活性炭吸附試驗(yàn)報(bào)告

1、華南師大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生學(xué)號(hào)專 業(yè) 年級(jí)、班級(jí)2013級(jí)環(huán)境工程課程名稱水污染控制工程實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目活性炭吸附實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型軽實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2016 年3月25日實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師王熙老師實(shí)驗(yàn)評(píng)分一、實(shí)驗(yàn)原理1、活性炭處理工藝是運(yùn)用吸附的方法來去除異味、某些離子以 及難以進(jìn)行生物降解的有機(jī)污染物。在吸附過程中，活性炭比表面 積起著主要作用。同時(shí)，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的髙低、溫度的變化和被吸附物質(zhì)的分散程 度也對(duì)吸附速度有一定影響?；钚蕴繉?duì)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(jìn)入 固體晶格原子或分子之間被

2、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(duì)水中所含雜質(zhì)吸附時(shí)，水中的溶解性雜質(zhì)在活性炭 表面積聚而被吸附，同時(shí)也有一些被吸附物質(zhì)由于分子的運(yùn)動(dòng)而離 開活性炭表面，重新進(jìn)入水中即同時(shí)發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸 處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)，稱為吸附平衡。這時(shí)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頁(yè)腳. 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(jì)算：qe=x/ m(1)q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值有關(guān)。一般說來

3、，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(duì)被吸附物質(zhì)的親和作用力強(qiáng)、被吸附物 質(zhì)的濃度又較大時(shí)，qe值就比較大。描述吸附容量qe與吸附平衡時(shí)溶液濃度C的關(guān)系有LangmuirBET 和 Fruendlieh 吸附等溫式。在水和污水處理常用Fruendlieh表達(dá)式來比較不同溫度和不 同溶液濃度時(shí)的活性 炭的吸附容量，即qe=KC1/n(2)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)，nl；C吸附平衡時(shí)的溶液濃度(mg/L) o這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，通常用圖解方法求出K, n的值.為了方 便易解，

4、往往將式(2)變換成線性對(duì)數(shù)關(guān)系式Lgqflg (Co-C/m)二 lgK+lgC/n頁(yè)腳.式中：Co 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) o2、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(shí)間變化的曲線。實(shí)驗(yàn)步1、1、畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線 配置20mg/L的亞甲藍(lán)溶液。 用分光光度計(jì)得出吸收與波長(zhǎng)的關(guān)系。 確定產(chǎn)生最大吸收時(shí)的波長(zhǎng)(給出最大吸收波長(zhǎng)665nm)。 將 配置好的亞甲蘭稀釋，取Oml、2nd、6ml、10ml、14ml、18ml、22ml的 lOmg/L 亞甲藍(lán)，用比色管定容到25ml,用分光光度計(jì)從

5、3所得波長(zhǎng)測(cè)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、吸附等溫線間歌式吸附實(shí)驗(yàn)步驟 分別依次稱量25mg、50mgx 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 lOmin； 取錐形瓶中的上層清液于100mL容量瓶中定容，分別測(cè)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、顆粒活性炭穿透曲線的實(shí)驗(yàn)： 配置1L的20mg/L的亞甲基藍(lán)溶液，備用。 固定床的制作：分別向兩根酸性滴定管中填充顆粒狀活性炭至刻度為 35,25 處

6、，用去離子水清洗干凈后浸泡一段時(shí)間。將滴定管中的水排出，同時(shí)調(diào)節(jié)旋 鈕控制液體流出的速度，控制在89ml/min后固定。頁(yè)腳. 向滴定管中連續(xù)性不斷注入配置好的亞甲基藍(lán)溶液，排岀滴定管中的氣泡， 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(gè)樣測(cè)其吸光度并記錄（若 濃度太髙，則稀釋一定倍數(shù)后再測(cè)）。 待滴定管流岀液體的濃度為原濃度的90%時(shí)，即固定床被穿透。三、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)備與材料分光光度計(jì)、分析天平、量筒、燒杯、容量瓶、酸式滴定管、玻璃棒、研缽、顆?；钚蕴俊⒄袷幒?、四. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果原溶液亞甲基藍(lán)的濃度：20mg/L1、亞甲基藍(lán)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：數(shù)據(jù)記錄表：用量mL0.5125101

7、5濃度mg/L0.010. 020. 040. 10.20.3吸光度0.0160. 0860. 1210. 3470. 7371. 147亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線:頁(yè)腳.亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線1.4V = 3.8478X 0.0207R2 = 0.9983Ld10.80.60.40.200.15衆(zhòng) 區(qū)1.200.050.20.250.30.35亞甲基藍(lán)濃度mg/L2、顆粒與粉末活性炭用間歇法吸附的對(duì)比實(shí)驗(yàn):顆粒C質(zhì) 量g吸光度濃度mg/LIgCcO-ccO-c/mlgco-c/m21.0180.269946-0.5687219.730059.8650270.994098330. 780.208093-0.6

8、817419. 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頁(yè)腳.間歇法顆?；钚蕴?-壬些y 二 G2759X + 0

9、.983,R2 = 0.9221系列1線性（系列1）: 匸0-2.52-1-5105lgCC間歇法粉末活性炭系列1線性（系列1）-2.5-2-1.5-0.50IgC3、固定床活性炭髙度比較實(shí)驗(yàn)27ml的活性炭固定床時(shí)間T/min10152025303540吸光度0. 2900. 1680. 2090. 1990. 2760. 2300. 280濃度mg/L0. 0810. 0490. 0600. 0570. 0770. 0650. 078頁(yè)腳.時(shí)間T/min45505560657080吸光度0. 2920. 3050. 3390. 5000. 6620. 6900. 680濃度mg/L0. 0

10、810. 0850. 0930. 1350. 1770. 1850. 182時(shí)間T/min90100110120130140150吸光度0.7150. 7150. 7610. 7990. 8240. 8290. 852濃度mg/L0. 1910. 1910. 2030.2130. 2200. 2210. 227時(shí)間T/min160170180190200210220吸光度0. 9470. 9230. 9790. 9750. 9660. 9890. 966濃度mg/L0. 2510. 2450. 2600. 2590. 2560. 2620. 25616ml的活性炭固定床時(shí)間1015202530

11、3540吸光度0. 4290. 6760. 7980. 9330. 9700. 9951. 126濃度ing/L0. 1170. 1810.2130. 2480. 2570. 2640. 298時(shí)間45505565758595吸光度1.0140. 9941. 1781. 1941.3961.4381.398濃度mg/L0. 2690. 2640.3120.3160. 3680. 3790. 369時(shí)間105115125135145155165吸光度1.4801.5221.5961.6401.7241.8001.854濃度ing/L0. 3900. 4010. 4200. 4320. 4530. 4730. 487頁(yè)腳.時(shí)間175185195205215吸光度1.8921.8921.8701.8881.866濃度mg/L0. 4970. 4970. 4910. 4960. 49027ml的活性炭固定床時(shí)間T頁(yè)腳.16ml的活性炭固定床T系