由于工业含氮废弃物的排放,以及农业氮素化肥的大量使用,近年来由硝酸盐和亚硝酸盐引起的水体污染日益严重。大量硝酸盐进入水体会引起水体的富营养化,摄入人体内的硝酸盐经还原后生成具有致癌作用的亚硝酸盐,并引起中毒症状。去除水体中硝酸盐和亚硝酸盐常用的物化处理方法有离子交换、电渗析、蒸馏和反渗透等,这些方法能耗较高,处理效率低,容易引起二次污染。电容去离子技术（CDI）是一种借鉴超级电容器双电层储能性质的静电除盐技术,该技术具有操作简便,运行维护成本低,清洁节能环保的优点,在海水淡化、工业废水处理等方面应用前景广阔。展开对CDI活性炭电极材料的改性研究,并尝试利用CDI技术用于处理硝酸盐、亚硝酸盐废水,在水体“三氮”污染事件频发的今天,具有重要的理论和实践意义。论文利用活性炭为电极原料,泡沫镍为基底,制备活性炭电极并组成CDI装置,研究装置构造、电极对数和间距对电吸附效果的影响,探讨装置在不同工作电压和进水流量下去除硝酸盐和亚硝酸盐的电吸附潜能和能耗,并研究在背景离子条件下装置对混合离子的电吸附特性;同时,利用磷酸在一定实验条件下对活性炭进行改性,改变活性炭的表面理化性质和孔径结构,对比改性前后电极对硝酸盐、亚硝酸盐的电吸附效果,研究改性前后电极的循环再生性能和电流效率。电容去离子装置的电吸附效果由电极材料特性（比表面积、孔径结构、表面理化性质）、装置构造（电极对数、电极间距、组装方式）和操作条件（电压、流量、进水浓度）共同决定。活性炭电极单位质量电吸附容量是石墨电极的11.47倍,单一电吸附模块在电极间距为1.0 mm,电极对数为9对时,采用折线推流过水方式,可以有效提高装置的电吸附性能,电压和进水浓度影响电极表面双电层厚度,流速对双电层的稳定性造成影响。经过磷酸改性后,活性炭比表面积增加10.71%,介孔比例提高,总孔容由0.900cm3/g提高到1.038 cm3/g,含氧官能团增多,活性炭表面亲水性和润湿性提高,电极比电容量提高11.70%。电极改性后对NO₃^-的比电吸附容量提高了22.26%,去除NO₃^-和NO₂^-时电流效率提高,单位能耗降低;背景离子（Cl-）的存在会竞争电极表面的电吸附位点,降低电极对NO₃^-和NO₂^-的电吸附效果。活性炭经过磷酸改性后比表面积提高,较高比例的介孔降低了带电离子向电极表面的迁移阻力,电极电吸附/脱附周期缩短,电极循环再生性能提高。