目前，我国水体富营养化日益严重，进一步加剧了水资源的短缺，严重影响着社会经济的发展和人民生活用水的基本保障。氮去除率不达标造成水体的富营养化是我国面临的最大挑战之一，已被我国政府高度重视。因此，加强污水中氮的处理，严格控制氮的排放量，就显得非常重要。海绵铁是内部含有海绵状孔隙的铁，具有还原性。海绵铁化学还原硝酸盐的现象很早就发现，其作为高效、经济的反硝化技术，相应研究与应用倍受关注，目前已经有很多课题组对海绵铁还原硝酸盐做了研究，并取得一定的成果。本试验使用海绵铁为还原金属，以一定浓度硝酸钾溶液为模拟废水，考察了溶液初始pH、海绵铁投加量、海绵铁粒径、原水浓度、海绵铁与沸石配比和反应时间等因素下，海绵铁与硝酸盐氮的反应产物及硝酸盐氮还原率以及反应机理。通过分析海绵铁与硝酸盐氮反应生成氨氮的数据，分析了反应动力学。试验结果表明：进水pH值低有利于氨氮的生成以及硝酸盐氮的还原。海绵铁投加量在0.75～2.25g范围内，硝酸盐氮去除率基本保持在41⁴5%，当投加量大于2.25g时，硝酸盐氮去除率随着投加量增加而明显降低。亚硝酸盐氮的产生量随海绵铁投加量的增加而增大。适宜的海绵铁投加量为1.5g。海绵铁粒径越小，硝酸盐去除率越高。适宜的粒径为2².5mm。原水浓度越大，亚硝酸盐氮生成量越多。原水浓度为4.41mg/L时，硝酸盐去除率最高，随着原水浓度的进一步增加，去除率成直线下降趋势。海绵铁：沸石=1:2时，硝酸盐去除率最大。沸石的添加有利于硝酸盐的还原。反应时间为75min时，硝酸盐氮去除率最大。反应机理：海绵铁与硝酸盐反应过程中，还原NO₃^-所需的电子是由Fe⁰提供的，金属表面的电子转移是主要的还原反应机理。海绵铁与硝酸盐氮反应生成氨氮的表观反应速率常数k_obs为14.59（mg/L）^1-n·s^-1，反应级数为n=-0.878。试验通过对海绵铁对污水中氮的形态转化的研究，确定了反应产物及硝酸盐氮的去除情况，初步探讨了反应机理及反应动力学。根据反应条件不同，硝酸盐还原产物为氨、氮气、亚硝酸盐。其中，氮气是最希望得到的还原产物，选择性获得氮气是今后主要的研究方向之一。在以后的试验中，需进一步研究海绵铁还原硝酸盐氮的反应路径，探讨反应机理，提高反应产物中氮气的比例；在单因素分析的基础上，采用最佳条件进行试验的优化；进一步研究沸石在该反应系统中的作用，明确沸石和海绵铁的联合作用对该反应的影响；研究该反应系统中，铁碳微电解的作用及对试验结果的影响。选择并优化反应条件，为进一步研究生成氮气的条件以及通过其他改进方法提高氮气的生成量研究做准备，为进一步提高脱氮效率提供理论依据，并逐步应用到实际的大规模污水处理中。