废水中硝酸盐的含量逐年增加,氮元素含量远远超过了国家排放标准,地下水中硝酸盐的污染已成为一个相当重要的环境问题,且污染具有日益恶化的趋势,目前已引起人们的普遍关注。目前应用于地下水中硝酸盐去除的技术主要有生物反硝化、离子交换技术、膜分离和化学还原修复等技术,其中生物处理法高效低耗但必须进行后续处理;离子交换和膜分离等只是将硝酸盐污染物进行了浓缩或转移,并没有将其彻底去除;而在化学还原法的催化还原过程中需要以H₂作为还原剂,而H₂容易爆炸,不便于工程施用,Fe⁰因其廉价易得,被广泛用于还原地下水中的硝酸盐,但其产物主要为NH₄⁺-N,只有很小部分硝酸盐可能被转化为N₂。针对以上问题,采用液相还原法制备了Fe-Cu、Fe-Ag、Fe-Ni等铁系金属复合材料,利用XRD和SEM分析材料的表面形态和结构特点,并将材料用于实验室模拟硝酸盐氮废水中的还原脱除,改变废水的pH、材料用量、反应温度等实验条件,得到还原过程中的较佳工艺条件,并推测该脱硝方法可能的还原机理。结果表明,Fe⁰上所沉积的第二金属的种类和负载量均会影响脱氮反应还原产物的组成,Ag负载率为3%的Fe-Ag合金还原活性最高,反应60nim能去除90%的硝酸盐氮,氮气选择性接近20%,但是氨氮的生成率较大。另外在无缓冲剂控制溶液pH变化的条件下,无论Fe-Cu或是Fe-Ag复合金属材料在酸性溶液中都具有较高的脱除速率,且脱硝酸盐氮效率随pH值的提高而降低,说明铁系合金脱除硝酸盐是酸驱动反应;初始浓度为22.58mg-N/L的100mL硝酸盐溶液,Fe-Ag金属复合材料投加量为0.3g时,pH为2时,反应60min后硝酸盐去除率可达92%。另外,实验推测出双金属催化剂催化硝酸盐氮还原机理是一种典型的多相催化反应,催化活性或与表面形成双金属活性中心有关。并且考虑到今后材料的实际应用,尝试以硝酸盐污染的工厂废水作为脱硝反应处理对象,设计一个经济适用的废水脱硝工艺流程,并对其主要设备进行了工艺设计。