本研究为以零价铁处理实场地下水之管柱实验，并探讨避免管柱堵塞因而填入石英砂可能造成之影响。水样选用台湾地区硝酸盐氮浓度偏高的南投新街地下水(约30mg/L)进行实验。
在纯铁铁砂粉管柱实验方面，可以发现零价铁降解硝酸盐氮的过程会使pH值上升及ORP下降。当去除效果良好时，pH值在10~11之间，ORP值大约在-200~-300mV，因此pH及ORP可作为零价铁硝酸盐氮去除效率好坏之指标。而流通量越大去除效果越差，而当流通量相同时，铁砂量较多时去除率则增加。因此，当铁砂量增加而流通量减少时(高水力停留时间)，可达到较高之硝酸盐氮去除率。实验中显示当水力停留时间大于13分钟时，硝酸盐氮去除率均可达80%以上。在操作时间方面，在铁砂使用量方面零价铁与硝酸盐氮行氧化还塬反应，经XRD及ESCA分析，反应后的零价铁多以叁氧化二铁(Fe2O3)及四氧化叁铁(Fe3O4)存在，铁离子浓度甚少约0.2~0.4ppm;硝酸盐氮方面多转换为氨氮，亚硝酸盐氮型式并不稳定最大值仅0.07ppm。
在铁砂混合管柱方面，藉由填入大于铁粉粒径之石英砂增加孔隙体积，避免因pH上升时造成之碳酸钙阻塞，但相对会减少单位体积内铁粉与水样接触面积。在铁砂混合管柱中，S/V值(比表面积/孔隙体积)及S/Q值(比表面积/流量)为两重要参数。在相同通量之情况下，纯铁粉管柱S/V值随着填入的石英砂越多，S/V值会随之降低，去除效果及单位铁粉去除硝酸盐氮量也会降低。S/Q值为单位孔隙体积于单位时间接触铁粉表面积，以粒径212μm铁粉为例，当S/Q值>7㎡-day/L，铁粉与水样才有足够的反应时间，且去除率可达80﹪以上。若S/Q值<7㎡-day/L，则必须增加铁粉的填充量(增加表面积)或减少通量(延长水力停留时间)，以达到理想去除效果。
反应速率常数计算为一阶反应，纯铁粉管柱kobs值在8.23~12.47hr-1之间，随着填入的石英砂越多或流通量增加，kobs值会降低，而最佳的单位铁粉去除量约1.78~2.89mg-NO3-/g-Fe，仅达理论值的3.25﹪，故可透过铁砂前处理进行铁砂再生利用。
