主頁(yè) > 技術(shù)文章 > 活性炭吸附實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 2024-09-03

活性炭吸附實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

一、活性炭吸附實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解活性炭的吸附工藝及性能；
2.掌握用間歇法確定活性炭處理污水的設(shè)計(jì)參數(shù)的方法。
二、實(shí)驗(yàn)要求
1.學(xué)生學(xué)會(huì)測(cè)試不同廢水的色度水質(zhì)指標(biāo)；
2.根據(jù)廢水水質(zhì)選擇所用的活性炭類型；
3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出所選活性炭對(duì)廢水色度的去除效率；
三、實(shí)驗(yàn)原理
活性炭吸附就是利用活性炭的固體表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的�；钚蕴康奈阶饔卯a(chǎn)生于兩個(gè)方面，一是由于活性炭?jī)?nèi)部分子在各個(gè)方向都受著同等大小的力而在表面的分子則受到不平衡的力，這就是其他分子吸附于其表面上，此為物理吸附；另一個(gè)是由于活性炭與被吸附物質(zhì)之間的化學(xué)作用，此為化學(xué)吸附�；钚蕴康奈绞巧鲜鰞煞N吸附綜合作用的結(jié)果。當(dāng)活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時(shí)，即單位時(shí)間內(nèi)活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時(shí)，被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度和在活性炭表面的濃度均不再變化，而達(dá)到了平衡，此時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡稱為活性炭吸附平衡。而此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度稱為平衡濃度�；钚蕴康奈侥芰σ晕搅縬表示
V(C₀-C)Xq=M=M
式中：q----活性炭吸附量，即單位質(zhì)量的吸附劑所吸附的物質(zhì)質(zhì)量，g/g
V----污水體積，L
C₀,C----分別為吸附前原水及吸附平衡時(shí)污水中的物質(zhì)濃度，g/L
X----被吸附物質(zhì)量，g
M---活性炭投加量，g
在溫度一定的條件下，活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高，兩者之間的變化曲線稱為吸附等溫線，通常用費(fèi)蘭德利希經(jīng)驗(yàn)式加以表達(dá)。
q=K·C^1/n
q----活性炭吸附量。g/g
C----被吸附物質(zhì)平衡濃度，g/L
K,n----與溶液的溫度、pH值以及吸附劑和被吸附物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。
K,n的求法如下。通過(guò)間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)的q、C一一相應(yīng)之值，將費(fèi)蘭德利希經(jīng)驗(yàn)式取對(duì)數(shù)后變換為下式：
㏒q=㏒K+1/n㏒C
當(dāng)q、C相應(yīng)值點(diǎn)繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，所得直線的斜率為1/n，截距為K。
四、實(shí)驗(yàn)所需儀器、設(shè)備、材料（試劑）（黑體，小4號(hào)字）
1. 色素（紅色和藍(lán)色）1瓶
2.振蕩器 1臺(tái)
3.500ml三角瓶6個(gè)，150ml燒杯6個(gè)
4.活性炭粒狀和粉狀
5.漏斗4個(gè)及支架 1 個(gè)
6.濾紙，玻璃棒
7.溫度計(jì)1個(gè)
8.移液管或者針管1個(gè)
9.臺(tái)秤或天平1臺(tái)
10.量筒100ml 1個(gè)
11.色度儀1臺(tái)
五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求、實(shí)驗(yàn)條件、方法及步驟
預(yù)習(xí)部分：
1.查閱活性炭處理工藝的相關(guān)章節(jié)，了解活性炭的凈水機(jī)理及影響活性炭吸附效果的主要因素。
2.了解常用的活性炭的特性。
3.了解水凈化實(shí)驗(yàn)研究方法和基本測(cè)試技術(shù)。
實(shí)驗(yàn)部分：
1.根據(jù)教師給出的具體實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間，執(zhí)行被審核后的實(shí)驗(yàn)方案。
2.記錄實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、操作運(yùn)行、測(cè)試方法和實(shí)驗(yàn)方向等方面的問(wèn)題。
3.做好實(shí)驗(yàn)記錄，并對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析，教師簽字確認(rèn)。
實(shí)驗(yàn)步驟
1.將某污水用濾布過(guò)濾，去除水中懸浮物或自配污水，測(cè)定該污水的色度等值。
2.將活性炭放在蒸餾水中浸24小時(shí)，然后放在105℃烘箱內(nèi)烘至恒重，再將烘干后的活性炭壓碎，使其成為能通過(guò)200目一下篩孔的粉狀炭。因?yàn)榱　罨钚蕴恳_(dá)到吸附平衡耗時(shí)太長(zhǎng)，往往需數(shù)日或數(shù)周，為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诙虝r(shí)間內(nèi)結(jié)束，所以多用粉狀炭。
3.在5個(gè)500ml的三角燒瓶中分別投加0mg、100mg 200mg、300mg、400mg粉狀活性炭。
4.在每個(gè)三角瓶中投加同體積的過(guò)濾后的污水（一般200ml或300ml），使每個(gè)燒瓶中的色度與活性炭濃度的比值在0.05-5.0之間。
5.測(cè)定水溫，將三角瓶放在振蕩器上震蕩，當(dāng)達(dá)到吸附平衡（時(shí)間延至濾出液的色度值不再改變）時(shí)即可停止振蕩。（時(shí)間一般為30min以上）
6.過(guò)濾各三角瓶中的污水，測(cè)定其剩余色度值，求出去除率。實(shí)驗(yàn)記錄如表
活性炭間歇吸附實(shí)驗(yàn)記錄

序號(hào)	原污水			出水			污水體積/mL	活性炭加量/mg	色度去除率/%
序號(hào)	pH	水溫/℃	色度	pH	水溫/℃	色度	污水體積/mL	活性炭加量/mg	色度去除率/%

實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理
1.按原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算色度去除率
實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括下述內(nèi)容：
(1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br /> (2) 實(shí)驗(yàn)原理；
(3) 實(shí)驗(yàn)裝置和方法；
(4) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)整理結(jié)果；
(5) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論。
六、思考題
1.吸附等溫線有什么現(xiàn)實(shí)意義？
2.作吸附等溫線時(shí)為何要用粉狀炭？

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