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• Yujia Song* •
Changchun University of Science and Technology, China
Corresponding author
• Shoufa Song •
Northeast Coal Industry Institute of Environmental Protection, China
Song, Y. & Song, S. (March-April, 2017). Kinetics and
influential factors of nanoscale iron-facilitated nitrate
nitrogen removal.
Water Technology and Sciences
(in Spanish),
8
(2), 93-103.
In this paper, a new nanoscale iron adsorbent was prepared
using the liquid phase reduction method. The effects of
the initial nitrate nitrogen concentration, pH, and reaction
temperature on the nitrate nitrogen removal efficiency of
the nanoscale iron were investigated. The experimental
results indicated that the initial nitrate nitrogen concentration
significantly affected the reaction rate, but not the removal
efficiency of the nanoscale iron. In addition, the optimal pH
for the removal of nitrate nitrogen was 2.0. As the temperature
increased, the nitrate nitrogen removal rate increased. A
pseudo-second-order kinetic equation, in which the nitrate
nitrogen concentration at reaction time
t
was used as the
initial concentration, was developed in order to determine the
reaction rate constant
k
at different temperatures. According
to the results, the maximum value of
k
(0.014 mg/(l/min))
was observed at 50°C. The reaction activation energy
Ea
was
approximately 17.18 kJ/mol. The reaction was primarily
influenced by the mass transfer. In a neutral solution, in this
case water, the reduction product of the nitrate nitrogen was
ammonia nitrogen.
Keywords
: Nitrate nitrogen, water pollution, reaction kinetics,
nanometer, adsorption.
ISSN 2007-2422
•
Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 2, marzo-abril de 2017, pp. 93-103
Kinet ics and inf luent ial factors of nanoscale
iron- faci l i tated ni trate ni trogen removal
Received: 31/10/2015
Approved: 07/04/2016
Song, Y. & Song, S. (marzo-abril, 2017). Cinética y factores
de influencia en la remoción de nitrógeno nítrico facilitada por
hierro a escala nanométrica.
Tecnología y Ciencias del Agua
,
8
(2), 93-103.
En el presente trabajo se preparó un nuevo adsorbente de hierro
a escala nanométrica empleando el método de reducción en fase
líquida. Se investigaron los efectos de la concentración inicial de
nitrógeno nítrico, el pH y la temperatura de reacción en la eficacia
de remoción de nitrógeno nítrico del hierro a escala nanométrica.
Los resultados experimentales indicaron que la concentración inicial
del nitrógeno nítrico afectó significativamente el índice de reacción,
pero no la eficacia de remoción del hierro a escala nanométrica.
Además, el pH óptimo para la remoción del nitrógeno nítrico fue de
2.0. Conforme se incrementó la temperatura aumentó el índice de
remoción de nitrógeno nítrico. Se desarrolló una ecuación cinética
de pseudo segundo orden, en la que la concentración de nitrógeno
nítrico en el tiempo de reacción
t
se usó como la concentración
inicial, con el fin de determinar la constante del índice de reacción
k
a
diferentes temperaturas. Según los resultados, el valor máximo de
k
(0.014 mg/ml(l/min)) se observó a 50 °C. La energía de activación de
reacción
Ea
fue aproximadamente de 17.8 kJ/mol. La reacción estuvo
influenciada principalmente por la transferencia de la masa. En una
solución neutral, en este caso agua, el producto de la reducción del
nitrógeno nítrico fue nitrógeno amoniacal.
Palabras clave
: nitrógeno nítrico, contaminación del agua, cinética
química, nanómetro, adsorción.
Abstract
Resumen
Introduction
Groundwater has become increasingly polluted
with nitrate nitrogen as a result of rapid industrial
and agricultural development. Nitrate pollution
increases the concentration of nitrogen in water,
resulting in eutrophication. In the human body,
nitrate is converted to nitrite, which is highly
toxic (Fan, Qu, Liu, & Meng, 2000; Kapoor & Vi-
raraghavan, 1997; Chew & Zhang, 1998; Michael
& Michellem, 2002). Therefore, the removal of ni-
trate from water is of great practical significance.
The methods currently used to remove NO
3
-
from
surface water primarily include ion exchange,
