金属铁还原去除饮用水中硝酸盐的研究进展
纳米级零价铁去除水中硝酸盐的应用
由于农 业生 产过程 中农 药 、 的大量使 用 , 化肥 生活污水 、 医药污水 以及 工业废水 的排放 , 大量 的硝 酸盐进 入地 下 使得 及地 表水体 。饮用 水 中硝 酸盐 浓 度过 高会 引 起高 铁 血红 蛋 白血症 , “ 或 蓝色婴儿 ” 症状 以及 导致癌症 。硝酸盐在 人体 内
发生氧化还 原反应 。根据不 同的反应 条件 , 还原 的最终产 其 物不 同 , 主要有亚 硝酸盐 、 氮气 以及 氨氮 。到 目前 为止 , 就纳 米铁 还原硝 酸盐 的最 终产物还 没有统一 的认 识 ( 1 。 表 )
表 1 零 价 铁 还原 硝 酸 盐 的可 行 途径
Ta l F a i l y f r n ta e r d c i n b e o v l n r n be1 e s b e wa o ir t e u to y z r - a e ti o
£ )
化和异氧反 硝化 。异 氧反 硝 化要 求水 源 中含 有 一定 的碳 源
S a tre l i na t a
1 9 l F +6 O3 +3 0 95 O e N 一 H2 — F 。+NO e +2 H
2 O3+6 OH ~ +3 2 Nf
一
作为细菌 的营养源 及 电子供 体 。异养 反 硝化 的优 点 是反 硝 化速度 快 , 单位 体积 反应 器 的处理 量大 ; 点是 若投 加 的基 缺
Ap ia in o no c l r v lntIo o ta eRe o a n W a e pl to fNa sa e Ze o a e r n n Nir t m v li c tr
L U Z e -h n t l ( o g f rh e t e N nh n nvr t, ac a g J nx 3 0 2 ) 1 h n z o ge a C l eo A c i c r , a ca gU i sy N n h n , i g i 3 0 9 l t u ei a
生物炭负载纳米零价铁去除硝酸盐作用的研究
生物炭负载纳米零价铁去除硝酸盐作用的研究本文主要研究了生物炭基纳米零价铁对硝酸盐的去除作用。
硝酸盐是水中比较常见的污染物,其不良作用及其对人类健康的危害让人们开始关注它。
因此,对于硝酸盐的去除成为一个研究热点。
在研究中,科学家们开发出了一种以生物炭基纳米零价铁为媒介的新型水处理技术来加速硝酸盐的去除。
为了研究生物炭基纳米零价铁去除硝酸盐的效果,实验中使用的装置是一个带有滤器的水处理环境,研究者使用的是生物炭基纳米零价铁,其含量为0.5 g/L。
实验过程中,研究者采用了不同去除时间、不同浓度的硝酸盐溶液,以及不同pH值等参数来对实验效果进行测试。
实验结果表明,生物炭基纳米零价铁能够显著增加硝酸盐沉淀于滤器上的速率,最大沉淀速率可达590.66 mg/L毫秒(> 5倍于控制实验),浓度为25 mg/L,去除时间为15 min, pH值为7时。
实验结果表明,生物炭基纳米零价铁可以显著提高硝酸盐去除率,在较短时间内,能够显著改善水质。
综上所述,生物炭基纳米零价铁能够有效去除硝酸盐,是一种有效的水处理技术。
未来,研究者应继续研究以生物炭纳米零价铁为媒介的水处理技术,以提高水质。
- 1 -。
双金属催化去除水中硝酸盐的研究进展
双金属催化去除水中硝酸盐的研究进展
刘正强;胡胜;廖敏秀
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2011(38)6
【摘要】随着工农业的迅速发展,人类大规模的同氮活动破坏了自然界氮素循环的平衡.水中硝酸盐氦的污染问题目渐引起人们的关注,去除水中硝酸盐的常规方法都有其难以克服的缺点.双金属催化还原法是一种新型的水脱氮技术,该方法具有反应速率快、生成氮气选择性高、能耗低且易操作等优点.文章在综述双金属催化还原水中硝酸根研究进展的基础上,重点对双金属催化剂性质、反应机理、传质过程、催化剂选择与制备进行了详细阐述,提出有效提高硝酸盐还原速度的同时控制反应发生的方向是该技术的关键;寻求高效、商选择性和稳定性的催化剂,探索多工艺组合及催化剂性能优化是该领域的研究方向.
【总页数】3页(P105-107)
【作者】刘正强;胡胜;廖敏秀
【作者单位】深圳市朗坤环保有限公司,广东,深圳,518117;深圳市朗坤环保有限公司,广东,深圳,518117;湘潭大学,湖南,湘潭,411105
【正文语种】中文
【中图分类】X
【相关文献】
1.Pd-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂脱除水中硝酸盐 [J], 李婉君;房德仁;赵金波
2.催化还原法去除饮用水中硝酸盐氮研究进展 [J], 崔宝臣;张富;徐胜利;刘淑芝
3.催化还原法去除废水中的硝酸盐 [J], 吴依玲;朱怀志;聂兆广;胡艳芳
4.铁基双金属材料去除水中硝酸盐的研究进展 [J], 查晓松; 金苏雯; 冯智梁
5.铁基双金属材料去除水中硝酸盐的研究进展 [J], 查晓松; 金苏雯; 冯智梁
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TiO2光催化还原去除饮用水中硝酸盐的实验研究
图 3 甲酸浓度对光催化反应的影响 Fig. 3 The influence of the concentration of form ic acid on the
photocatalytic reaction
由图 3可知 ,随着甲酸浓度的增加 ,硝酸盐氮转 化率先增大后减小 ,反应生成的氨氮浓度先减小后 增大 。甲酸浓度为 50 mmol/L 时 ,硝酸盐氮转化率 最高 ,但生成副产物氨氮浓度最大 。这可用甲酸根 和硝酸根在 TiO2 表面的吸附来解释 ,随着甲酸浓度 的增加 ,溶液中 COOH - 也相应增加 ,其在 TiO2 表面 吸附量也将增加 ,这有利于其清除 TiO2 表面的空 穴 ,促进硝酸根还原 。反应在酸性介质中进行 , TiO2 表面 带 正 电 , 能 吸 附 阴 离 子 , 因 此 存 在 NO3- 与 COOH - 的竞争吸附 。当 COOH - 吸附量相对于 NO3在 TiO2 表面反应所需量为足够后 ,再增大 COOH 量便会影响 NO3- 在 TiO2 表面的吸附 ,导致 NO3- 在 TiO2 表面的吸附降低 ,催化效率反而降低 [ 5 ] 。 2. 3 T iO2 用量对硝酸盐光催化反应的影响 TiO2 用量对硝酸盐光催化反应的影响见图 4。
3. Xinglongtai O il Recovery Factory, L iaohe O ilfield, Panjin 124000, China)
Abstract: Pho tocatalytic reduction of nitrate was perfo rmed in the p resence of TiO2 in the batch reactor. Effects of the hole scavenger kind, the amount of form ic acid, the dosage of titanium dioxide and the con2 centration of nitrate on photocatalytic reduction of nitrate have been investigated. The results of experi2 m ents showed that nitrate nitrogen can be removed efficiently using TiO2 catalyst, and the removal efficien2 cy of nitrate nitrogen can reach 35. 16%. Compared w ith m ethanol, sodium formate EDTA , the best effi2 ciency of removal nitrate nitrogen was obtained using form ic acid as hole scavenger. The amount of form ic acid and the concentration of nitrate have a great effect on photocatalytic reduction of nitrate. The op timum dosage of titanium dioxide is 100 mg. Moreover, the reaction m echanism was discussed. It is showed that photocatalytic reduction of nitrate is a step 2reaction. Key words: titanium dioxide; photocatalysis; nitrate; reduction
金属铁还原去除饮用水中硝酸盐的研究进展
图 1 Fe0 还原硝酸盐的可能途径
1. 2 反应机理
关于 Fe0 还原硝酸盐的不同动力学模型的著作已出版了许 多,根据硝酸盐氮 的 浓 度 计 算 有 零 级 反 应、一 级 反 应 和 假 一 级 反 应等,其中假一级反应是被认定最多的纳米 Fe0 还原硝酸盐氮的 动力学模型[4]。Fan 等[3]研究发现硝酸盐初始浓度越高,反应速 率常数越大,同时 也 随 着 铁 投 加 量 的 增 大 而 增 大,符 合 准 一 级 反 应动力学模型。J. M. 等[7]发现 pH 值、铁投加量和硝酸盐初始浓 度是影响硝酸盐反应常数的最主要因素,低 pH 值、高铁投加量和 高硝酸盐初始浓度得到反应速率常数越大,虽然反应级数有些波
On reconstruction of heat-supply and capacity expansion of gangue thermo-power plant of Jiulong Mine
YANG Jun-hui ( China Coal Handan Design and Engineering Co. ,Ltd Industry Building Part,Handan 056031,China) Abstract: According to the analysis of the reconstruction scheme for the heat-supply and capacity expansion of reconstruction of heat-supply and capacity expansion of gangue thermo-power plant of Jiulong Mine of Jizhong Energy Resource,the paper points out some heat-supply reconstruction ideas,and undertakes the technical and economic analysis,so as to enhance the heat-supply capacity,seek for the economic growth point, promote the economic benefits,promote the survival capacity of enterprises,and enhance the energy-saving and emission reduction. Key words: flue gas loss of boiler,gas depth cooling device,absorption heat pump,slag cooler,stream-water heat exchanger
催化还原法脱除水中硝酸盐的研究
催化还原法脱除水中硝酸盐的研究作者:彭勃何绪文来源:《科协论坛·下半月》2012年第11期摘要:目前,我国水体中的硝酸盐污染越来越严重,硝酸盐会引起婴儿高铁血红蛋白血症,还会生成具有致癌作用的亚硝胺类物质。
因此,急切需要开发去除水体中硝酸盐的方法,而化学催化还原法是目前最有前途的一种方法。
从催化还原法去除硝酸盐的原理、研究进展和存在问题等几方面进行了阐述。
关键词:硝酸盐催化还原法研究进展中图分类号:O643 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)011-060-021 前言随着人口增长和经济快速发展,人类生产和生活过程中产生大量含氮污染物,如氮素化肥的使用、污水灌溉、含氮工业废水的渗漏、生活污水和大气沉降过程中都会含有大量的含氮物质,打破了自然界中氮元素的正常循环,使自然界各种水体硝酸盐大大超标。
硝酸盐氮本身易被生物体吸收,也易排泄,不会构成直接危害,但它在人体低氧的环境中会还原成亚硝酸盐氮,亚硝酸盐会使血液中正常的血红蛋白氧化,不具有输送氧能力,使身体出现头晕、恶心、呼吸困难、乏力、腹泻等症状,甚至死亡。
另外,水体中的硝酸盐和亚硝酸盐还可以与胺、酰胺、氰胺类含氮有机物反应,生成具有致癌作用的亚硝胺基类物质。
1956年,我国华东地区就有了地下水被硝酸盐污染的报道。
另外,1995年张维理、田哲旭等对我国北方14个县市的地下水和饮用水情况进行调查,发现北方一些农村和城镇的地下水和饮用硝酸盐污染情况严重,主要是由于过度使用氮肥造成的。
2000年对太湖的水质情况调查发现,太湖中硝酸盐的污染情况严重,已对人类的身体健康情况构成了严重的威胁。
鉴于水体中硝酸盐污染的情况日益严峻,因此必须采取有效措施来控制、防治水体中硝酸盐的污染。
目前去除水体中硝酸盐氮的方法大致可以分为物理法、生物法和化学法,其中化学催化方法去除硝酸盐技术反应速度快,能适应不同反应条件,易于运行管理。
2 催化还原法去除水体中硝酸盐的原理水体中硝酸盐氮主要通过催化加氢来去除的,其反应机理主要是由Prusse等人提出的双金属催化还原机理。
铁基质自养反硝化去除水中硝酸盐污染物的研究 (1)
文章编号:1007‐2284(2014)11‐0059‐04铁基质自养反硝化去除水中硝酸盐污染物的研究王弘宇1,张惠宁1,吕 斌2,杨 开1(1.武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072;2.武汉纺织大学环境工程学院,武汉430072) 摘 要:传统的生物脱氮技术是通过投加有机碳源作为电子供体,利用异养反硝化微生物,经过硝化反硝化过程,将硝酸盐还原为氮气。
近年来以铁基质为电子供体的自养反硝化菌的发现,为生物脱氮领域引入了全新的概念和思路。
铁基质自养反硝化的实现是以NO-3作为电子受体,单质铁或Fe(Ⅱ)作为电子供体,通过微生物的氧化还原反应获取能量的新型代谢途径。
概述了目前国内外对铁基质自养反硝化菌的研究现状及反应机理,并就铁自养反硝化微生物应用于污水处理领域的前景进行了展望。
关键词:铁基质;自养反硝化;生物脱氮 中图分类号:X172 文献标识码:AResearchonNitrateRemovalbyFe-dependentAutotrophicDenitrificationBacteriaWANGHong-yu1,ZHANGHui-ning1,LÜBin2,YANGKai1(1.SchoolofCivilEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China;2.SchoolofEnvironmentEngineering,WuhanTextileUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:Thetraditionalbiologicalremovalofnitrateutilizesheterotrophicdenitrifyingbacteriathroughoutthenitrificationanddeni‐trificationstagestoconvertnitratetonitrogenwiththeextraorganicmattersastheelectrondonor.However,abrand-newconceptandmentalityforthebiologicalnitrogenremovalareintroducedwithseveralisolatedstrainsofFe-dependentdenitrifyingbacteriainrecentyears.ItisanewdiscoveryofmicrobialmetabolismthatmicroorganismsutilizeNO-3aselectronacceptorsandFeorFe(Ⅱ)aselectrondonorsandgetenergythroughthebiochemicalreactionforgrowth.Inthispaper,thecharacteristicsandmechanismsofFe(Ⅱ)-dependentautotrophicdenitrifyingbacteriaarereviewed,andprospectsofthesebacteriumarealsodiscussed.Keywords:Fe-dependent;autotrophicdenitrification;biologicaldenitrification收稿日期:2014‐02‐26基金项目:国家自然科学基金资助项目(51008239;51378400);湖北省自然科学基金资助项目(2013CFB289;2013CFB308)。
基于铁基质高效催化还原污水中硝酸盐氮的实验研究
污水为碱性条件时,NO–3-N 的去除率亦可达 86.13% 以上,且在碱性条件时无 NH +4-N 积累;原水中 NO–3-N 的浓度
变化 (20~70 mg · L-1) 对铁基质高效催化脱氮载体的脱氮性能影响较小, NO–3-N 去除率均达到 96.11% 以上。与
催化剂 A、B 和 C 相比,添加催化剂 D 的铁基质高效催化脱氮载体脱氮速率最快, NO–3-N 降解反应过程符合一级
质高效催化脱氮载体为污水中 NO–3-N 的脱除材料,探究不同铁基质催化活性、pH 和 NO–3-N 浓度等对污水中 NO–3N 去除的影响及机制。研究结果表明:添加催化剂 D 的铁基质高效催化脱氮载体可脱除 92.23% 的 NO–3 -N,调节
污水为酸性至中性条件时,其 NO–3-N 去除率均可达到 92.09% 以上,且氨氮 (NH +4-N) 积累量先升高后降低;当
Typical Pollutants Control and Water Quality Safeguard, Beijing 100044, China)
Abstract: It remains difficult to achieve effective nitrate removal with conventional biological nitrogen removal
catalyzed reduction
LI Desheng1,2, ZHANG Chao1, DENG Shihai1,2, HU Zhifeng1, LI Jinlong1, LIU Yuanhui1
(1 School of Civil Engineering, Beijing Ji, China; 2 Beijing Key Laboratory of Aqueous
氢气还原针铁矿制备的纳米铁去除硝酸盐的研究
气流速保持在 150 mL /m in, 分别 在 350、450、550、 650 下煅烧反应 6 h, 反应结束后继续通氢气, 待
管式炉冷却到室温时取出密封保存。
试验用地下水样由硝酸钾溶液配制而成。向锥
形瓶中加入 250 mL 含不同浓度硝酸盐的模拟水样,
调节不同的初始 pH 值, 称取不同量的纳米铁 ( 或普
酸盐的质量比为 40 1的条件下, 控制水样的初始 pH 值分别为 1、2、4、6、8, 考察 pH 值对硝酸盐去除
效果的影响。结果表明, 随着初始 pH 值的增大, 纳
米铁对硝酸盐的去除率逐渐降低。这说明纳米铁对
硝酸盐的还原是酸性驱动反应, 地下水的 pH 值越 低则越有利于单质铁与硝酸盐的反应。但在接近中
关键词: 针铁矿; 纳米铁; 硝酸盐; 地下水 中图分类号: TU991 文献标识码: C 文章编号: 1000- 4602( 2011) 03- 0074- 04
Study on N itrate R em oval w ith Nanoscale Z ero valent Iron P repared by H ydrogen Reducing Goethite
纳米零价铁去除水中硝酸盐氮研究进展
纳米零价铁去除水中硝酸盐氮研究进展
杨笑颜;余凡
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2024(53)6
【摘要】水中硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)的危害对人类健康和生态环境构成了严重威胁,纳米零价铁(nZVI)可以通过化学反应反硝化技术快速去除水中NO_(3)^(-)-N,但nZVI自身易团聚,表面活性颗粒不稳定,所以在NO_(3)^(-)-N还原过程中存在着氮气(N_(2))的选择性较低、NO_(3)^(-)-N去除率不理想的问题。
通过对nZVI 去除NO_(3)^(-)-N技术的归纳总结,探讨了nZVI在还原NO_(3)^(-)-N的基本原理,影响因素和提高去除效率和N_(2)选择性的改性方法。
通过负载纳米材料,表面活性剂及添加还原剂等,NO_(3)^(-)-N去除率和N_(2)选择性都会得到不同程度上的提高。
不同的改性方法对nZVI的改性效果不同,也决定了nZVI复合材料对
NO_(3)^(-)-N的去除作用及氮气选择性提升。
【总页数】3页(P136-138)
【作者】杨笑颜;余凡
【作者单位】华北水利水电大学环境与市政工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.零价纳米铁对地下水中硝酸盐去除的研究进展
2.改性硅藻土负载纳米零价铁去除水中硝酸盐氮
3.果胶负载纳米零价铁与纳米零价铁去除水中硝酸盐效果比较
4.纳米零价铁基材料去除水中硝酸盐污染的研究进展
5.生物炭零价铁去除水中硝酸盐氮影响因素探究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
铁基催化剂对水中硝酸盐的催化还原性能研究
铁基催化剂对水中硝酸盐的催化还原性能研究近年来,水污染已经成为了一个严重的全球性问题。
硝酸盐是水中常见的一种污染物质,对人体健康和生态环境都有一定的影响。
因此,研究硝酸盐的净化和去除问题变得越来越重要。
铁基催化剂作为一种新兴的催化材料,其在水中硝酸盐的还原方面表现出了一定的优势,值得深入研究。
一、铁基催化剂简介铁基催化剂是一种含有铁的化合物,其具有较高的催化活性和选择性,广泛应用于生产和环保等领域。
针对硝酸盐的还原,常用的铁基催化剂有零价铁、铁炭复合材料和纳米铁等。
零价铁作为一种传统的铁基催化剂,由于其较低的价格、易得性和催化效果等因素,被广泛应用于水处理领域。
零价铁的还原机理为电子转移反应,硝酸盐还原为氨气或氮气等无毒物质。
然而,零价铁催化的反应速率较慢,因此需要加入辅助催化剂来提高反应速率。
铁炭复合材料是将铁与活性炭等复合材料混合而成,具有较高的表面积和催化活性,可以大大提高反应速率,因此是一种较新型的铁基催化剂。
在环境领域的应用也取得了一定的成就。
纳米铁是将零价铁颗粒化后制成的材料,其具有分散性好、反应速率快等优点。
纳米铁的制备方法主要有零价铁还原和化学还原等方法。
二、硝酸盐的还原硝酸盐是指具有一个或多个亚硝基(-NO2)化合物的盐类或酸类。
硝酸盐在水中的存在对自然环境和人类健康都有影响,其中最重要的是硝酸盐对水中生物的毒性和氯化物、硫酸盐等物质的协同效应。
硝酸盐的还原是指将硝酸盐转化为亚硝酸盐、氮气、氨等无毒物质的过程。
硝酸盐还原可以通过生化作用和非生化还原两种方式进行,其中生化还原主要是细菌、藻类和真菌等生物的代谢过程。
而铁基催化剂在非生化还原方面发挥了很好的作用。
三、铁基催化剂在水中硝酸盐的催化还原方面的应用铁基催化剂可以通过电子转移反应、还原择一反应和还原捆绑成对反应等方式对硝酸盐进行催化还原。
其中电子转移反应是铁基催化剂还原硝酸盐的主要反应机制,反应方程式为:NO3- + Fe0 → NH3+ N2铁基催化剂的反应速率和还原效果受多种影响因素的影响,如pH值、温度、溶液中还原剂浓度和硝酸盐浓度等。
饮用水除铁除锰科学技术进展
饮用水除铁除锰科学技术进展饮用水是人类生活中不可或缺的重要资源,水质的好坏直接关系到人们的身体健康。
饮用水中的铁和锰等重金属物质却经常成为水质安全的隐患。
铁、锰超标会导致水质发黄、异味、沉积物堵塞管道等问题,严重影响人们的生活质量。
饮用水中铁和锰的去除一直是水处理领域的重要研究课题。
近年来,随着科学技术的不断进步,关于饮用水除铁和除锰技术也取得了长足的进展。
本文将围绕饮用水除铁和除锰的科学技术进展进行介绍,希望能够为改善饮用水质量提供一些参考和借鉴。
一、传统的饮用水除铁除锰方法在过去的一段时间内,为了解决饮用水中铁和锰超标的问题,人们主要采用物理、化学和生物等方法进行处理。
常见的方法包括氧化沉淀法、离子交换法、膜分离法等。
1. 氧化沉淀法氧化沉淀法是一种传统的饮用水处理方法,通过加入氧化剂使得水中的铁和锰被氧化成沉淀物,再通过过滤的方式将其去除。
虽然氧化沉淀法在一定程度上可以去除水中的铁和锰,但存在着操作成本高、沉淀物处理困难等问题。
2. 离子交换法离子交换法是利用有机或无机离子交换树脂对水中的铁、锰进行吸附和交换,将其去除的一种方法。
这种方法有效地解决了氧化沉淀法的沉淀物处理难题,但是树脂的再生和废水处理问题仍然存在。
3. 膜分离法膜分离法是通过超滤膜、反渗透膜等对水中的铁、锰进行截留和分离,使得铁、锰等有机物质无法通过膜孔,从而实现去除的方法。
膜分离法具有操作简便、无化学药剂添加等优点,但是也存在着膜污染、能耗高等问题。
除了传统的饮用水除铁除锰方法外,随着科学技术的不断进步,一些新兴的技术逐渐应用于饮用水处理领域,取得了一些新的进展。
高效氧化法是一种利用高效氧化剂对水中的铁、锰进行氧化的方法。
目前,常用的高效氧化剂主要包括臭氧、过氧化氢、高锰酸盐等。
这些高效氧化剂可以有效地将水中的铁、锰氧化成沉淀物,并且不会产生二次污染,因此在饮用水处理中得到了广泛的应用。
2. 生物除锰技术生物除锰技术是利用特定的细菌对水中的锰进行氧化和沉淀,从而实现去除的方法。
纳米铁系双金属复合材料还原水中硝酸盐氮
纳米铁系双金属复合材料还原水中硝酸盐氮摘要:利用液相还原法分别制备了纳米Fe0 、纳米Fe/ Ni 及Fe/ Cu 粒子,并在无氧条件下将其应用于水中硝酸盐污染物的去除研究,分别考察了负载量、硝酸盐初始浓度等条件对硝酸盐去除速率的影响,并对三种纳米材料还原硝酸盐的产物及反应机理进行了分析和讨论。
实验结果表明,铜负载量为5. 0 %的纳米Fe/ Cu 粒子(投加量为1. 5 g/ L) 在20 min 内对硝酸盐的去除率接近100 % ,反应过程中有大量亚硝酸盐产生,但随着反应的进行又逐渐消失,反应的最终产物主要为氨氮,占体系总氮的75 % ,另有25 %的氮损失;在纳米Fe0 与Fe/ Ni 粒子还原硝酸盐产物中,氨氮的转化率均为95 %以上。
纳米Fe/ Cu 粒子对产物的选择性优于Fe0 和Fe/ Ni 粒子。
关键词:复合材料;硝酸盐;纳米Fe0 ;纳米Fe/ Cu ;纳米Fe/ Ni ;脱硝Key words : composite material ; nit rate ; nano2scale Fe0 ; nano2scale Fe/ Ni ; nano2scale Fe/ Cu ;denit rification随着工农业的迅速发展,地下水中硝酸盐的污染已成为一个突出的环境问题,水中的硝酸盐在人和动物体内被转化为亚硝酸盐,从而导致高铁血红蛋白症,严重的可致死亡[122 ] 。
因此,开展地下水中硝酸盐氮修复技术的研究越来越受到关注。
目前,国内外用纳米铁来去除水体中的硝酸盐氮已成为环境修复研究中的一个热点,但是,对于脱硝的机理和产物选择性问题的研究还比较薄弱[ 324 ] ;同时纳米零价铁可快速还原地下水中的硝酸盐,但其产物主要为氨氮,只有很小部分硝酸盐可能被转化为氮气。
而大量文献研究表明[527 ] ,应用催化还原的方法可将大部分硝酸盐还原为氮气,为进一步提高纳米零价铁还原硝酸盐过程中对氮气的选择性,作者采用液相还原法在纳米铁制备的基础上制备了纳米Fe/ Ni 粒子及Fe/ Cu粒子,探讨NO-3 - N 转化为N2 的可能性,并比较了3 种纳米铁系粒子对硝酸盐氮的去除机理。
金属铁还原去除水中硝酸盐的研究
第3期2020年6月No.3 June,2020探究我国水资源污染情况及世界各国水资源污染情况可知,地下水中硝酸盐的污染已成为水资源污染的重要类型。
地下水资源一旦被硝酸盐污染,就会直接或间接危害人们的身体健康。
硝酸盐在水体中不断沉积和增加,会进一步导致新生儿患高铁血红蛋白症,进而影响国民幸福。
当前,硝酸盐污染水体问题已成为世界性环境问题。
如何借助现有的科学技术、物理措施甚至生物化学反应,进一步降低水中硝酸盐的质量浓度、确保区域民众生命财产安全是困扰环境保护学家的重要难题。
在此情况下,以金属铁还原去除水中硝酸盐的相关研究也就具备了不容忽视的重要理论意义和价值。
1 水中硝酸盐污染现状众所周知,在很长一段时间里,每年地球的实际固氮量都远远超过了反硝化所释放的氮元素质量浓度,这导致硝酸盐氮在底层土壤或地下水中不断积累,使自然界的各种水体硝酸盐质量分数大大超过了水体承受标准。
目前,世界范围内地下水硝酸盐的污染情况已越来越严重。
意大利的相关报道显示,尽管意大利国家政府及地方政府部门都在加大农业转型力度,旨在从农业入手,不断减少硝酸盐的实际排放量,但该国的硝酸盐仍旧是周围地区内的重要污染物之一,35%左右井水的实际硝酸盐质量浓度超过了50 mg/L ,远远超过了井水对硝酸盐的承载能力。
美国部分地区的地下水调查报告也指出,大部分区域的硝酸盐质量浓度超过了63 mg/L ,部分地区的硝酸盐质量浓度甚至超过了112 mg/L 。
与此同时,德国50%左右的农用井水的实际硝酸盐质量浓度超过了60 mg/L 。
欧美地区的部分水体硝酸盐实际质量浓度超标更加严重,亚洲地区同样如此,部分农业生产聚集地区的地下水水体硝酸盐质量浓度实际超标更加严重。
就我国现阶段水中硝酸盐的污染情况而言,由于硝酸盐无色无味且易溶于水,绝大部分农村甚至城市郊区居民长期饮用被硝酸盐严重污染的井水,并且不知道该井水已被污染,给民众的身体健康带来了极大威胁。
零价纳米铁对地下水中硝酸盐去除的研究进展
零价纳米铁对地下水中硝酸盐去除的研究进展罗伟;李颖【摘要】Nanoscale zerovalent iron (NZVI) has the advantages of wide raw materials sources, economic, strong reducibility and large specific surface area, so they have been widely used in removing nitrate in groundwater. This paper reviewed the latest research of this method, and analyzed and discussed the modification of NZVI, the improvement of the migration ability, the simulation the migration and reaction, the improvement of the proportion of nitrogen generation and the potential hazard to the environment. Finally the research direction of in-situ remediation of ground by NZVI in the future is put forward.%在去除地下水硝酸盐的污染中,由于零价纳米铁(NZVI) 具有来源广泛、价格低廉、较强的还原性及较大的比表面积等优点而得到广泛的研究及应用.具体介绍了这种方法的最新研究进展,分析讨论了零价纳米铁的改性、如何提高迁移能力、模拟迁移和去除的方法、提高去除后氮气生成比例以及对环境的潜在危害分析等,并提出未来零价纳米铁在地下水原位修复中的研究发展方向.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】6页(P174-179)【关键词】地下水;硝酸盐;零价纳米铁(NZVI)【作者】罗伟;李颖【作者单位】四川省环境保护科学研究院,成都 610041;四川省环境保护科学研究院,成都 610041;四川省环科院科技咨询有限责任公司,成都 610041【正文语种】中文【中图分类】X703水环境治理是环境治理的重点,而地下水污染治理又是水环境治理的重要方面。
纳米零价铁复合材料对硝酸盐的去除研究
第53卷第2期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 2 2024年2月 Liaoning Chemical Industry February,2024收稿日期: 2023-05-18纳米零价铁复合材料对硝酸盐的去除研究李冰璇(大连理工大学盘锦产业技术研究院, 辽宁 盘锦 124221)摘 要: 纳米零价铁可通过化学还原作用快速去除水中硝酸盐,反应过程中,由于纳米零价铁颗粒具有强烈的团聚倾向,会使得表面吸附位点减少,缩小了与污染物的接触面积,从而影响去除效率。
该文采用一种新的制备方法用碳微球对纳米零价铁进行负载不仅提高了其稳定性,有效提升了比表面积和分散性能,减少了聚合现象的发生,同时加入贵金属镍起到了一定的催化作用,能显著提升对硝酸盐的还原效率。
研究证明,这种负载型纳米零价铁镍双金属复合材料对水中硝酸盐具有很好的去除效率,在相同条件下,反应90 min,Fe-Ni 和Fe-Ni/AC 对硝酸盐的去除效率分别为78.68%和86.78%,而Fe-Ni/C 对硝酸盐的去除率为99.29%。
关 键 词:纳米零价铁; 硝酸盐; 改性; 负载; 去除效率中图分类号:TB331 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)02-0238-04由于农业施肥、污水灌溉及生活污水的排放等,使得硝酸盐(NO 3-)成为地下水中的主要污染物之一,硝酸盐作为有氧环境中最稳定的含氮化合物形式,在全球范围乃至我国已成为最普遍存在的环境问题[1-2]。
硝酸盐常用的修复技术有物理修复技术、生物修复技术、化学修复技术及多种方法组合应用技术。
物理修复技术是采用电渗析法、离子交换法、反渗透膜分离法和蒸馏法等物理过程将硝酸盐从地下水中分离和去除;异养反硝化、自养反硝化和混养反硝化技术是目前常用的生物修复技术;化学修复技术包括活泼金属还原法和催化还原法,因修复时间短、去除速率高得到了广泛应用[3-6]。
目前最常用的金属还原剂有铁、镁、铝、锌等,铁因生物毒性更小、价格更低廉、反应更迅速、操作更简便,纳米零价铁由于具有微小的粒径和较高的比表面积,使得其在地下水中有良好的分散性和迁移性,因而在硝酸盐修复领域受到了更深入的研究[7-8]。
纳米铁-微生物体系去除水中硝酸盐的柱实验研究
纳米铁-微生物体系去除水中硝酸盐的柱实验研究0 引言地下水的硝酸盐的污染己成为一个相当普遍的严重的环境问题[1-4]。
饮用水中的硝酸盐会导致胃癌、结直肠癌和淋巴瘤等癌症发病率升高。
目前常用的硝酸盐的去除方法有:离子交换、反渗透和电渗析等物理化学法以及生物反硝化法等。
物理化学法存在处理费用过高和脱除选择性差等问题;异养生物脱氮法存在需后续处理和反硝化速度慢等缺点;自养生物脱氮则需要提供H2 或硫化物等做电子供体[5]才能具有去除效果,但H2易爆且不易储存,这大大限制了该方法的施用。
近年来,利用纳米铁的高产氢性能[6-7],以纳米铁与水产氢为电子供体,将纳米铁与微生物耦合,去除水中的NO3-和ClO4- 等,成为研究的热点。
目前,国内外对纳米铁-微生物体系中纳米铁的添加剂量和菌种浓度等因素对NO3--N 的去除影响的研究取得了良好的效果,但多采用摇瓶实验来探讨去除污染物的效果[8-11],未有关于纳米铁微生物复合体系的柱实验研究。
只有弄清了该复合体系在柱实验中的适用性及各项参数,才能使该技术应用于实际场地进行污染修复成为可能。
基于此,本实验在前期研究[12]的基础上,利用石英砂为主要填充介质来构建柱反应装置,通过模拟岩层中地下水的流动,进行纳米铁的添加剂量、纳米铁-微生物的处理方式及水力停留时间(hydraulic retentiontime,HRT)等因素的研究,探讨柱实验的实验效果与基础参数。
1 材料与方法1.1 实验材料1.1.1 主要试剂实验所用试剂主要包括硫酸亚铁、硼氢化钾、聚乙二醇、无水乙醇、对氨基苯磺酰胺、氨基磺酸和酒石酸钾钠,试剂均为分析纯。
1.1.2 菌种实验中的微生物选择真养产碱杆菌,菌种购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。
接种到适合该菌生活的培养液中,置于30 ℃培养箱中备用。
培养液的组成成分NaHCO3、NaNO3 、KH2PO4 分别为15.000、 3.036、0.975 g,微量元素溶液10 mL,去离子水1 000 mL。
铁系复合材料的制备及去除地下水中硝酸盐氮的研究的开题报告
铁系复合材料的制备及去除地下水中硝酸盐氮的研究的开题报告一、研究背景及意义地下水资源是人类赖以生存的重要资源之一,其对人类生产和生活的贡献不可替代。
然而,随着人类活动的增长,地下水资源受到了严重的污染和破坏,其中硝酸盐氮污染占据了重要地位。
硝酸盐氮污染会导致水质恶化,致病菌滋生,同时对生态环境也造成了巨大的危害。
因此,寻求去除地下水中硝酸盐氮的有效方法和技术就显得非常重要和迫切。
铁系复合材料具有良好的吸附能力和可再生性,被广泛应用于环境污染治理领域。
本研究旨在通过制备铁系复合材料,探究其对地下水中硝酸盐氮的去除效果,并探讨其对水质的影响,为解决地下水污染提供一种新的途径。
二、研究内容1. 研究铁系复合材料的制备方法及物理化学性质;2. 探究铁系复合材料对地下水中硝酸盐氮的吸附效果,并分析其影响因素;3. 研究吸附后的材料的再生性能和重复使用效果;4. 探究铁系复合材料对地下水质的影响及其安全性评价。
三、研究方法1. 铁系复合材料的制备方法:采用沉淀法、共沉淀法等方法制备铁系复合材料,并对其物理化学性质进行表征。
2. 吸附实验:将制备好的铁系复合材料与含硝酸盐氮的地下水接触,并通过分析吸附前后溶液中硝酸盐氮的浓度变化,进而研究铁系复合材料的吸附效果。
3. 材料再生性能及重复使用试验:对使用后的材料进行再生试验,探究其再生性能及重复使用效果。
4. 分析地下水质的变化:分析地下水中其他物质含量的变化,以探究铁系复合材料对地下水质的影响。
四、预期研究结果及意义通过本研究,预期获得下列结果:1. 制备出一种具有高吸附效果的铁系复合材料;2. 探究铁系复合材料吸附地下水中硝酸盐氮的影响因素,并建立吸附模型;3. 探究铁系复合材料的再生性能及重复使用效果;4. 评估铁系复合材料对地下水质的影响及其安全性,并探究其应用前景和发展方向。
本研究的成果将为解决地下水污染问题提供一种新的途径,促进环境治理技术和方法的进一步发展和完善。
铁铜合金脱除硝酸盐氮的工艺研究
Abstract:Withtherapiddevelopmentofindustry,alargenumberofwastewaterdischargedfrom factoryproductionleadstoa gradualincreaseinnitratecontentinnaturalwater.Nitratecanbereducedtonitriteinhumanbody.Drinkingwaterwithexcessive nitratecontentforalongtimewillposeagreatthreattohumanhealth.Usingiron-copperalloyasreactantandcatalysttoconvert nitratenitrogenintonitrogenandasmallamountofnitrousnitrogeninwastewatercaneffectivelyreducethecontentofnitrate nitrogeninwastewaterandimprovethewaterquality.TheremovalrateofnitratenitrogenatdifferentpH,differenttemperature andtimewasstudied.Theexperimentalresultsshowthattheloadingrateofcopperis4% andpHis2atroomtemperature.The maximum removalrateofnitratenitrogenis94.79%. Keywords:nitratenitrogen;iron-copperalloy;dilutesulfuricacid;phenoldisulfonicacidspectrophotometry
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
图 1 Fe0 还原硝酸盐的可能途径
1. 2 反应机理
关于 Fe0 还原硝酸盐的不同动力学模型的著作已出版了许 多,根据硝酸盐氮 的 浓 度 计 算 有 零 级 反 应、一 级 反 应 和 假 一 级 反 应等,其中假一级反应是被认定最多的纳米 Fe0 还原硝酸盐氮的 动力学模型[4]。Fan 等[3]研究发现硝酸盐初始浓度越高,反应速 率常数越大,同时 也 随 着 铁 投 加 量 的 增 大 而 增 大,符 合 准 一 级 反 应动力学模型。J. M. 等[7]发现 pH 值、铁投加量和硝酸盐初始浓 度是影响硝酸盐反应常数的最主要因素,低 pH 值、高铁投加量和 高硝酸盐初始浓度得到反应速率常数越大,虽然反应级数有些波
用水中的硝酸盐浓度,联合国 1992 年修订的饮用水准则和美国
NH3 N2
EPA 饮用水标准均规定 NO3- -N 含量不得超过 10 mg / L,中国 2006 年 实施的新标准也规定饮用水中的 NO3- -N 最高浓度为 10 mg / L。
NO2-N
Fe0
NO3-N 水溶液
NH4-N
目前对饮用水硝酸盐去除技术的研究较多,主要可分为三大 类: 物化法、生物脱氮法和化学还原法。传统的饮用水处理工艺 ( 絮凝沉淀→过滤→氯气消毒) 对硝酸盐几乎无去除效果,常用的 物化方法( 如离子交换法、反渗透和电渗析) 费用较高且不能将硝 酸盐最终去除,而 生 物 法 虽 具 有 高 效 低 耗 的 特 点,但 是 其 硝 化 速 率慢、工艺复杂且 运 行 管 理 要 求 高,不 太 适 用 于 小 规 模 及 分 散 给 水处理。化学还原法从 20 世纪 90 年代开始受到研究者们的青 睐,包括金属还原 法 和 催 化 还 原 法,其 中 金 属 还 原 法 中 的 铁 还 原 法是近年来被研究最多的课题。
( 1. 浙江工业大学建筑工程学院,浙江 杭州 310014; 2. 嘉源给排水有限公司,浙江 嘉兴 314000)
摘 要: 在综述铁还原水中硝酸盐氮研究进展的基础上,重点对反应机理、反应条件因素进行了详细阐述,探讨了铁还原法今后的
研究发展方向,对提高硝酸盐的去除效率具有重要意义。
关键词: 硝酸盐氮,还原反应,零价铁,饮用水
铁还原法是化学还原法中的一种,利用 Fe0 作为还原剂将水 动,但整个还原反应还是能拟合 Eley-Rideal 动力学模型。
中的硝酸盐氮还原为氮气,其操作简单、反应速度快而受到许多 1. 3 吸附与解吸作用
学者的关注[3]。但是随着研究的深入,研究者发现 Fe0 还原硝酸
纳米 Fe0 与硝酸盐的反应是氧化还原与吸附作用同时存在的
中图分类号: TU991. 2
文献标识码: A
0 引言
地下水是全球许多地区主要的饮用水源,目前国内外地下水 硝酸盐污染普遍 存 在 且 日 益 严 重,其 含 量 呈 逐 年 上 升 趋 势,其 主 要污染原因有农 业 氮 肥 的 施 用、家 禽 粪 便 的 淋 滤 下 渗、污 水 灌 溉 及生活污水和工业废水的不合理排放等[1]。含高浓度硝酸盐的 饮用水给人们的 健 康 构 成 潜 在 威 胁,如 血 红 蛋 白 症 和 肝 癌、肺 癌 以及胃癌等多种癌症均与饮用水中高浓度的硝酸盐有着密切关 系[2]。因此,世界各国制定了相关标准和出台相关政策来限制饮
On reconstruction of heat-supply and capacity expansion of gangue thermo-power plant of Jiulong Mine
YANG Jun-hui ( China Coal Handan Design and Engineering Co. ,Ltd Industry Building Part,Handan 056031,China) Abstract: According to the analysis of the reconstruction scheme for the heat-supply and capacity expansion of reconstruction of heat-supply and capacity expansion of gangue thermo-power plant of Jiulong Mine of Jizhong Energy Resource,the paper points out some heat-supply reconstruction ideas,and undertakes the technical and economic analysis,so as to enhance the heat-supply capacity,seek for the economic growth point, promote the economic benefits,promote the survival capacity of enterprises,and enhance the energy-saving and emission reduction. Key words: flue gas loss of boiler,gas depth cooling device,absorption heat pump,slag cooler,stream-water heat exchanger
第 39 卷 第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 期 2013 年1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 39 No. 1 Jan. 2013
·95·
文章编号: 1009-6825( 2013) 01-0095-03
金 属 铁 还 原 去 除 饮 用 水 中 硝 酸 盐 的 研 究 进 展★
郭 敏1 沈卫民2 孙海平2 刘宏远1*
改变而改变,因此 Fe0 还原硝酸盐的机理到目前为止还未得到研 究者们的统一认定[4]。
1. 1 反应路径
Fe0 还原硝酸盐的产物可能是 NO2- ,NH4+ ,NH3 和 N2 ,而前两 种副产物在饮用水中是不希望出现的,这也正是此方法难以在去 除饮用水硝酸盐领域中得到广泛应用的最大限制条件。根据相 关文献表述,中性环境下纳米 Fe0 还原去除硝酸盐的反应有如图 1 所示的可能途径[5,6]。
盐 的产物比例主要取决于反应条件,其还原机理随着反应条件的 过程[8]。反应一开始由于纳米 Fe0 量较多,表面积浓度较大,吸附
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
[3] 王永强. 住宅集中热水供应系统的循环与节水[J]. 山西建
筑,2011,37( 8) : 122-123.