17.利用納米鐵粉及生物技術(shù)除去廢水中的氮是當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域重要的研究課題。
Ⅰ.納米鐵粉可用于去除廢水中的硝態(tài)氮(以
表示),反應(yīng)原理如圖1所示。
(1)液相還原法制備納米鐵粉:采用硼氫化物如KBH
4、NaBH
4等與鐵離子(Fe
2+、Fe
3+)混合反應(yīng)。NaBH
4(B為+3價,pH=8.6)溶液還原Fe
2+,除生成等物質(zhì)的量的納米鐵粉和一種氣體外,還生成B(OH)
3。寫出該反應(yīng)的離子方程式
。
(2)有研究發(fā)現(xiàn),在鐵粉總量一定的條件下,水中的溶解氧過多不利于硝態(tài)氮去除。其原因是
。
(3)利用納米鐵粉與活性炭可提升硝態(tài)廢水中硝態(tài)氮的去除效率??刂萍{米鐵粉與活性炭總質(zhì)量一定,反應(yīng)時間相同,測得廢水中硝態(tài)氮殘留率與混合物中
的關(guān)系如圖2所示,
過大和過小都會導(dǎo)致硝態(tài)氮殘留率上升,但方向1上升幅度小于方向2,硝態(tài)氮殘留率呈現(xiàn)如此變化的原因是
。
Ⅱ.Fe
2+能提高厭氧氨氧化菌生物活性,加快生物轉(zhuǎn)化硝態(tài)氮生成氮氣的速率。某科研小組利用厭氧氨氧化菌與納米鐵粉相結(jié)合的方法去除廢水中的硝態(tài)氮。
(4)保持其他條件相同,在不同的溫度下進(jìn)行脫硝,測定廢水中硝態(tài)氮的去除率與含氮產(chǎn)物的產(chǎn)率如圖3所示。與60℃相比,80℃時產(chǎn)物產(chǎn)率變化的原因是
。?
(5)厭氧氨氧化菌將
轉(zhuǎn)化為N
2的可能機(jī)理如圖4所示,其中虛線框中物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程可描述為
。