臭氧+活性炭實驗方案

臭氧+活性炭實驗方案一、 實驗?zāi)康?、 了解臭氧制備的基本原理以及工藝流程；2、 考察反應(yīng)時間、臭氧投加量對COD去除效果的影響；3、 加深理解活性炭吸附的基本原理；4、 通過嘗試性實驗來分析確定影響RO濃水中COD及氨氮去除率的因素。二、 實驗原理由于活性炭微孔孔隙小，限制了對大分子物質(zhì)的吸附，O3可破壞物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，形成小分子，增大活性炭吸附容量。1、 臭氧預(yù)氧化臭氧單元處理主要是催化氧化法，臭氧之所以表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，是因為臭氧分子中的氧原子具有強(qiáng)烈的親電子或親質(zhì)子性，臭氧分解產(chǎn)生的新生態(tài)氧原子，在水中形成具有強(qiáng)氧化作用的羥基自由基?OH，它們的高度活性在水處理中被用于殺菌消毒、破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)等等。直接反應(yīng)：污染物+O3-產(chǎn)物或中間物（PHV4時）有選擇性，速度慢；間接反應(yīng)：污染物+HO?f產(chǎn)物或中間物（PH>4時）無選擇性，HO-（E0=2.8V）電位高，反應(yīng)能力強(qiáng)，速度快，可引發(fā)鏈反應(yīng)，使許多有機(jī)物徹底降解。2、 活性炭吸附在吸附過程中，活性炭比表面積起著主要的作用。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?；钚蕴繉λ兴s質(zhì)的吸附既有物理吸附現(xiàn)象，又有化學(xué)吸附現(xiàn)象。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)在活性炭表面集聚而被吸附，同時也有一些被吸附物質(zhì)由于分子的運(yùn)動而離開活性炭表面，重新進(jìn)入水中即發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸處于動態(tài)平衡狀態(tài)，稱為吸附平衡。在水和污水處理中通常用Fruendlich表達(dá)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：qe=KC(i/n)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)，n>1；C——吸附平衡時的溶液濃度(mg/L)。這是一個經(jīng)驗公式，經(jīng)常用圖解方法求出K、n的值，為了方便易解，往往將式(1)變換成線性對數(shù)關(guān)系式：lgqe=lg(C0-C)/m=lgK+(1/n)lgC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)。三、 實驗試劑及器材臭氧發(fā)生裝置一套、COD測定儀、PH計、電動攪拌機(jī)、各種玻璃器皿、活性炭、98%濃硫酸、氫氧化鈉等。四、 實驗方法和步驟1、 實驗方法首先將RO濃水經(jīng)過臭氧預(yù)氧化裝置進(jìn)行處理后，再通過活性炭進(jìn)行吸附，最后，通過靜置沉淀或者過濾移除活性炭。取上清液測定溶液的COD值及氨氮含量。2、 實驗步驟臭氧預(yù)氧化處理.熟悉裝置流程、儀器設(shè)備和管路系統(tǒng)，并檢查連接是否完好。.開啟電源，開啟制氧機(jī)開關(guān)，將制氧機(jī)出口氣體流量為 L/min，此時出口壓力為MPa。.通臭氧發(fā)生器的冷卻用水。.水保護(hù)和氣體保護(hù)警示燈熄滅后，開啟臭氧發(fā)生器啟動開關(guān)。.將變頻變壓器分別調(diào)到50V、75V、100V、125V、150V和175V，測定臭氧濃度，并繪出電壓與臭氧濃度關(guān)系曲線。.將RO濃水用水泵打入水箱并進(jìn)入反應(yīng)柱內(nèi)，打開反應(yīng)柱的排水閥門，使柱內(nèi)維持 m水柱高度，控制流量在 L/h，即停留時間為 min。.調(diào)節(jié)變頻變壓器，穩(wěn)定后使接觸反應(yīng)柱內(nèi)高度約為水柱高度的一半。此時變頻變壓器電壓為V，計算臭氧濃度為 mg/L，臭氧投加量為 mgO3/L水，并測定進(jìn)水和出水COD、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。.維持氣體流量和臭氧投加量不變，改變(增加和減少各一次)停留時間到min，此時進(jìn)水流量為 L/h，計算臭氧濃度為 mg/L，計算變頻電壓器電壓為V，測定進(jìn)水和出水色度、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。.實驗完畢后，首先停發(fā)生器的電源(先降壓、再停電)，然后停冷卻水，最后再停氣源，并關(guān)閉有關(guān)閥門。活性炭吸附實驗.將活性炭粉末用蒸餾水洗去細(xì)粉；.在三角玻璃瓶中，裝入以下重量的已經(jīng)準(zhǔn)備好的活性炭粉末，見下表：表1.活性炭投加量序號1234567活性炭(mg)020406080100120.向三角錐形瓶中各注入100mL經(jīng)臭氧預(yù)處理后的RO濃水，在電動攪拌機(jī)下