活性炭吸附實(shí)驗(yàn)報(bào)告

活性炭吸附試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康谋驹囼?yàn)用亞甲基藍(lán)〔C16H18ClN3S〕代替工業(yè)廢水中有機(jī)污染物，承受活性炭吸處理有機(jī)污染水體時(shí)的最優(yōu)工藝參數(shù)。試驗(yàn)原理活性炭特性70%～80%，每克活性炭的外表500～170099.9％大吸附力量即在于它具有這樣大的吸附面積[1,2]。活性炭吸附特征活性炭的孔隙大小分布很寬，從10-1nm104nm以上，一般按孔徑大小分為微利用3種吸附的綜合作用到達(dá)去除污染物的目的。對(duì)于不同的吸附物質(zhì),3種吸附所起的作用不同。物理吸附分子力產(chǎn)生的吸附稱(chēng)為物理吸附,它的特點(diǎn)是被吸附的分子不是附著在吸附劑外表形成多分子層吸附。由于分子力的普遍存在,一種吸附劑可以吸附多種物質(zhì),但由于吸附物質(zhì)不同,吸附量也有所差異。這種吸附現(xiàn)象與吸附劑的外表積、細(xì)孔分布有著親熱關(guān)系,也和吸附劑外表力有關(guān)?；瘜W(xué)吸附附劑與吸附質(zhì)之間結(jié)實(shí)地聯(lián)系在一起。一種吸附劑只能對(duì)某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用,因此化學(xué)吸附只能是單分子層吸附,吸附是較穩(wěn)定的,不易解吸?；钚蕴吭谥圃爝^(guò)程中,假設(shè)活性炭外表有酸性氧化物則以吸附溶液中的堿性物質(zhì)。離子交換吸附一種物質(zhì)的離子由于靜電引力聚攏在吸附劑外表的帶電點(diǎn)上,在吸附過(guò)程中,伴發(fā)生了化學(xué)變化,轉(zhuǎn)變了原來(lái)被吸附物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。這種吸附也是不行逆的,因此仍屬于化學(xué)吸附,活性炭經(jīng)再生也很難恢復(fù)到原來(lái)的性質(zhì)[3]。活性炭在水處理中的運(yùn)用500-1000溶解度越大、親水性越強(qiáng)，活性炭對(duì)它的吸附性越差，反之，對(duì)溶解度小，親水性差、極性弱的有機(jī)物如苯類(lèi)化合物、酚類(lèi)化合物等具有較強(qiáng)的吸附力量[4]pH、溶液溫度、多組分吸附質(zhì)共存和吸附操作條件等[5].儀器藥品(PAC)、不定型顆?；钚蕴?GAC)4.試驗(yàn)操作亞甲基藍(lán)標(biāo)線繪制10ml1000100ml量瓶，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線。管中，用蒸餾水稀釋至刻度線處，搖勻，以水為參比，在波長(zhǎng)664nm1cm比色皿測(cè)定吸光度，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。吸附試驗(yàn)粉末炭與顆粒炭吸附效果比較到100mL濃度為20mg/L的亞甲基藍(lán)溶液中，放入恒溫振蕩器中振蕩，設(shè)置轉(zhuǎn)速200r/min，30℃，30min，取上清液測(cè)定剩余溶液的吸光度，考察活性炭投加量對(duì)亞甲基藍(lán)去除率的影響?；钚蕴课竭^(guò)程類(lèi)型確定到100mL濃度為20mg/L的亞甲基藍(lán)溶液中，放入恒溫振蕩器中振蕩，設(shè)置轉(zhuǎn)速200r/min，30℃，30min，取上清液測(cè)定剩余溶液的吸光度。依據(jù)Freundlich穿透曲線從吸附柱〔20cm、30cm〕上口流進(jìn)40mg/L的亞甲基藍(lán)溶液，從吸附柱出口接90%為止，試驗(yàn)完畢。結(jié)果與爭(zhēng)論標(biāo)準(zhǔn)曲線1Abs-濃度1。1，不同濃度亞甲基藍(lán)對(duì)應(yīng)吸光度數(shù)據(jù)表mg/l012345Abs-0.0030.1650.3730.5910.810.9981y=0.2045x-0.0193R2=0.99850.80.6A0.2001234561，亞甲基藍(lán)吸取標(biāo)準(zhǔn)曲線664nm0-5mg/ly=0.2045x-0.0193。不同活性炭去除效果比較2，a20mg/lb20mg/l亞甲基藍(lán)去除效果120mg/l炭比外表積遠(yuǎn)大于顆粒炭，而吸附現(xiàn)象發(fā)生在吸附劑外表上,所以吸附劑的比外表積是影響吸附的重要因素之一,比外表積越大,吸附性能越好。吸附過(guò)程類(lèi)型確定粉末活性炭單分子吸附的Langmuir方程為：q=kpq/(1+kp) (1)m程兩邊取倒數(shù)得，1/q=1/〔kq〕*1/p+1/q (2)m m式2兩邊同時(shí)乘以p得，p/q=p/q+1/kq (3)m m3知，p/qp呈直線關(guān)系，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理為：2P/(mg/l)14.206369.7535455.7129583.395111.972127p/q[mg(C)/l]245.2059190.3789119.96181.7857954.696612p/q-p0.997，3。300300250y=15.702x+28.366R2=0.9942/ ( m/ p500051015p/(mg/l)3，粉末炭p/q-pFreundlich吸附方程為：q=kp1/n (4)式4兩邊取對(duì)數(shù)得：Inq=1/nInp+Ink (5)5知,InqInp3Inp0.6791131.2223361.7427372.2776312.65369Inq-3.32269-3.18177-3.04443-2.97139-2.84841Inq-Inp0.995，44，粉末炭Inq-Inp方程擬合的線性相關(guān)性與Freundlich吸附方程相近，所以可以確定粉末炭對(duì)亞甲基藍(lán)吸附過(guò)程即符合 Langmuir型又符合1/〔kq〕=15.702，k=1.80.m顆粒活性炭p/q-p〔Inq-Inp直線〔6。5，顆粒炭的p/q-p6，顆粒炭Inq-InpFreundlich方程，可以確定顆粒炭對(duì)亞甲基藍(lán)吸附過(guò)程即符合Langmuir型，飽和吸附量q=2.7×10-4，k=2.52。m吸附柱試驗(yàn)7.21cm29cm，90%215min275min，隨著吸附柱高度線相像，這是由于吸附平衡和傳質(zhì)集中速率不隨吸附柱高度的變化而變化[6]。至于個(gè)別數(shù)據(jù)較特別，是由于試驗(yàn)所用活性炭顆粒較大，吸附柱難以填充密實(shí)，所以出水濃度會(huì)消滅波動(dòng)。7思考題1550mg/l90%，求需活性炭質(zhì)量。粉末炭飽和吸附量qm=0.0353mg/mg(C)，固有：活性炭質(zhì)量M=5×50×0.9÷0.0353=6.37kg引用沈淵瑋,陸善忠.活性炭在水處理中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2023,04:13-16.王丁明,曹?chē)?guó)憑,賈云飛,劉鵬程.活性炭吸附技術(shù)在水處理中的應(yīng)用 [J].北方環(huán)境,2023,11:190-191.楊華.粉末活性炭在東江微污染水源水處理中的應(yīng)用[D].西安建筑科技大學(xué),2023.[4]郭瑞霞,李寶華.活性炭在水處理應(yīng)用中的爭(zhēng)論進(jìn)展[J].炭素技術(shù),2023