還原鐵粉去除地下水中硝酸鹽氮的理論與技術(shù)研究.pdf

1、眾所周知,水中的硝酸鹽氮有使人發(fā)生致癌的危險,人若飲用了含高濃度硝酸鹽氮的地下水后,水中大量的硝酸鹽在胃腸道和唾液里被微生物轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,亞硝酸鹽能使血液中血紅蛋白分子氧化、血紅蛋白分子中的二價鐵變?yōu)槿齼r鐵,血紅蛋白從而喪失了攜帶氧的能力,使人和動物因缺氧而患高鐵血紅蛋白癥,嚴(yán)重的可致死亡.因此該文選擇地下水中的硝酸鹽氮作為研究對象,采用活潑金屬還原法,以價格低廉,來源廣泛的還原鐵粉作為金屬還原劑對硝酸鹽氮進(jìn)行污染修復(fù).同時該課題也是

2、南開大學(xué)與天津大學(xué)科技合作項目《沿海城市水環(huán)境生態(tài)修復(fù)基礎(chǔ)研究》的部分研究內(nèi)容.該文采用批實驗和柱實驗的研究方法,對影響還原鐵粉與硝酸鹽氮氧化還原反應(yīng)的影響因素,反應(yīng)動力學(xué),產(chǎn)物和機(jī)理進(jìn)行研究和探討.1.在批實驗中我們分別研究了初始pH值、鐵粉預(yù)處理、硝酸鹽氮初始濃度、溶解氧(DO)、鐵粉投加量等各種不同條件對反應(yīng)的影響.2.柱實驗中,我們分別研究了純鐵柱和鐵砂柱.通過正交實驗和單因素分析以及柱子的長時間運行效果的研究.3.利用批實驗中

3、篩選的初始pH值為2,鐵粉表面處理,投加鐵粉量為硝酸鹽氮質(zhì)量200倍的最佳條件和純鐵柱實驗中篩選的進(jìn)水pH值為2,停留時間t為4min最佳條件對實際地下水中68mg·N/L的硝酸鹽氮進(jìn)行處理后,獲得滿意效果,達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn).4.硝酸鹽氮與還原鐵粉的反應(yīng)符合一級動力學(xué)模型,屬一級反應(yīng).5.硝酸鹽氮與還原鐵粉的反應(yīng)產(chǎn)物主要為NH4<'+>-N,反應(yīng)過程有少量的NO2<'->-N生成,根據(jù)質(zhì)量守恒的原理推斷其他部分可能是生成N<,2>,也有可