实验十活性炭动态吸附实验装置

实验五活性炭动态式吸附实验

一、实验目的

1、熟悉动态吸附实验的基本操作过程； 2、加深理解吸附的基本原理；

3、掌握用连续流法确定活性炭动态吸附处理污水设计参数的方法。

二、实验装置及材料

每套试验装置分两组，每组由三根活性碳柱串联而成，活性碳有机玻璃管尺寸：直径×高度=φ35mm×1000mm×3根×2组；活性碳装填厚度：500mm。

连续式活性炭吸附装置具体结构如图1所示。

图1 连续式活性炭吸附装置

三、实验步骤

1、绘制亚甲基蓝标准曲线

用移液管分别吸取浓度为100mg/L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刻度处，摇匀，以蒸馏水为参比，在波长470nm处，用1cm比色皿测定吸光度，绘出标准曲线。

2、配制10mg/L的亚甲兰溶液，测定其吸光度，并记入到表1中。 3、在有机玻璃管中装入经水洗烘干后的活性炭。

4、打开进水泵，调节流量计分别以40、80、120mL/min的流量进行实验。 5、在每一流速运行稳定后，每隔10-30min由各炭柱取样，测定出水吸光度，至出水中吸光度达到进水吸光度的0.9-0.95为止，记录结果在表1。

四、实验相关知识点

活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是目前国内外应用比较多的一种非极性吸附剂。与其它吸附剂相比，活性炭具有微孔发达、比表面极大的特点。通常比表面极可以达到500~1700m2/g，这是其吸附能力强，吸附容量大的主要原因。

活性炭作为吸附剂的吸附操作有间歇式和连续流动态式。由于间歇式静态吸附法处理能力低，设备多，故在工程中多采用活性炭进行连续吸附操作。连续流活性炭吸附性能可用博哈特（Bohart）和亚当斯（Adams）关系式表达，即

cKN0H

ln01lnexp1Kc0t （式1）

vcB

KN0H

因exp》1，所以上式等号右边括号内的1可忽略不计，则工作时间t由上

v

式可得

t

c0N0v

Hln1 （式2） C0vKN0cB

式中 t——工作时间，h；

v——流速，即空塔速度，m/h； H——活性炭层高度，m；

K——速度常数，m3/(mg/h)或L/(mg/h)；

N0——吸附容量，即达到饱和时被吸附物质的吸附量，mg/L； c0——入流溶质浓度，mol/m3或(mg/L)； cB——允许流出溶质浓度，mol/m3或(mg/L)。

工作时间为零的时候，能保持出流溶质浓度不超过cB的炭层理论高度称为活性炭层的临界高度H0。其值可根据上述方程当t=0时进行计算，即

H0

c0v

ln1 （式3） KN0cB

在试验时，如果取工作时间为t，原水样溶质浓度为c01，用三个活性炭住串联，第一个柱子出水为cB1，即为第二个活性炭柱的进水c02，第二个活性炭柱的出水为cB2，就是第三个活性炭柱的进水c03，由各柱不同的进出水浓度可求出流速常数K值及吸附容量N。五、实验数据及结果整理

1、连续流吸附实验

(1)实验测定结果按表1填写。

表1 连续流炭柱吸附实验记录

（2）记录实验数据，并根据t-c关系确定当出水溶质浓度等于Cb时各柱的工作时间t1、t2、t3。

（3）根据式2以时间ti为纵坐标，以炭层厚H为横坐标，给t、H值，直线截距为ln(C0/Cb-1)/KC0，斜率为N0/C0V

(4)将已知C0、Cb、V等值代入，求出流速常数K和吸附容量N0值。（5）根据式3求出每一流速下炭层临界深度H0值。

（6）按表1给出各滤速下吸附设计参数K、H0、N0值，或绘图，以供设备设计时参考。

六、注意事项

连续流吸附实验中，如果第一个活性炭柱出水中COD值很小，小于20mg/L，则可增大流量或停止后即吸附柱进水。反之，如果第一个吸附柱出水COD与进水浓度相差甚小，可较少进水量。七、思考题

1、连续流的升流式和降流式运动方式各有什么缺点？

2、实验结果受哪些因素影响较大，该如何控制？