活性炭吸附实验方案

活性炭吸附实验方案1.实验目的本实验用亚甲基蓝（C16H18ClN3S）代替工业废水中有机污染物，采用活性炭吸附法，探究活性炭投放量、吸附时间等因素对活性炭吸附性的影响，探究活性炭处理有机污染水体时的最优工艺参数。2.实验原理2.1活性炭特性活性炭是水处理吸附法中广泛应用的吸附剂之一，有粒状和粉状两种。其中粉末活性炭应用于水处理在国内外已有较长的历史。活性炭是一种暗黑色含炭物质，具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。它化学性质稳定，可耐强酸强碱，具有良好吸附性能，是多孔的疏水性吸附剂。活性炭最初用于制糖业，后来广泛用于去除受污染水中的有机物和某些无机物。它几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造，活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成空隙，形成许多形状各异的细孔。其孔隙占活性炭总体积的70%～80%，每克活性炭的表面积可高达500～1700平方米，但99.9％都在多孔结构的内部。活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积[1,2]。2.2活性炭在水处理中的运用用活性炭吸附法处理污水或废水就是利用其多孔性固体表面，吸附去除污水或废水中的有机物或有毒物质，使之得到净化。研究表明，活性炭对分子量500-1000范围内的有机物具有较强的吸附能力。活性炭对有机物的吸附受其孔径分布和有机物特性的影响，主要是受有机物的极性和分子大小的影响。同样大小的有机物，溶解度越大、亲水性越强，活性炭对它的吸附性越差，反之，对溶解度小，亲水性差、极性弱的有机物如苯类化合物、酚类化合物等具有较强的吸附能力[3]活性炭水处理的主要影响因素有:活性炭的性质、吸附质性质、吸附质的浓度、溶液pH、溶液温度、多组分吸附质共存和吸附操作条件等[4].3.仪器与药品仪器可见分光光度计恒温摇床药品亚甲基蓝、粉末活性炭(PAC)、不定型颗粒活性炭(GAC)4.实验操作4.1亚甲基蓝标线绘制1、配制100mg/L的亚甲基蓝溶液：称取0.1g亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000ml容量瓶中，并稀释至标线。2、用移液管分别移取亚甲基蓝标准溶液5、10、20、30、40ml于100ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至100ml刻度线处，摇匀，以水为参比，在波长664nm处，用1cm比色皿测定吸光度，绘出标准曲线。4.2吸附实验4.2.1投加量的影响分别称取0.01、0.02、0.04、0.08、0.09、0.l2gGAC或PAC，加入到100mL浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液中，放入恒温振荡器中振荡，设置转速为130r/min，反应60min，取上清液测定剩余溶液的吸光度，考察活性炭投加量对亚甲基蓝去除率的影响。4.2.1吸附时间的影响分别称取0.05gGAC或PAC，加入到100mL浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液中，放入恒温振荡器中振荡,设置转速为130r/min，分别振荡10、20、30、60、90、120min，在不同时刻取上清液测定剩余溶液的吸光度，考察对吸附时间亚甲基蓝去除率的影响。4.2.2初始浓度的影响分别称取0.05gGAC或PAC至一系列250mL的磨口锥形瓶中,然后倒入100mL不同浓度(l0mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L)的亚甲基蓝溶液，放入恒温振荡器中振荡,设置转速为130r/min，反应60min，取上清液测定剩余溶液的吸光度，考察亚甲基蓝初始浓度对去除率的影响。4.2.3吸附等温线在一系列250mL锥形瓶中分别加入0.05gGAC或PAC之后向瓶内倒入100mL浓度分别为10、20、30、40、50、60、70、80、90、100mg/L的亚甲基蓝溶液,此时活性炭的投加量为0.50g/L，放入恒温摇床中振荡，设置转速为130r/min。吸附饱和后，取上清液测定亚甲基蓝平衡浓度(Ce)，根据吸附前后亚甲基蓝浓度差、溶液体积和吸附剂用量计算活性炭对亚甲基蓝的吸附容量(qe)。对试验数据分别做Langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线拟合。4.2.4穿透曲线从吸附柱（20cm）上口流进100mg/L的亚甲基蓝溶液，从吸附柱出口接样调节其流量到所需要的值，一定时间间隔后接样，分析其浓度。直到出口浓度接近初始浓度为止，实验结束。引用[1]沈渊玮,陆善忠.活性炭在水处理中的应用[J].工业水处理,2007,04:13-16.[2]王丁明,曹国凭,贾云飞,刘鹏程.活性炭吸附技术在水处理中的应用[J].北方环境,2011,11:190-191.[3]郭瑞霞,李宝华.活性炭在水处理应用中的研究进展[J].炭素技术,2006,01:20-24.[4]王宝庆,陈亚雄,宁平.活性炭水处理技术应用[J].云南环境科学,2000,03:46-49.