1、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= 35mm1000mm3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
2、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。进 水 单 空 橡 胶 塞单 空 橡 胶 塞 隔 板 隔 网 承 托 层活 性 炭 层有 机 玻 璃 管四、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
3、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 5001700m2/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（式 1）tKc1vHNexpln1cl 00B0 因 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vHKNexp0式可得（式 2）1clnKNvCt B00式中 t工作时间，h；v流速，即空塔速度，m
4、/h；H活性炭层高度，m；K速度常数，m 3/(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/m 3 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（式 3）1clnKNvB0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
5、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原水吸光度 E= 原水浓度= 允许出水浓度 C0=炭柱厚 H1= H2= H3=出水浓度滤速 1 滤速 2 滤速 3工作时间 t(min)柱 1 柱 2 柱 3 柱 1 柱 2 柱 3 柱 1 柱 2 柱 3（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？
