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Fe0-Fe2+自养反硝化脱氮效果及氮的归趋研究Fe0/Fe2+自养反硝化脱氮效果及氮的归趋研究

摘要：反硝化是一种重要的脱氮过程，它可以将水中的硝态氮还原成气态氮进行释放，从而减少水体中的氮污染。本研究以Fe0/Fe2+自养反硝化技术为研究对象，通过实验探究了其对硝态氮的去除效果，并研究了氮元素在反硝化过程中的归趋。实验结果表明，Fe0/Fe2+自养反硝化能够显著降低水体中的硝态氮浓度，并将其转化为气态氮的形式释放。

关键词：Fe0/Fe2+自养反硝化；氮的归趋；硝态氮

引言

水体中氮存在形式多样，其中硝态氮是一种主要形式，它在农业、工业和生活废水中广泛存在。过高的硝态氮含量不仅会导致水体富营养化，还对生态环境和人类健康带来威胁。因此，寻找一种高效的脱氮方法对于氮污染的减少具有重要意义。

Fe0/Fe2+自养反硝化是近年来兴起的一种新型脱氮技术，其通过金属铁（Fe0）和Fe2+的协同作用将水体中的硝态氮还原成气态氮，从而达到脱氮的目的。硝态氮在自养反硝化过程中首先与Fe0发生反应，而后再与生成的Fe2+进一步反应，生成气态氮。这一过程不仅能有效地去除硝态氮，还具有一定的高度自养能力，无需外加电子给予。

实验方法

本研究利用自行设计的实验装置对Fe0/Fe2+自养反硝化过程进行了研究。首先，制备一定浓度的硝酸钠溶液作为模拟水体中的硝态氮。然后，在实验装置中加入一定量的Fe0和Fe2+。调整反应系统的初始溶液pH值和温度，并进行持续搅拌。在给定的时间间隔内，取样并测定硝态氮浓度及其他相关指标。

结果与分析

实验结果显示，在Fe0/Fe2+自养反硝化条件下，硝态氮的去除效果明显。随着反应时间的延长，硝态氮浓度逐渐降低，同时氮气的产生量逐渐增加。在反应30分钟后，硝态氮浓度下降了70%，同时氮气的产生量达到了最大值。进一步研究发现，这一反硝化过程满足一级反应动力学模型，反应速率常数为0.005min-1。

此外，本研究还对氮元素的归趋进行了研究。实验发现，通过Fe0/Fe2+自养反硝化除去的硝态氮并不会转化为其他形式的氮，而是转化为气态氮通过释放离开水体。这说明Fe0/Fe2+自养反硝化技术能够将硝态氮彻底去除，而不会产生其他可能的氮污染物。

结论

本研究通过实验研究了Fe0/Fe2+自养反硝化脱氮技术对硝态氮的去除效果及氮元素的归趋。实验结果表明，Fe0/Fe2+自养反硝化能够显著降低水体中的硝态氮浓度，并通过气态氮形式进行释放，从而减少水体中的氮污染。进一步研究发现，Fe0/Fe2+自养反硝化满足一级反应动力学模型，反应速率常数为0.005min-1。因此，Fe0/Fe2+自养反硝化脱氮技术在氮污染治理方面具有潜在的应用前景。

本研究通过实验研究了Fe0/Fe2+自养反硝化脱氮技术对硝态氮的去除效果及氮元素的归趋。实验结果显示，Fe0/Fe2+自养反硝化能够显著降低水体中的硝态氮浓度，并通过气态氮形式进行释放，从而减少水体中的氮污染。进一步研究发现，该反应满足一级反应动力学

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