活性炭处理污水实验方案

活性炭处理污水

一实验目的

( 1 ) 了解固-液界面的分子吸附；

（2）对水中耗氧量COD与水体污染程度有所了解；

（3）探究活性炭对废水中还原性物质的吸附。

二、实验原理

水的需氧量大小是水质污染程度的重要指标之一。COD是指在特定条件下，

O 采用一定的强氧化剂处理水样时，消耗氧化剂所相当的氧量，以每升多少毫克

2表示。COD反映了水中受还原性物质污染的程度。本实验用酸性高锰酸钾法测定水样中的耗氧量COD。

水样加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，并在沸水浴中加热反应一定的时间。剩余的高锰酸钾加入过量草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出水样中的耗氧量COD。

对于比表面很大的多孔性或高度分散的吸附剂，象活性炭和硅胶等，在溶液中有较强的吸附能力。由于吸附剂表面结构的不同，对不同的吸附质有着不同的相互作用，因而吸附剂能够从混合溶液中有选择地把某一种溶质吸附。根据这种吸附能力的选择性，在工业上有着广泛的应用，如糖的脱色提纯等。本实验通过测定污水受活性炭吸附前后的耗氧量COD来了解活性炭对水样中还原性物质的吸附情况。

三、实验仪器与试剂

1、仪器

HY-4型调速多用振荡器（江苏金坛）1台，电炉1台，移液管(25mL) 1支，洗耳球1支， 250mL锥形瓶，50mL酸式滴定管，温度计1支，电子天平1台，称量瓶1个。

2、实验试剂

高锰酸钾溶液（0.02mol/L），高锰酸钾溶液（0.002mol/L），4 mol/L硫酸，草酸钠标准溶液（0.005mol/L），活性炭，废水。

四、实验步骤

1.溶液的配置

分别配置250 mL 0.02mol/L高锰酸钾溶液，500 mL 0.002mol/L高锰酸钾溶液及500 mL 0.005mol/L草酸钠标准溶液。

2.吸附前水样中的耗氧量COD的测定

取25mL混匀水样于250mL锥形瓶中。加入2.0mL4 mol/L硫酸，并准确加入0.002mol/L高锰酸钾溶液5mL，立即加热至沸。煮沸5min溶液应为浅红色。趁热立即用吸管加入趁热加入5.00mL 0.005mol/L草酸钠标准溶液，溶液应为无色。用0.002mol/L高锰酸钾溶液滴定，由无色变为稳定的浅红色极为终点。平行滴定3次，记录数据。

3.活性炭的吸附作用

（1）活性炭的量对吸附的影响

分别取50mL同上的混匀水样于250mL锥形瓶中。将120℃下烘干的活性炭（本实验不宜用骨炭）装在称量瓶中，瓶里放上小勺，用差减法称取活性炭各约0.5g﹑1g﹑1.5g(准确到0.001g)放于锥形瓶中。塞好瓶塞，在振荡器上振荡半小时。

（2）接触时间对吸附的影响

分别取50mL同上的混匀水样于250mL锥形瓶中。将120℃下烘干的活性炭（本实验不宜用骨炭）装在称量瓶中，瓶里放上小勺，用差减法称取活性炭各约1.0g(准确到0.001g)放于锥形瓶中。塞好瓶塞，分别在振荡器上振荡15min﹑30min ﹑60min。

4.吸附后水样中的耗氧量COD的测定

从锥形瓶里取25 mL的样液，按照（2）中的步骤进行分析。

五、实验记录与处理

1. 高锰酸钾溶液的标定

C高锰酸钾=0.005×10÷5×2÷10.575=0.001891(mol/L)

2. 吸附前水样的COD的测定

COD (O

,mg/L)=[5C高锰酸钾(V1+V2）-2C草酸钠V草酸钠]×8×1000÷V水样

2

COD

1(O

2

,mg/L)= [5C高锰酸钾(V1+V2）高锰酸钾-2C草酸钠V草酸钠]×8×1000÷V水样=(5×0.001891×6.08333-2×0.005×2.5)×8×1000÷25

=10.40572(mg/L)

3. 吸附后水样的COD的测定

（1）活性炭质量对吸附的影响

（2）吸附时间对吸附的影响

六、实验结果与讨论

1. 活性炭质量对吸附的影响

活性炭质量大的吸附易达平衡，在固定的时间内容易吸附又脱附，因此要想测得较准确的COD值，就要选择适量的活性炭。

（2）吸附时间对吸附的影响

振荡时间过长或过短，水样中剩余的COD都偏大。振荡时间过短，吸附未达平衡，振荡时间过长，会使水中的还原性物质解吸。因此只有选择适当的振荡时间，才能得到较准确的COD值。

七、注意事项

（1）在水浴加热完毕后，溶液仍应保持淡红色，如变浅或全部褪去，说明高锰酸钾的用量不够。此时，应将水样稀释倍数加大后再测定。

（2）在酸性条件下，草酸钠和高锰酸钾的反应温度应保持在60-80℃，所以滴定操作必须趁热进行，若溶液温度过低，需适当加热。

（3）滴定时注意观察终点的到达。

（4）温度及气压不同，活性炭的吸附作用大小不同。

（5）注意密闭，防止与空气接触影响活性炭对水样中还原性物质的吸附。

八、思考题

1.水样加入高锰酸钾煮沸后，若红色消失说明什么？应该采取什么措施？答：红色消失说明水样中的还原性物质太多，高锰酸钾反应完了，此时应该补加高锰酸钾。

2.吸附作用与哪些因素有关？

答：吸附作用与溶质和溶液的性质有关，它们的极性会影响它的吸附作用。温度，溶质的溶解度等也是影响吸附作用的因素。