活性炭吸附試驗報告.doc

1、華南師范大學(xué)實驗報告學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)環(huán)境工程年級、班級2013 級環(huán)境工程課程名稱水污染控制工程實驗實驗項目活性炭吸附實驗實驗類型綜合實驗時間 2016年3 月25日實驗指導(dǎo)老師王熙 老師實驗評分一、實驗原理1、活性炭處理工藝是運用吸附的方法來去除異味、某些離子以及難以進行生物降解的有機污染物。在吸附過程中， 活性炭比表面積起著主要作用。 同時，被吸附物質(zhì)在溶劑中的溶解度也直接影響吸附的速度。此外， pH 的高低、溫度的變化和被吸附物質(zhì)的分散程度也對吸附速度有一定影響。活性炭對水中所含雜質(zhì)的吸附既有物理吸附現(xiàn)象，也有化學(xué)吸著作用。有一些被吸附物質(zhì)先在活性炭表面上積聚濃縮， 繼而進入固體晶格原子

2、或分子之間被吸附， 還有一些特殊物質(zhì)則與活性炭分子結(jié)合而被吸著。當(dāng)活性炭對水中所含雜質(zhì)吸附時， 水中的溶解性雜質(zhì)在活性炭表面積聚而被吸附，同時也有一些被吸附物質(zhì)由于分子的運動而離開活性炭表面， 重新進入水中即同時發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸處于動態(tài)平衡狀態(tài)時，稱為吸附平衡。這時活性炭和水 ( 即固相和液相 ) 之間的溶質(zhì)濃度， 具有一定的分布比值。 如果在一定壓力和溫度條件下，用 m 克活性炭吸附溶液中的溶質(zhì)，被吸附的溶質(zhì)為x毫克，則單位重量的活性炭吸附溶質(zhì)的數(shù)量qe，即吸附容量可按下式計算:qe=x/m(1)qe 的大小除了決定于活性炭的品種之外，還與被吸附物質(zhì)的性質(zhì)、濃度、水的溫度及 pH

3、值有關(guān)。一般說來，當(dāng)被吸附的物質(zhì)能夠與活性炭發(fā)生結(jié)合反應(yīng)、 被吸附物質(zhì)又不容易溶解于水而受到水的排斥作用， 且活性炭對被吸附物質(zhì)的親和作用力強、被吸附物質(zhì)的濃度又較大時， qe 值就比較大。描述吸附容量 qe 與吸附平衡時溶液濃度C 的關(guān)系有 Langmuir 、BET 和 Fruendlieh 吸附等溫式。在水和污水處理中通常用 Fruendlich表達式來比較不同溫度和不同溶液濃度時的活性炭的吸附容量，即1/n（2）qe=KC式中： qe 吸附容量 (mg/g) ；K與吸附比表面積、溫度有關(guān)的系數(shù)；n與溫度有關(guān)的常數(shù)，n1；C吸附平衡時的溶液濃度(mg/L) 。這是一個經(jīng)驗公式，通常用圖解

4、方法求出K ，n 的值為了方便易解，往往將式 (2) 變換成線性對數(shù)關(guān)系式Lgq =lg(C0-C/m)=lgK+lgC/n(3)e式中： C0 水中被吸附物質(zhì)原始濃度(mg/L) ；C被吸附物質(zhì)的平衡濃度(mg/L) ；m活性炭投加量 (g/L) 。2、穿透曲線： 又稱透過曲線。吸附中流體通過吸附床層，流出物中吸附質(zhì)濃度隨時間變化的曲線。二、實驗步驟1、畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線配置 20mg/L 的亞甲藍溶液。用分光光度計得出吸收與波長的關(guān)系。確定產(chǎn)生最大吸收時的波長( 給出最大吸收波長665nm)。將 配置好的亞甲蘭稀釋，取 0ml 、2ml、6ml、10ml、14ml、18ml、22ml 的 10m

5、g/L亞甲藍，用比色管定容到25ml ，用分光光度計從3所得波長測得吸光度。畫出吸收量與亞甲蘭濃度（克分子/ 升）的關(guān)系曲線，即標(biāo)準(zhǔn)曲線。2、吸附等溫線間歇式吸附實驗步驟分別依次稱量25mg、50mg、75mg、100mg、125mg、150mg活性炭粉末、活性炭顆粒加入錐形瓶中。分別向錐形瓶中加入20mg/L 的亞甲基橙溶液 200mL，然后震蕩 30min，再靜置10min；取錐形瓶中的上層清液于100mL容量瓶中定容， 分別測其吸光度并記錄。 并比較活性炭粉末與活性炭顆粒的處理效果。3、顆?；钚蕴看┩盖€的實驗：配置 1L 的 20mg/L 的亞甲基藍溶液，備用。固定床的制作 : 分別向

6、兩根酸性滴定管中填充顆粒狀活性炭至刻度為35,25處，用去離子水清洗干凈后浸泡一段時間。將滴定管中的水排出， 同時調(diào)節(jié)旋鈕控制液體流出的速度，控制在89ml/min 后固定。向滴定管中連續(xù)性不斷注入配置好的亞甲基藍溶液，排出滴定管中的氣泡， 再調(diào)節(jié)速度后用燒杯接流出的液體，每隔十分鐘取一個樣測其吸光度并記錄( 若濃度太高，則稀釋一定倍數(shù)后再測) 。待滴定管流出液體的濃度為原濃度的90%時，即固定床被穿透。三、實驗裝置設(shè)備與材料分光光度計、分析天平、量筒、燒杯、容量瓶、酸式滴定管、玻璃棒、研缽、顆?；钚蕴?、振蕩器、四、實驗數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果原溶液亞甲基藍的濃度：20mg/L1、亞甲基藍溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的

7、繪制：數(shù)據(jù)記錄表：用量 mL0.51251015濃度 mg/L0.010.020.040.10.20.3吸光度0.0160.0860.1210.3470.7371.147亞甲基藍標(biāo)準(zhǔn)曲線：亞甲基藍標(biāo)準(zhǔn)曲線度 1.4光吸 1.2y = 3.8478x - 0.0207R2= 0.998310.80.60.40.2000.050.10.150.20.250.30.35亞甲基藍濃度mg/L2、顆粒與粉末活性炭用間歇法吸附的對比實驗：顆粒 C質(zhì)量 g吸光度濃度 mg/LlgCc0-cc0-c/mlgco-c/m21.0180.269946-0.5687219.730059.8650270.994098

8、330.780.208093-0.6817419.791916.5973020.819366440.3710.101798-0.9922619.89824.974550.696753850.2160.061516-1.2110119.938483.9876970.600722160.0310.013436-1.8717219.986563.3310940.522586970.0110.008238-2.0841519.991762.8559660.455753100.0020.005899-2.2291919.99411.999410.3009019間歇法顆粒活性炭1.2m/C1-0Cgly

9、= 0.2759x + 0.9830.8R2= 0.92210.6系列 10.4線性 (系列 1)0.20-2.5-2-1.5-1-0.5lgC0間歇法粉末活性炭m3y = 0.2717x + 2.7187/C-R2= 0.95692.50Clg21.5系列 11線性 (系列 1)0.50-2.5-2-1.5-1-0.50lgC3、固定床活性炭高度比較實驗27ml 的活性炭固定床時間 T/min10152025303540吸光度0.290 0.168 0.209 0.199 0.276 0.230 0.280濃度 mg/L0.081 0.049 0.060 0.057 0.077 0.065

10、0.078時間 T/min45505560657080吸光度0.292 0.305 0.339 0.500 0.662 0.690 0.680濃度 mg/L0.081 0.085 0.093 0.135 0.177 0.185 0.182時間 T/min90100110120130140150吸光度0.715 0.715 0.761 0.799 0.824 0.829 0.852濃度 mg/L0.191 0.191 0.203 0.213 0.220 0.221 0.227時間 T/min160170180190200210220吸光度0.947 0.923 0.979 0.975 0.966

11、 0.989 0.966濃度 mg/L0.251 0.245 0.260 0.259 0.256 0.262 0.25616ml 的活性炭固定床時間10152025303540吸光度0.429 0.676 0.798 0.933 0.970 0.995 1.126濃度 mg/L0.117 0.181 0.213 0.248 0.257 0.264 0.298時間45505565758595吸光度1.014 0.994 1.178 1.194 1.396 1.438 1.398濃度 mg/L0.269 0.264 0.312 0.316 0.368 0.379 0.369時間1051151251

12、35145155165吸光度1.480 1.522 1.596 1.640 1.724 1.800 1.854濃度 mg/L0.390 0.401 0.420 0.432 0.453 0.473 0.487時間175185195205215吸光度1.892 1.892 1.870 1.888 1.866濃度0.497 0.497 0.491 0.496 0.490mg/L27ml的活性炭固定床度 0.300濃的 0.250藍基 0.200甲亞 0.150系列 10.1000.0500.000050100150200250時間 T度16ml的活性炭固定床濃的 0.600藍基甲 0.500亞0.4000.300系列 10.2000.1000.0000