云玉攀，楊 鑫，李子富，周曉琴，白曉鳳，高瑞玲，王雪梅 （北京科技大學土木與環(huán)境工程學院，工業(yè)典型污染物資源化處理北京市重點實驗室，北京 100083）

催化還原法深度處理污水中硝態(tài)氮的研究

云玉攀，楊 鑫，李子富*，周曉琴，白曉鳳，高瑞玲，王雪梅 （北京科技大學土木與環(huán)境工程學院，工業(yè)典型污染物資源化處理北京市重點實驗室，北京 100083）

為有效降低城市污水處理廠出水硝態(tài)氮的含量，減輕氮素污染，依次進行了基礎性試驗和驗證性試驗.基礎性試驗以Fe0為還原劑，以配置的KNO3溶液為試驗用水對分別添加H+、Fe2+、Cu2+、Pd/Al2O3等后的脫氮效果進行了對比研究.試驗結(jié)果表明，系統(tǒng)pH值為2.1，F(xiàn)e2+、Cu2+投加量分別為1000mg/L時，系統(tǒng)均可獲得較好的脫氮效果，分別為92%、41%、61%，產(chǎn)物均以氨氮為主；當投加10g/L催化劑Pd/Al2O3，調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值為3.02時，系統(tǒng)脫氮率可達48%，且其產(chǎn)物以氮氣為主，副產(chǎn)物較少.在此基礎上，驗證性試驗以北京市某污水處理廠出水為試驗用水，對上述各方法的脫氮效果進行了試驗驗證，并對其可行性進行了分析.結(jié)果表明，在一定條件下，各方法均可達到理想的脫氮效果，其去除率分別可達到87%、36%、50%、46%.但綜合脫氮效果、產(chǎn)物分析、出水水質(zhì)等考慮，相比較而言，添加催化劑的化學催化還原法在去除污水中的硝態(tài)氮時具有更好的可行性.

污水處理；硝態(tài)氮去除；化學催化還原

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，水體中硝酸鹽污染已成為亟待解決的環(huán)境問題.污水中硝酸鹽的過量排放可直接造成水體的富營養(yǎng)化及水質(zhì)的下降，污染破壞生態(tài)環(huán)境，從而對人類的生產(chǎn)生活造成極大的影響.資料顯示，由于高含氮污水排放導致的地下水硝酸鹽污染已愈發(fā)嚴重，相當多地區(qū)硝酸鹽含量甚至已嚴重超標［1］，如美國、法國部分地區(qū)的地下水硝酸鹽濃度已達到 40～50mg/L，而我國有些地區(qū)的地下水硝酸鹽濃度甚至已超過100mg/L，遠高于規(guī)定的飲用水中硝態(tài)氮含量10mg/L［2］.

污水中氮素主要以氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮等形式存在.在我國，城鎮(zhèn)的生活污水及工業(yè)廢水排入外部環(huán)境前都需先經(jīng)過污水處理廠處理.污水廠主要通過生物法來脫氮.實際運行時，在生物反硝化階段，需要外加碳源，而受到污水水質(zhì)及處理工藝的限制，其處理效果不理想，出水硝態(tài)氮含量往往較高.根據(jù)調(diào)查［3］，某污水廠出水總氮（20.6mg/L）中80.6%以硝態(tài)氮的形式存在，氨氮僅占19.4%.

因此，采用何種技術有效降低污水廠出水硝態(tài)氮以減少氮素污染成為廣大學者亟需解決的難題.

目前，污水中硝態(tài)氮的去除方法主要有物化法、生物法及化學法［4-6］.其中，物化法主要包括離子交換、反滲透、電滲析等［7］，主要通過選擇性吸附及膜的選擇透過性等作用去除水體中的硝態(tài)氮.而生物法脫氮則是基于反硝化理論，即硝態(tài)氮在一定條件下，通過反硝化過程被轉(zhuǎn)化為氮氣而從水體中去除［8］.化學法則利用易被氧化的金屬或化合物將硝酸鹽還原為氨氮、氮氧化物或氮氣，從而達到脫氮目的［9］.化學法主要有活潑金屬還原法［10］與催化還原法［11］等.前者多以鋁、鐵等還原性較強的金屬單質(zhì)作為還原劑，將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨氮等其它形式的氮［12-13］.而催化還原法是以氫氣、甲酸等為還原劑，在特定催化劑作用下，將硝酸鹽氮還原為氮氣［14］.

物化法雖易于操作實施，處理效果好，但其不能徹底去除硝酸鹽，易造成二次污染，而且成本也較高.生物法脫氮真正意義上實現(xiàn)了氮從水體的去除，但作為尾水的深度處理，生化法工藝復雜，成本較高，且去除效果不穩(wěn)定.而化學法雖受到pH值影響，但由于操作簡單、處理周期短、處理效果穩(wěn)定等仍受到廣大學者的關注［15］，尤其是催化還原法，理論上還原劑在適宜催化劑作用下，可將水體中大部分硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣，這為真正去除污水中硝態(tài)氮，減少氮素污染提供了可能.

綜合以上考慮，本文以去除污水中硝態(tài)氮作為出發(fā)點，以化學催化脫氮的相關理論為指導，以 Fe0為還原劑，通過添加不同化學試劑，依次進行了基礎性試驗和驗證性試驗.本文首次提出了應用Fe0+催化劑的化學催化還原法處理污水廠尾水中的硝態(tài)氮，并對其技術的可行性進行了深入探討分析.

1　材料與方法

1.1試驗儀器與試劑

試驗儀器：恒溫振蕩器、紫外/可見分光光度計、馬弗爐、真空干燥箱、高壓滅菌鍋、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、pH計等.

試驗藥劑：試驗所采用的試劑除特殊說明外，均為分析純.還原性鐵粉、KNO3、FeSO4·7H2O、CuCl2·2H2O、NaBH4、HCl、Al2O3、PdCl2.

1.2試驗方法

1.2.1基礎試驗 用 KNO3試劑配置所需試驗用水，硝態(tài)氮濃度為20mg/L.取100mL該溶液于250mL錐形瓶中，而后分別加入一定量的還原劑和相關試劑，放入恒溫振蕩器于250r/min條件下反應2h.具體方案如下：

（1）投加還原性鐵單質(zhì)Fe0，調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值；（2）投加Fe0，加入不同量的FeSO4·7H2O；（3）投加Fe0，加入不同量的CuCl2·2H2O；（4）投加Fe0，加入不同量的催化劑Pd/Al2O3.

根據(jù)最終的脫氮效果，確定各方案的最佳反應條件，包括：Fe0投加量、Fe2+、Cu2+的投加濃度、催化劑的投加量、系統(tǒng)pH值等，為后續(xù)的可行性研究打下基礎.

1.2.2驗證試驗 為探討化學法去除污水中硝態(tài)氮的可行性，選取北京市某污水處理廠的出水作為試驗用水.用水水質(zhì)如表1所示.

表1　試驗用水水質(zhì)Table 1 water quality for test

根據(jù)上述基礎試驗的結(jié)果，選取各方案的最佳反應條件，而后以污水處理廠的出水為試驗用水，在最佳反應條件下進行驗證性試驗.根據(jù)試驗結(jié)果，綜合多方面因素，對各方案用于污水脫氮的可行性進行分析探討，為實際應用提供理論依據(jù).

2　結(jié)果與討論

2.1基礎試驗

基礎試驗以實驗室配制的硝酸鉀溶液為試驗用水，以還原性鐵粉（Fe0）為還原劑，為方便對比試驗效果，各方案的Fe0投加量均為5g/L，而后分別投加不同量的 H+、Fe2+、Cu2+及 Pd/Al2O3，根據(jù)試驗效果選取各方案的最佳操作條件.試驗結(jié)果如下.

2.1.1投加Fe0+H+由表2可知，當系統(tǒng)pH值為2.1時，硝態(tài)氮去除率達到92%，而未調(diào)pH值時（pH值為7.1），其去除效率較低，僅為6%.系統(tǒng)在酸性條件下對水體中硝態(tài)氮的去除效率較高，這和Chen等［16］的研究結(jié)果一致.另外，隨著反應的進行，系統(tǒng)中H+被消耗，pH值呈現(xiàn)上升的趨勢.由圖1可發(fā)現(xiàn)，反應的最終產(chǎn)物主要以氨氮為主，還有少量的亞硝態(tài)氮和氮氣.王迪使用還原鐵粉去除水體中的硝態(tài)氮時也發(fā)現(xiàn)，pH值是影響硝態(tài)氮去除效率的關鍵，其最終產(chǎn)物主要以氨氮為主［17］.

表2　系統(tǒng)pH值對去除效果的影響Table 2 Effect of pH onremoval

表2　系統(tǒng)pH值對去除效果的影響Table 2 Effect of pH onremoval

反應前pH值去除率（% ）反應后pH值2.1924.63.3705.94.1456.55.2256.96.3117.47.167.8

圖1　pH值對氨氮和亞硝態(tài)氮生成量的影響Fig.1 Effect of pH on production ofand

從原理分析，單質(zhì)鐵在與硝酸鹽反應的過程中，會消耗大量的氫離子.由反應方程式［18］可以發(fā)現(xiàn)，理論上，系統(tǒng)在酸性條件下，利于化學反應順利進行，使硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氨氮、氮氣及亞硝酸鹽氮等物質(zhì)，從而提高硝酸鹽的去除率.

2.1.2投加 Fe+Fe2+由表 3可知，F(xiàn)e2+投加濃度為1000mg/L時，硝態(tài)氮的去除率達到41%，投加濃度增至1200mg/L時，硝態(tài)氮去除率增加不大，僅為46%.系統(tǒng)反應后，pH值維持在6～8.根據(jù)圖 2所示，反應產(chǎn)物仍主要以氨氮為主，其生成量為 0.6～8.1mg/L，亞硝態(tài)氮的生產(chǎn)量總體較低，其生成量為 0.03～0.33mg/L.從原理分析，F(xiàn)e0主要作為電子供體，NO3-作為電子受體，其參與的反應如下：

表3　Fe2+濃度對去除效果的影響Table 3 Effect of Fe2+concentration onremoval

表3　Fe2+濃度對去除效果的影響Table 3 Effect of Fe2+concentration onremoval

投加濃度（mg/L）去除率（%）反應后pH值20096.6400146.9600237.2800316.91000417.31200467.4

圖2　投加濃度對氨氮和亞硝態(tài)氮生成量的影響Fig.2 Effect of Fe2+concentration on production ofand

由上述反應方程式不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)反應過程中伴隨 H+的消耗和產(chǎn)生.通過試驗測定，反應前后，系統(tǒng)的pH仍維持在7左右，差別不大.反應結(jié)束后，有黃色沉淀物生成，通過對生成物的XRD測試分析，其為Fe3O4.有資料認為［19］，在反應過程中，鐵表面生成的Fe3O4有較低的電阻，是很好的半導體. Xu等［20］研究發(fā)現(xiàn)，在Fe0還原硝態(tài)氮的反應中，系統(tǒng)pH值中性條件下，一定量的Fe2+能增加鐵表面的腐蝕，同時產(chǎn)生 Fe3O4和 H+.Fe3O4一定程度上能夠促進電子從供體 Fe0到受體的轉(zhuǎn)移，從而加速硝態(tài)氮的還原，促進硝酸鹽氮的去除效率.而 Fe2+過量可能會包裹于 Fe0表面，形成膠狀物質(zhì)，減少Fe0的反應活性.因此，F(xiàn)e2+選取的適宜投加濃度為1000mg/L.

2.1.3投加Fe0+Cu2+由表4發(fā)現(xiàn)，隨著Cu2+投加濃度的增加.硝態(tài)氮的去除率逐步升高.當Cu2+投加濃度為 100mg/L時.硝態(tài)氮的去除率僅為15%左右，投加濃度增至 1000mg/L時，去除效果有一定程度的提高，去除率達到61%，投加濃度為1250mg/L時，其去除率增加不太顯著，僅為64%.另外，在試驗中我們發(fā)現(xiàn)，隨著不同濃度Cu2+的投加，系統(tǒng) pH值均出現(xiàn)下降趨勢.究其原因，CuCl2·2H2O是強酸弱堿鹽，在系統(tǒng)中易發(fā)生水解，導致系統(tǒng) pH值降低.由上面試驗可知，低pH值有利于系統(tǒng)的反應，促進硝態(tài)氮的去除.而且隨著反應的進行，系統(tǒng)H+有消耗，系統(tǒng)pH值又有上升，維持在7～9范圍內(nèi).由圖3可知，系統(tǒng)反應完全后，其產(chǎn)物主要以氨氮為主，其生成量為1.2～11.1mg/L，亞硝態(tài)氮生成量較少，其生成量為0.02～0.41mg/L.

表4　Cu2+濃度對去除效果的影響Table 4 Effect of Cu2+concentration onN removal

表4　Cu2+濃度對去除效果的影響Table 4 Effect of Cu2+concentration onN removal

投加濃度（mg/L）去除率（%）反應后pH值100157.3250217.4500327.3750457.51000617.91250648.3

從原理分析，F(xiàn)e0還原性較好，在反應中相當于電子供體［21］，其失去電子，從而觸發(fā)硝態(tài)氮的氧化還原.而反應中 Fe0會與 Cu2+發(fā)生氧化還原反應，生成的單質(zhì)銅會附著于鐵表面，一定程度上起到催化劑的作用，加速反應過程中電子的轉(zhuǎn)移，從而促進系統(tǒng)中硝態(tài)氮的氧化還原，而系統(tǒng)酸性條件則有利于 Fe0失去電子.另一方面，溶液中硝態(tài)氮會首先擴散并吸附于銅界面的活性吸附位，而后在催化作用下，硝態(tài)氮發(fā)生脫氧反應，逐步被去除，同時伴隨氨氮及氮氣的產(chǎn)生.

圖3　Cu2+濃度對氨氮和亞硝態(tài)氮生成量的影響Fig. 3 Effect of Cu2+concentration on production ofand

2.1.4投加Fe0+ Pd/Al2O3由表5發(fā)現(xiàn)，當催化劑的投加量為3g/L時，硝態(tài)氮去除率為29%，投加量增至15g/L時，去除率增至53%.對反應前后pH值測定發(fā)現(xiàn)，pH值較反應前有所增加，這是因為反應過程中，有一定量的OH-生成.另外通過與不調(diào)節(jié)pH值的去除率對比，酸性條件下，系統(tǒng)硝態(tài)氮去除效果更好，而系統(tǒng)不調(diào)pH值時，硝態(tài)氮去除率有限，僅為 10%左右，基本未發(fā)生反應.因為，酸性條件一方面可防止鐵的氧化，另一方面可提供催化反應所需的活性 H，從而有效推進催化反應的發(fā)生.由圖4發(fā)現(xiàn)，隨催化劑投加量的增加，系統(tǒng)生成的氨氮及亞硝態(tài)氮量也逐步增加，分別在0.4～2.6mg/L及0.01～0.26mg/L內(nèi).為探究氮的轉(zhuǎn)化形態(tài)，我們對系統(tǒng)總氮進行了測定，并由此推斷，去除的硝態(tài)氮中約70%左右被轉(zhuǎn)化為了氮氣.

表5　催化劑投加量對去除效果的影響Table 5 Effect of catalyst dosage on removal

表5　催化劑投加量對去除效果的影響Table 5 Effect of catalyst dosage on removal

注：反應的pH值為3.02，括號內(nèi)為未調(diào)節(jié)pH值（7.1）的去除率

投加量（g/L）去除率（%）反應后pH值329（7）7.4538（9）7.81048（11）8.21553（12）8.4

至今為止，化學催化法去除硝酸鹽的反應機理還不是很清楚，但普遍認為反應的發(fā)生是通過多個步驟完成的.催化劑催化脫氮過程是一個典型的多相催化反應.在反應中，F(xiàn)e0作為電子供體在酸性條件下失去電子，而電子則可結(jié)合系統(tǒng)中的H+成為活性H，反應方程式如下：

圖4　投加量對氨氮和亞硝態(tài)氮生成量的影響Fig.4 Effect of dosage on the production ofand

生成的活性H易被吸附于催化劑金屬表面，水體中的硝態(tài)氮可與其逐步發(fā)生脫氧反應，從而被還原去除，主要的反應方程式如下：

NO被認為是脫氧反應的關鍵中間產(chǎn)物.反應過程中，催化劑金屬表面吸附的H可與O反應生成OH-，而NO則可與H生成NH，而后與另外的H結(jié)合生成，或者與另外一個NH生成.硝酸鹽的催化還原反應機理示意圖如下所示.

由圖5發(fā)現(xiàn)，在催化劑作用下，通過向系統(tǒng)添加還原性鐵（Fe0）和H+，理論上存在將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣的可能.而在反應中，適宜的催化劑及 H+濃度對提高氮氣轉(zhuǎn)化率尤為重要.適宜的H+濃度有助于H的生成，從而促進硝態(tài)氮的選擇性還原；而催化劑一方面可加強電子的轉(zhuǎn)移，并激發(fā) H2O中的氫產(chǎn)生H［23］，另外，其還能選擇性的促進硝態(tài)氮向氮氣反應的發(fā)生，提高氮氣的轉(zhuǎn)化率.

通過以上幾組試驗對比，我們發(fā)現(xiàn)以 Fe0作為良好的還原劑，而后通過調(diào)節(jié)系統(tǒng) pH或分別添加 Fe2+、Cu2+等，雖然一定程度上可達到去除部分硝態(tài)氮的目的，但其反應只是發(fā)生了氮形態(tài)的不同轉(zhuǎn)化（多轉(zhuǎn)化為氨氮），N仍停留在水體中.但采用Fe0+Pd/Al2O3的方法，在一定條件下，其硝態(tài)氮可大部分轉(zhuǎn)化為氮氣，從而真正意義上實現(xiàn)了水體中硝態(tài)氮的去除.

圖5　催化還原脫氮反應機理Fig.5 Hypothetical mechanism of catalytic nitrate reduction

2.2驗證試驗

通過基礎試驗選取了各方案的最佳運行條件，而后以北京某城市污水廠出水為試驗用水，對以上各方法進行驗證試驗.經(jīng)測定污水濃度為12.7mg/L濃度為0.1mg/L，TN濃度為 16.9mg/L，NH4+-N濃度為3.3mg/L.試驗結(jié)果見表6.

表6　驗證性試驗結(jié)果Table 6 Experimental results of proving tests

2.2.1脫氮效果 A組硝態(tài)氮去除率較高，達到87%，但出水 pH較低，若正常排放需進行后續(xù)處理.B組效果相對較差，僅為 36%.四組中，相比于基礎性試驗的單純?nèi)芤悍磻?，采用污水后的試驗脫氮效果略有下?可能是因為，污水水質(zhì)（如水體中的相關有機物、懸浮物、陰陽離子等）對反應造成了一定程度的影響，而C組和D組，其去除效果相當，去除率均在50%左右.

2.2.2產(chǎn)物分析 前 3組硝態(tài)氮大都轉(zhuǎn)化為氨氮，造成了二次污染，實際中若直接排放還需對氨氮及總氮進行處理（均超過一級 A排放標準5mg/L，15mg/L），增加了處理成本.而采用催化劑催化去除硝態(tài)氮，合理選擇還原劑和催化劑可將大部分硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣，一定程度上實現(xiàn)了氮素從水體中真正意義上的去除.

2.2.3最終水體的物理特性 前 3組由于添加了相關的試劑，反應完全后，水體較渾濁，色度很高，不能直接排放，需進行混凝處理，處理成本較高.相比較而言，本試驗所采用催化劑穩(wěn)定性較好，而且反應完全后，水體不致較渾濁，色度不高.

通過對 4組方案去除污水中的硝態(tài)氮的可行性分析發(fā)現(xiàn)，4種方法中，D組的化學催化法去除污水的中硝態(tài)氮時有更好的可行性.另外，應用化學催化法脫氮時，還原劑及催化劑的選取是能否取得良好脫氮效果的關鍵.還原劑可誘導催化反應的發(fā)生，而催化劑則對反應的發(fā)生起到了關鍵的引導和催化作用.催化劑有一定的催化活性和選擇性.催化活性可由硝態(tài)氮的去除效率表征，而選擇性可由生成的氨氮或氮氣來衡量.因此，在保證一定的催化活性條件下，如何選取載體和催化組分以保證催化劑有較好的選擇性，從而使系統(tǒng)硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣，將是以后研究的重點.

2.3化學催化法脫除污水中硝態(tài)氮的影響因素

2.3.1催化劑性質(zhì) 催化劑的性質(zhì)對其活性和選擇性起著至關重要的作用.催化劑由催化活性組分和載體構成. Hoerold等［24］對多種金屬試驗研究后發(fā)現(xiàn)，Pd金屬的活性和選擇性最高.另外，催化劑的活性組分含量一定程度上會影響催化效果.本文僅對 Pd催化劑進行了初步探索研究，后續(xù)還將對更多的金屬催化劑進行深入系統(tǒng)的研究，本試驗中Pd催化劑的設計負載量為5%，催化劑可通過浸漬法獲得.而在二元催化劑中，助催化劑的添加一定程度上可改善其催化性能.研究發(fā)現(xiàn)，在主催化劑中（如Pd）分別添加Sn、In、Cu等金屬，催化效果均可得到明顯改善［25］.

2.3.2水體中的離子 與硝酸鹽配成的水溶液相比，處理實際污水時，催化劑的活性和選擇性都有不同程度的下降.其原因在于，污水水質(zhì)組成對催化劑催化脫氮的活性和選擇性有不同程度的影響，如水體中陽離子可影響硝酸根和氫氧根在水中的遷移速度，而陰離子則可與硝酸根競爭表面吸附或活性位置，在催化劑表面形成沉淀或污垢，降低催化劑的有效表面積［26］.Pintar等［27］研究后發(fā)現(xiàn)，具有和硝態(tài)氮類似結(jié)構，會與其發(fā)生競爭吸附，降低催化劑的活性和選擇性，而Ca2+、Mg2+則不會對其產(chǎn)生明顯的影響. Lemaignen［28］也提出與同樣存在競爭吸附，會降低硝態(tài)氮的去除效果.

2.3.3水體的DO及pH值 水體中的DO一定程度上也會影響硝態(tài)氮的去除效果.污水經(jīng)過生物處理后，水體中會有一定量的DO存在，一方面，氧通過與硝態(tài)氮爭奪電子而抑制其還原；另一方面，其一定程度上會導致銅等金屬催化劑及鐵等還原劑被氧化，降低脫氮效果［29］.為消除DO的不利影響，可適當調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值，使系統(tǒng)維持在酸環(huán)境，其既能防止還原劑及催化劑被氧化，又能提供催化反應所需的活性H，有效維持系統(tǒng)的pH值平衡.

2.3.4其他因素 溫度對反應速率有一定的影響，升高溫度能有效打破硝酸鹽還原反應中的能量壁壘，提高硝酸鹽還原的反應速率［30］.實際工程中在常溫下，還原反應同樣能發(fā)生，因此不需要提高溫度.另外，化學催化脫氮是一個異相催化還原過程，主要發(fā)生在催化劑的表面，因此，若保證良好的去除效果，還需使催化劑的活性表面與溶液內(nèi)部保持良好的傳質(zhì)效果，如加強攪拌、使用粉末狀催化劑、添加酸性物質(zhì)等.

3　結(jié)論

3.1基礎性試驗以配制的KNO3為試驗用水.系統(tǒng) pH為 2.1值時，硝態(tài)氮去除率可達 92%；當Cu2+、Fe2+投加濃度為1000mg/L時，去除率達到61%和41%；Pd/Al2O3投加量為10g/L時，硝態(tài)氮去除率達到48%.就產(chǎn)物而言，當向系統(tǒng)分別投加H+、Fe2+、Cu2+時，產(chǎn)物均以氨氮為主，亞硝態(tài)氮及氮氣次之；投加Pd/Al2O3時，其產(chǎn)物主要以氮氣為主，伴有少量氨氮及亞硝態(tài)氮.

3.2驗證試驗以北京某城市污水廠出水為試驗用水.通過對去除效果、產(chǎn)物分析、最終水體的物理特性等方面綜合考慮，4種去除污水中硝態(tài)氮的方法中，添加催化劑的化學催化法有更好的可行性. 3.3 實際應用中，催化劑性質(zhì)、污水中的陰陽離子、污水的DO及pH值等都將直接或間接影響硝態(tài)氮的去除效果.因此，用催化還原法去除污水中硝態(tài)氮時應控制好反應條件，綜合考慮多方因素選擇合理方案.

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Study on advanced treatment for removing nitrate in wastewater through chemical catalytic reduction.

YUN Yu-pan， YANG Xin， LI Zi-fu*， ZHOU Xiao-qin， GAO Rui-ling， WANG Xue-mei （Beijing Key Laboratory on Resource-oriented Treatment of Industrial Pollutants， School of Civil and Environmental Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China）.

China Environmental Science， 2015，35（11）：3310～3316

In order to effectively reduce the concentration ofin the effluent of the municipal wastewater treatment plant， the basic experiments and proving tests were conducted in order. The KNO3solution prepared was sampled for evaluatingremoval efficiency by adding H+、Fe2+、Cu2+and Pd/Al2O3，respectively. Results showed that certain removal performances could get （92%、41%、61%）， when the pH was 2.1， or with the dosage of 1000mg/L for Fe2+and Cu2+，respectively； one thing we could not neglect was thatdominated in the products. However， 48% removal efficiency could be reached and N2was predominant in the products with dosage of 10g/L of the catalysts （Pd/Al2O3） and pH of 3.02. The effluent of the wastewater treatment plant was used for the proving tests. It can be concluded that under certain condition，ideal efficiency could be obtained through the above mentioned ways. Taking nitrate removal efficiency， byproducts， water properties into consideration， the chemical catalytic reduction of nitrate in wastewater could be more practicable.

wastewater treatment；nitrate removal；chemical catalytic reduction

X703.1

A

1000-6923（2015）11-3310-07

2015-04-10

* 責任作者， 教授， zifulee@aliyun.com

云玉攀（1985-），男，河北石家莊人，北京科技大學博士研究生，主要從事水污染控制方面研究.