活性炭吸附实验

活性炭吸附实验

一 实验目的

1、通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作

2、掌握用“间歇”法、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法 二 实验原理

活性炭吸附过程包括物理吸附和化学吸附。其基ᴀ原理就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。当活性炭对水中所含杂质吸附时，水中的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中即同时发生解吸现象。当吸附和解吸处于动态平衡状态时，称为吸附平衡。这时活性炭和水(即固相和液相)之间的溶质浓度，具有一定的分布比值。单位重量的活性炭吸附溶质的数量q e ，即吸附容量可按下式计算:

m

C C V q e )

(0-=

式中 q e —活性炭吸附量，即单位重量的吸附剂所吸附的物质量，mg/g ；

V —污水体积，L ；

C 0、C —分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，mg/L ； m —活性炭投加量，g ； 在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化曲线称吸附等温线，通常用Fruendlich 经验式加以表达。

n e C K q 1*=

式中 K 、n —是与溶液的温度、pH 值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数；

K 、n 值求法如下：通过间歇式活性炭吸附实验测得q e 、C 相应之值，将式上式到对数后变换为下式：

C n

K q e lg 1

lg lg +=

将q e 、C 相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n ，截距则为k 。

三 实验设备及用具

1、振荡器一台；

2、分析天平一台；

3、分光光度计一台；

4、250mL 三角烧杯5个；

5、100mL 容量瓶6个；

6、活性炭（粉状和粒状）；

7、亚甲基兰。

8、活性炭连续流吸附实验装置 四 实验步骤

1、 间歇式活性炭吸附实验

①配制浓度为50mg/L 的亚甲兰溶液于1000mL 容量瓶中；

②用十倍稀释法依次配制浓度为5mg/L 、1mg/L 、0.5mg/L 、0.1mg/L 、0.05mg/L 、0.01mg/L 的亚甲兰溶液于100mL 容量瓶中；

③用分光光度计测定其吸光度值(吸附波长为665nm)，记录到表1中，绘制标准曲线；

④取5个250mL的三角瓶，用天平分别称取100mg、200mg、300mg、400mg、500mg的粉活性炭投入三角瓶中，每瓶中加入100mL50mg/L亚甲基兰溶液；

⑤将三角烧瓶放在振荡器上振荡（震荡器的速度要由小变大，但也不能太大，否则会将活性碳粉粘到瓶壁上），当达到吸附平衡时停止振荡。（振荡时间一般为25--30min）。

⑥测定静置后三角瓶中废水的吸光度值，结果记录在表2中，求出吸附容

。

量q

e

表2

2、连续流活性炭吸附实验

①熟悉动态活性炭吸附装置；

图1 活性炭连续流吸附实验装置示意图

1 有机玻璃管

2 活性炭层

3 承托

4 单孔橡胶塞

②测自配污水吸光度；

③以2L/h的流量按降流方式进行单柱实验（运行时炭层不应有空气泡）。运行30min，每隔5min取样测出水吸光度，结果记录在表3中，并计算去除率；

④改变流量分别以3.0L/h、4.0L/h、5.0L/h、6.0L/h的流量运行10min，

每隔5min取样测出水吸光度值。

五实验结果分析

1 间歇式活性炭吸附实验

①根据测定数据绘制吸附等温线

②确定常数K、n

2 连续流活性炭吸附实验

①画出去除量与时间的关系线

六思考题

1、吸附等温线有什么现实意义，作吸附等温线时为什么要用粉状炭？

2、活性碳投加量对于吸附平衡浓度的测定有什么影响，该如何控制？