活性碳吸附和廢水可生化教材

1、實驗七 活性碳吸附實驗一、實驗目的1. 了解吸附法在廢水處理中的作用，2. 測定吸附等溫線。二、實驗原理活性炭吸附是目前應用較多的一種水處理手段。由于活性炭對水中大部分污染物都有較好的吸附作用，因此活性炭吸附應用于水處理時往往具有出水水質穩(wěn)定，適用于多種污水的優(yōu)點?；钚蕴课匠Ｓ脕硖幚砟承┕I(yè)污水，在有些特殊情況下也用于給水處理。吸附是物質在相界面處，濃度自動發(fā)生變化的現象。也就是一種物質以原子或分子狀態(tài)附著在另一種物質上，固體表面和液體表面一樣處在力場不平衡狀態(tài)下，表面具有過剩的能量，當它吸附吸附質時，這種不平衡狀態(tài)得以補償，從而降低表面自由焓。因此，固體表面可以自動地吸附能降低其表面自由焓

2、的物質。在等溫的條件下，不同量的吸附劑具有不同的吸附量，從而測定出等溫吸附線，通常用弗蘭德利希經驗式表示。q活性炭吸附量，即單位重量吸附劑所吸附的物質量（g/g或mg/mg）；X吸附質的質量(mg)；m吸附劑（活性炭）的量（mg）；C溶液濃度(mg/L)；k、n與溶液的溫度、PH值以及吸附劑和被吸附物質的性質有關的常數。1/n值越小活性炭吸附性能越好，一般認為當1/n=0.10.5時，水中欲去除雜質易被吸附；1/n2時難于吸附。1/n較小時多采用間歇式操作，1/n較大時最好采用連續(xù)式操作。三、實驗用品1. 搖床，72-分光光度計，溫度計2. 水樣為配制的酚溶液（10mg/L）四、實驗步驟1.

3、在6個250mL的三角燒瓶中分別投加0、20、40、60、80、100mg活性炭；2. 分別用量筒取5OmL含酚水樣加入燒瓶中，測定水溫；3. 將6個燒杯固定在振蕩器上振蕩30分鐘(認為已達到吸附平衡)；4. 分別取燒瓶中的溶液過濾，濾液置于10mL比色管中；(濾紙不要潤濕)5. 分別向比色管中滴加5滴緩沖溶液、34滴4-氨基安替吡啉溶液、3滴鐵氰化鉀溶液，搖勻，靜止1分鐘顯色。6. 用分光計在510nm處，以蒸餾水做參比液，用1cm比色皿測濾液的吸光度。注意操作要點：1) 各水樣過濾之后，再同時滴加其它藥品；2) 按順序每加一種藥品之后，必須搖勻，再加其它藥品；3) 水樣顯色后，測吸光度時要

4、按由淺至深的順序。4) 附標準曲線繪制：A) 配制0mg/l、2mg/l、4mg/l、6mg/l、8mg/l的標準酚溶液。B) 分別取上述酚標準溶液置于10mL比色管中，分別向比色管中滴加5滴緩沖溶液、34滴4-氨基安替吡啉溶液、3滴鐵氰化鉀溶液，搖勻，靜止1分鐘顯色。C) 用分光計在510nm處，以蒸餾水做參比液，用1cm比色皿測濾液的吸光度。7. 在標準曲線上查出相應的酚含量。標準曲線：水樣濃度C2mg/l4mg/l6mg/l8mg/l10mg/l吸光度A待測實驗：活性炭量0mg20mg40mg60mg80mg100mg吸光度A酚濃度C8. 畫出等溫吸附線，并以弗蘭德利希方程的形式，求出等

5、溫吸附方程。六、數據處理m（mg）020406080100C（mg/L）logCx（mg）q（g/g）logqT（）1) 各實驗數據記錄于上表；2) 繪制qC對應的等溫吸附曲線；3) 將 兩邊取對數，得 ；記錄在上表。4) 以logqlogC做圖，經線性回歸得一直線，求出斜率1/n和截距l(xiāng)ogk；5) 將k和1/n代回原方程，得到溫度T下的弗蘭德利希等溫吸附方程式。logqlogC1/nlogkqC（mg/L）七、思考題1) 評價活性炭對苯酚的吸附能力。2) 吸附等溫線有何實際意義?3) 做等溫吸附線為什么要用粉狀炭？實驗八 廢水可生化性實驗一、實驗目的1.了解廢水可生化性判別的原理和方法。2

6、.掌握廢水可生化性生化呼吸線法測定過程。3.掌握廢水可生化性測定的應用。二.實驗原理及方案2.1實驗原理1)廢水生化處理的機理及要素:可生化廢水生化處理主要是通過活性污泥微生物的新陳代謝作用實現的?；钚晕勰嘀形⑸锸怯杉毦⒄婢?、原生動物、后生動物等組成的生態(tài)系。細菌是這個生態(tài)系中最主要的組成部分。利用微生物對廢水中有機、有毒物質進行吸附和氧化分解。其過程有物理化學作用和生物化學作用。污水中有機物向活性污泥表面附聚。由于活性污泥為松軟的絮狀體，表面積大，有較強的吸附力，所以活性污泥能對有機物或有毒物質進行吸附，其中可溶性有機物直接被細菌所吸附，而不溶性有機物通過細菌分泌的酸作用，將其降解為可溶

7、性有機物后，再被細菌吸收，吸收到細菌體內的有機物，在有氧的條件下，將其中一部分有機物進行分解代謝，即氧化分解，以獲得合成新細胞所需要的能量，并最終形成二氧化碳和水等穩(wěn)定物質，再通過凝聚沉淀分離，使污水凈化無害。2)生化處理過程中保證微生物生命的基本要素:a)水溫保持2030最為適宜;b)pH值79:活性污泥中微生物適宜中性或偏堿性環(huán)境中;c)營養(yǎng)物質與活性污泥的結構、處理廢水中的有機雜質等密切相關。除以生物需氧量BOD表示的碳源外，還需要N、P和其它微量元素。2.2實驗方案1)本實驗是通過測定活性污泥的呼吸速度來考察乙醛廢水生物處理的可能性。生物對氧的消耗稱之為呼吸，通過連續(xù)測定活性污泥微生物

8、的呼吸，即連續(xù)測定水樣中溶解氧的變化，來研究活性污泥進行生化反應的可能性。當活性污泥處于內呼吸階段(微生物取得生命活動的能量，僅僅利用體內貯藏的物質)，呼吸速度是恒定的，即耗氧量相對穩(wěn)定，所以耗氧量與時間成一直線關系，此直線稱為內呼吸線。當活性污泥接觸含有有機物或污水后，由于分解水中的有機物，其耗氧速度要加快，耗氧量隨時間的變化是一條特征曲線，稱之為生化呼吸曲線。其需氧速度可以用下式表示:(do/dt)D=(do/dt)F+(do/dt)T式中: (do/dt)D -總的需氧速度;(do/dt)F -降解有機物，合成新細胞的耗氧速率;(do/to)T-微生物內源呼吸速率。如果廢水對微生物無抑制

9、作用，則微生物與廢水混合后，立即大量攝取有機物合成新細胞，也消耗水中的溶解氧，溶解氧的吸收量與廢水中的有機物濃度有關。開始時，間歇生物反應器有機物濃度高，微生物吸收氧的速度較快，隨著有機物的逐漸被去除，氧吸收速率也逐漸減慢，最后等于內呼吸速率，若廢水中某一種或幾種成分對微生物的生長有毒害或抑制作用，微生物降解分解有機物的速度便會停止或減慢。因此，可以通過測定活性污泥的呼吸速度，用氧吸收的累計值與時間的關系曲線，呼吸速率與時間的關系曲線來判斷廢水生物處理可能性的最大允許濃度。實驗所得:a)生化呼吸線在內呼吸線之上，該廢水可生化處理。b)生化呼吸線在內呼吸線之下，該廢水不可生化處理，廢水對生物有抑

10、制作用。c)生化呼吸線與內呼吸線重合，該廢水對生物無抑制作用。三、實驗裝置圖及所需儀器設備超級恒溫水浴、磁力攪拌器、溶解氧測定儀、秒表、燒杯、錐形瓶,，見圖1。圖1實驗裝置1磁力攪拌器2.DO探頭3.三角瓶4.DO測定儀1324四、實驗步驟:a)從吉化污水處理廠取曝氣池活性污泥曝氣培養(yǎng)。b)配制廢水:乙醛廢水的來源為吉化電石廠的乙醛廢水。c)分別取250mL曝氣后的活性污泥于兩個錐形瓶中。(1)甲瓶做內呼吸測定，用自來水加滿，在2030的恒溫水浴并用磁力攪拌的條件下，用溶解氧儀測定其中溶解氧的變化值，每隔30s讀數一次。以時間做橫坐標，耗氧量做縱坐標做出內源呼吸線。(2)乙瓶做生化呼吸線測定，加入10mL待測廢水，再用自來水加滿錐形瓶，在同樣的條件下用溶解氧儀測定，其中溶解氧的變化值，同樣每隔30s讀數一次。以時間做橫坐標，耗氧量做縱坐標在同一坐標系中做出生化呼吸曲線。(3)比較兩條呼吸線得出可生化性結論。五.實驗數據處理及分析乙醛廢水的可生化性測定數據見表1，呼吸線見圖2。表1廢水可生化性實驗數據時間/min內源呼吸耗氧速率（累積）mg/l生化呼吸耗氧速率（累積）mg/l時間/min內源呼吸耗氧速率（累積