lnC-1.162n0.9480.9210.9830.8420.8760.9190.9670.9850.9280.9760.9680.827·L-1)1-n·h-1kobs/(mg0.7480.7850.7120.2480.5950.8430.820.3940.6920.7750.6770.313R20.9480.9210.9830.8430.

25、8760.9190.9670.9850.9280.9760.9680.8266.710.088水處理技術(shù)1234預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,1998,40(1):110-114.第36卷第7期徐維光,任立.硝酸鹽、亞硝酸鹽的人體來源及其危害性J.安徽常秀蓮.硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量及其對人體的影響J.食品研究與開發(fā),1999,20(3):11-13.皇甫超申,許靖華,秦明周,等.亞硝酸鹽與癌的關(guān)系J.河南大學(xué)學(xué)報(bào),2009,39(1):35-41.ChoeS,LiljestrandHM,KhimJ.Nitratereductionbyzero-valentironunderdifferentpHregimes

26、J.AppliedGeochemistry,2004,19:335-342.50mg·L-1時還原反應(yīng)速率要低于初始溶液為中性條件下的還原反應(yīng)速率，與靜態(tài)試驗(yàn)的結(jié)果一致。從靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果來看，亞硝酸鹽質(zhì)量濃度較高時還原反應(yīng)存在較強(qiáng)的滯后性，前期反應(yīng)速率很慢，而4h后亞硝酸鹽還原才能夠快速進(jìn)行。3結(jié)論作為一種新型的水處理材料，氫氣還原制備的球形海綿鐵對水體中的亞硝酸鹽有很強(qiáng)的去除能靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：球形海綿鐵加入亞硝酸鹽溶力。液后，溶液pH在很短時間內(nèi)快速增加至10以上，同時溶液初始pH對海綿鐵去除亞硝酸鹽的影響非常顯著。初始溶液接近中性時，有利于亞硝酸鹽的去除，而酸性和堿性都將低了亞硝

27、酸鹽的去除率。溶液初始pH一定的條件下，亞硝酸鹽質(zhì)量濃度較低時，亞硝酸鹽質(zhì)量濃度對其去除率影響較小，呈現(xiàn)出亞硝酸鹽去除率隨著亞硝酸鹽初始質(zhì)量濃度的增加而增加的趨勢；亞硝酸鹽質(zhì)量濃度較高時，在相同反應(yīng)時間內(nèi)，亞硝酸鹽的去除率顯著降低，其還原反應(yīng)具有一定的滯后性。亞硝酸鹽還原為一級反應(yīng)或準(zhǔn)一級反應(yīng)，反應(yīng)反應(yīng)速率常數(shù)為0.2480.843級數(shù)為0.8270.985，(mg·L-1)1-n·h-1。溶液初始pH和亞硝酸鹽初始質(zhì)量濃度對其還原速率的影響顯著，初始溶液為中性時亞硝酸鹽反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于酸性和堿性條件下的反應(yīng)速率；初始亞硝酸N的質(zhì)量濃度小于20mg·L-1時，亞硝酸

28、鹽還原反應(yīng)速率變化較小，而亞硝酸鹽質(zhì)量濃度較高時，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)迅速降低。亞硝酸鹽濃度較高時還原反應(yīng)存在較強(qiáng)的滯后性，前期反應(yīng)速率很慢，而4h后亞硝酸鹽還原才能夠快速進(jìn)行。5678李鐵龍,康海彥,劉海水,等.納米鐵的制備及其還原硝酸鹽氮的產(chǎn)物與機(jī)理J.環(huán)境科學(xué),2006,25(3):294-296.張環(huán),金朝暉,韓璐,等.負(fù)載型納米鐵化學(xué)反硝化法去除硝酸鹽氮的研究J.中國給水排水,2006,22(15):83-87.周玲,李鐵龍,全化民等.還原鐵粉去除地下水中硝酸鹽氮的研究J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2006,25(2):368-372.FernandoQ,etal.Reductionofnitr

29、atetoChengIF,MuftikianR，ammoniabyzero-valentironJ.Chemosphere,1997,35(11):2689-2696.9王文成,吳德禮馬魯銘.零價金屬還原降解水中污染物的應(yīng)用研究綜述J.四川環(huán)境,2007,26(3):99-103.10顧瑩瑩,高孟春,賈永剛,等.海綿鐵還原水中硝酸鹽的初步研究J.中國給水排水,2006,22(7):82-84.11馮艷平,李俊國,畢娜,等.球形海綿鐵還原去除水中硝酸鹽的靜態(tài)研究J.環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2008,31(6):14-18.12國家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法M.4版.北京

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31、等.催化還原脫除地下水中硝酸鹽的研究J.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(4):567-571.18岳舜琳.給水中的氨氮問題J.凈水技術(shù),2001,20(2):12-14.參考文獻(xiàn)：RESEARCHONNITRITEREMOVALFROMWATERBYSPHERICALSPONGEIRONPREPAREDBYH2REDUCTIONWangFan,LiJunguo,FengYanping,LiShouzhang,YanXiaolin（SchoolofMetallurgyandEnergy,HebeiPolytechnicuniversity,Tangshan063009,China）Abstract:Poroussphericalspongeironwith15mm