活性炭吸附試驗報告

1、華 南 師 范 大 學(xué) 實 驗 報 告學(xué)生姓名 學(xué)號 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級、班級 2013級環(huán)境工程 課程名稱 水污染控制工程實驗 實驗項目 活性炭吸附實驗 實驗類型 綜合 實驗時間 2016 年 3 月 25 日實驗指導(dǎo)老師 王熙 老師 實驗評分 一、實驗原理1、活性炭處理工藝是運用吸附的方法來去除異味、某些離子以及難以進行生物降解的有機污染物。在吸附過程中，活性炭比表面積起著主要作用。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。此外，pH 的高低、溫度的變化和被吸附物質(zhì)的分散程度也對吸附速度有一定影響?；钚蕴繉λ兴s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

2、質(zhì)先在活性炭表面上積聚濃縮， 繼而進入固體晶格原子或分子之間被吸附，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)在活性炭表面積聚而被吸附，同時也有一些被吸附物質(zhì)由于分子的運動而離開活性炭表面， 重新進入水中即同時發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸處于動態(tài)平衡狀態(tài)時，稱為吸附平衡。這時活性炭和水(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算: qe=x/m (1)qe的大小除了決定于活性炭的品種之外，還與被

3、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，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， 且活性炭對被吸附物質(zhì)的親和作用力強、 被吸附物質(zhì)的濃度又較大時，qe值就比較大。描述吸附容量qe與吸附平衡時溶液濃度 C 的關(guān)系有 Langmuir、BET 和 Fruendlieh 吸附等溫式。在水和污水處理中通常用 Fruendlich 表達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=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)，n>1；C吸附平衡時的溶液濃度(mg

4、/L)。這是一個經(jīng)驗公式，通常用圖解方法求出 K，n 的值為了方便易解，往往將式(2)變換成線性對數(shù)關(guān)系式Lgqe=lg(C0-C/m)=lgK+lgC/n (3)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)。2、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)濃度隨時間變化的曲線。二、 實驗步驟1、畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線配置20mg/L 的亞甲藍溶液。用分光光度計得出吸收與波長的關(guān)系。確定產(chǎn)生最大吸收時的波長(給出最大吸收波長 665nm)。將 配置好的亞甲蘭稀釋，取 0ml、2ml、6ml、10ml、14ml、18ml

5、、22ml 的 10mg/L亞甲藍，用比色管定容到 25ml，用分光光度計從 3 所得波長測得吸光度。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、吸附等溫線間歇式吸附實驗步驟分別依次稱量25mg、50mg、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10min；取錐形瓶中的上層清液于100mL容量瓶中定容，分別測其吸光度并記錄。并比較活性炭粉末與活性炭顆粒的處理效果。 3、顆?；钚蕴看┩盖€的實驗：配置1L的20mg/L的亞甲基藍溶液，備用。 固定

6、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，用去離子水清洗干凈后浸泡一段時間。將滴定管中的水排出，同時調(diào)節(jié)旋鈕控制液體流出的速度，控制在89ml/min后固定。 向滴定管中連續(xù)性不斷注入配置好的亞甲基藍溶液，排出滴定管中的氣泡，再調(diào)節(jié)速度后用燒杯接流出的液體，每隔十分鐘取一個樣測其吸光度并記錄(若濃度太高，則稀釋一定倍數(shù)后再測)。 待滴定管流出液體的濃度為原濃度的90%時，即固定床被穿透。三、實驗裝置設(shè)備與材料分光光度計、分析天平、量筒、燒杯、容量瓶、酸式滴定管、玻璃棒、研缽、顆粒活性炭、振蕩器、四、實驗數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果原溶液亞甲基藍的濃度：20m

7、g/L1、亞甲基藍溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：數(shù)據(jù)記錄表：用量mL0.51251015濃度mg/L0.010.020.040.10.20.3吸光度0.0160.0860.1210.3470.7371.147亞甲基藍標(biāo)準(zhǔn)曲線：2、顆粒與粉末活性炭用間歇法吸附的對比實驗：顆粒C質(zhì)量g吸光度濃度mg/LlgCc0-cc0-c/mlgco-c/m21.0180.269946-0.5687219.730059.8650270.994098330.780.208093-0.6817419.791916.5973020.819366440.3710.101798-0.9922619.89824.974550.696

8、753850.2160.061516-1.2110119.938483.9876970.600722160.0310.013436-1.8717219.986563.3310940.522586970.0110.008238-2.0841519.991762.8559660.455753100.0020.005899-2.2291919.99411.999410.30090193、固定床活性炭高度比較實驗27ml的活性炭固定床時間T/min10152025303540吸光度0.290 0.168 0.209 0.199 0.276 0.230 0.280 濃度mg/L0.081 0.049 0

9、.060 0.057 0.077 0.065 0.078 時間T/min45505560657080吸光度0.292 0.305 0.339 0.500 0.662 0.690 0.680 濃度mg/L0.081 0.085 0.093 0.135 0.177 0.185 0.182 時間T/min90100110120130140150吸光度0.715 0.715 0.761 0.799 0.824 0.829 0.852 濃度mg/L0.191 0.191 0.203 0.213 0.220 0.221 0.227 時間T/min160170180190200210220吸光度0.947

10、0.923 0.979 0.975 0.966 0.989 0.966 濃度mg/L0.251 0.245 0.260 0.259 0.256 0.262 0.256 16ml的活性炭固定床時間10152025303540吸光度0.429 0.676 0.798 0.933 0.970 0.995 1.126 濃度mg/L0.117 0.181 0.213 0.248 0.257 0.264 0.298 時間45505565758595吸光度1.014 0.994 1.178 1.194 1.396 1.438 1.398 濃度mg/L0.269 0.264 0.312 0.316 0.368 0.379 0.369 時間105115125135145155165吸光度1.480 1.522 1.596 1.640 1.724 1.800 1.854 濃度mg/L0.390 0.401 0.420 0.432 0.453 0.473 0.487 時間175185195205215吸光度1.892 1.892 1.870 1.888 1.866 濃度mg/L0.497 0.497 0.491 0.496 0.490 五、總結(jié)與反思