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针对以零价铁为填充介质的可渗透性反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术在修复地下水硝酸盐污染的过程中副产物生成量过多的问题,论文以人工配置的含硝酸盐的微污染水为研究对象,采用静态试验的方法,探索各种因素对海绵铁降解硝酸盐效果的影响,并利用动态试验的方法,分析海绵铁及其组合材料对硝酸盐的降解效果及其副产物生成率的影响,确定最佳组合材料。在此基础上,进一步探索主要因素对最佳组合PRB降解硝酸盐的影响,建立其动力学方程,计算出动力学参数,揭示组合材料在PRB中降解硝酸盐的机理。静态试验表明,用酸预处理海绵铁、降低pH值和NO3--N初始浓度、升高反应温度及添加活性炭均有利于NO3--N的去除;海绵铁还原NO3--N符合准一级动力学方程,反应速率常数Kobs随NO3--N初始浓度的增加而减小。PRB动态试验研究结果显示,海绵铁柱对NO3--N去除效果较好,但氨氮生成量占NO3--N还原量百分比最大可达98.6%;在运行期间,海绵铁+活性炭与海绵铁+活性炭+沸石反应柱去除NO3--N的效果好于海绵铁+沸石与海绵铁+河砂反应柱,但是海绵铁+活性炭反应柱与海绵铁+河砂反应柱出水中的氨氮生成率均较大;从出水中“三氮”含量综合考虑,海绵铁+活性炭+沸石为PRB反应柱的最佳组合材料。海绵铁+活性炭/沸石分层装填PRB比混合装填更有利于出水中氨氮、NO2--N生成率以及总氮浓度的降低;降低进水pH值,有利于最佳材料PRB去除水中NO3--N,但是当pH=7时氨氮生成率最小,偏酸或偏碱都会使其增大;进水流速的降低有利于PRB出水中“三氮”浓度的减少;动力学分析表明,海绵铁与活性炭联合去除NO3--N符合准一级动力学反应,且准一级反应速率常数Kobs=0.285 h-1,相关系数R2=0.993,半衰期t1/2为2.4h。机理研究发现,反应前的海绵铁表面物质以单质Fe为主,而反应后海绵铁表面产生了一系列铁氧化物、氢氧化物等物质,严重堵塞海绵铁孔隙;海绵铁去除NO3--N是产碱耗酸的反应,主要产物氨氮生成率最高可达97.8%,而海绵铁与活性炭联合使用后不仅提高了NO3--N的去除速率,也使氨氮生成率降低为前者的0.44~0.75倍。