活性碳吸附综合实验报告.docxVIP

1实验目的

⑴通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能；

⑵熟悉整个实验过程的操作；

⑶掌握用“间歇法〃、“连续流〃法确定活性炭处理污水的设计参数的方法；

(4)学会使用一级动力学、二级动力学方程拟合分析，对PAC的吸附发展动力

学分析研究；

(5)了解活性炭改性的方法以及其影响因素。

2实验原理

2.1活性炭间隙性吸附实验原理

活性炭吸附就是利用活性炭的固体外表对水中一种或者多种物质的吸附作用,己到达净化水质的目的。活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是由于活性炭局部子在各个方向都受到同等大小的力而在外表的份子则受到不平衡的力，这就使其他份子吸附于其外表上，此为物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为化学吸附。活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间的活性炭的数量等于解吸的数量时，此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭外表的浓度均不在变化，而到达平衡，此时的动平衡称为活性炭吸附平衡而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。活性炭的吸附能力以吸附量q表示。

式中：q——活性炭吸附量，即单位分量的吸附剂所吸附的物质量，能

?资料.

4.3活性炭改性实验

实验根本数据

表4-3活性炭间隙吸附实验根本数据

水温：31℃ 水样体积：40C

mL

活性炭投加量：300mg 搅拌强度:

150r/min

吸附时间：30min

(NH)Fe(SO)溶液浓度：0.01083mol/L

42 42

实验数据记录

表44活性炭吸附动力学实验数据记录

水样

硝酸浓度

/(mol/L)

滴加

(NH)Fe(SO)42 42

溶液体积/mL

COD去cody除量

//(mg/L

使度

[mg/L))

COD去

除率倍

吸附量

。q/(mg/g)

蒸储水

/

23.65

///

/

原水

0

20.10、20.25平均60.43

61凝5(

招

0.00

B(未改性)

0

21.30

40.87 1

9.5732.3”

，26.09

B(1.2)

1.2

21.15

43.48 1

6.9628。

i22.61

B(3.5)

3.5

21.55

36.5222

.9139.5；

31.88

B(7.2)

7.2

21.35

40.002(

.4333.81

27.25

B(13.2)

L3.2

21.30

40.87 1

9.57323

，26.09

5数据处理与分析

活性炭间隙吸附实验

活性炭投加量与COD去除率关系

以活性炭投加量为横坐标，出水COD浓度、COD去除率为纵坐标，绘制活

性炭投加量与COD去除率关系曲线如图5-1所示。

图5-1活性炭投加量与COD去除率关系曲线

由图5-1可看出，随着粉末活性炭投加量的增大，水样中COD的出水浓度逐渐下降，100mg活性炭对应的出水COD浓度为39.34mg/L,而500mg活性炭对应的出水COD浓度为5.18mg/L；与此相对应，随着粉末活性炭投加量的增大，水样的COD去除率逐渐上升，由100mg活性炭时的23.68%提升至500mg活性炭时的86.84%。这说明在实验条件下，水中有机物的去除效果随着粉末活性炭投加量的增大而加强。这是因为当参加的活性炭量过少时，活性炭仅吸附了少量有机物就都到达饱和状态，在其他条件不变的情况下，逐渐增加活性炭投加量，能明显增加有机物吸附量。而当水中有机物的浓度降低到一定程度时，再增加活性炭投加量，对有机物去除效果的增强作用将不明显，从图中后半段曲线斜率所呈的下降趋势可验证这一点。本实验中，当活性炭投加量增加到500mg时，水样的出水COD浓度已降至5.18mg/L,COD去除率已高达86.84%,由此我们可预见继续增大活性炭投加量对本实验水样COD去除效果的增强将趋向不明显。

Freundlich方程拟合

Freundlich方程常用于活性炭吸附等温线的拟合，其方程形式为：FreundHch

方程为：

为了便于分析，可将该方程变换为：

式中：q——活性炭吸附量，血;

C——被吸附物质平衡浓度g/L；

K、n——溶液的浓度，pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。

将q、C相应值点绘在双对数坐标纸上，所得的直线斜率为1/n,截距为K,由此即可求解出Freundlich方程。

因此需先计算1图和K的值，结果如表5-1所示。

表5-11图和K计算结果

水样

活性炭投加量/mg

COD/(mg/L)

吸IW

q/(m?g)

Ige

igq

K(100mg)

100

30.02

37.27

1.477421

1571325

K(200mg

200

22.15

3437

1.34543