农药废水难降解COD粉末活性炭吸附试验方案
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XX公司废水深度处理
粉末活性炭实验方案
设计人员：
指导人员：
一、实验目的
1．了解粉末活性炭吸附法对废水的处理效果。
2．确定粉末活性炭的最佳投加量。
3．确定粉末活性炭的最佳反应时间。
二、实验原理
1．活性炭种类
活性炭由于原料来源、制造方法和外观形状不同，品种众多。
按原料来源分，可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等)、 矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。
按制造方法分，可分为化学炭和物理炭，化学炭的孔隙中次微孔、中孔（即孔直径或孔宽大于1.5nm的孔隙）较发达，物理炭的微孔（孔直径或孔宽小于1.5nm的孔隙）发达。
按外观形状分，可分为粉末活性炭和颗粒活性炭。一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭，把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗粒活性炭。
2．吸附原理
根据吸附过程中，活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附；当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少。 3．实验产品
根据各类活性炭的性质，我们综合废水水质、活性炭吸附能力、活性炭吸附速率、活性炭再生、投资成本和运行成本考虑，选取粉末活性炭作为本实验的吸附剂。现可供实验使用的有江苏燎原活性炭、德胜3号活性炭和德胜4号活性炭。
三、 实验设备、仪器
1. 调速磁力搅拌机 3台
2. 分析天平 1个
3. 500ml烧杯 4个
4. 250ml烧杯 3个
5. 100ml烧杯 3个
6. 100ml量筒 1个
7. 玻璃漏斗 3个
8. 铁架台 1个
9. 45um滤纸若干
四、详细实验步骤
1、验证1‰粉末活性炭0.5h的吸附效果
本实验采用江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，活性炭投加量为1‰（质量比），反应时间为30分钟。各产品对废水COD的去除效果，记录在表1中。
表1 活性炭对原水COD的去除效果表
投加量
1‰ 搅拌时间
h 原水COD
mg/L 出水COD
mg/L COD去除率 色度
江苏燎原 0.5 120 19.2 84% 透明无色
德胜3号 0.5 120 35.2 70.7% 透明无色
德胜4号 0.5 120 67.2 44% 透明无色
（1） 取3个500 ml的烧杯，各取500 ml原水，并将装有水样的烧杯分别置于磁力搅拌机上。
（2） 用分析天平称取0.5g江苏燎原活性炭置于1号烧杯中。
（3） 将搅拌子置于1号烧杯中，开启磁力搅拌机，进行搅拌（中速150r/min，0.5h）。
（4） 德胜3号、德胜4号重复（2）、（3）步操作。
（5） 停止搅拌，静置1 min，然后用45um滤纸分别过滤3个烧杯中的上清液，滤液50ml。
（6） 分别检测3个水样的COD（GB/T 11914-1989 重铬酸钾法）。
2、验证1‰粉末活性炭1h的吸附效果
本实验采用江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，活性炭投加量为1‰（质量比），反应时间为1小时。各产品对废水COD的去除效果，记录在表2中。
表2 活性炭对原水COD的去除效果表
投加量
1‰ 搅拌时间
h 原水COD
mg/L 出水COD
mg/L COD去除率 色度
江苏燎原 1 120 13.2 89% 透明无色
德胜3号 1 120 47.2 60.7% 透明无色
德胜4号 1 120 47.2 60.7% 透明无色
（1） 取3个500 ml的烧杯，各取500 ml原水，并将装有水样的烧杯分别置于磁力搅拌机上。
（2） 用分析天平称取0.5g江苏燎原活性炭置于1号烧杯中。
（3） 将搅拌子置于1号烧杯中，开启磁力搅拌机，进行搅拌（中速150r/min，1h）。
（4） 德胜3号、德胜4号重复（2）、（3）步操作。
（5） 停止搅拌，静置1 min，然后用45um滤纸分别过滤3个烧杯中的上清液，滤液50ml。
（6） 分别检测3个水样的COD（GB/T 11914-1989 重铬酸钾法）。
3、验证0.75‰粉末活性炭0.5h的吸附效果
本实验采用江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，活性炭投加量为0.75‰（质量比），反应时间为30分钟。各产品对废水COD的去除效果，记录在表3中。 表3 活性炭对原水COD的去除效果表
投加量
0.75‰ 搅拌时间
h 原水COD
mg/L 出水COD
mg/L COD去除率 色度
江苏燎原 0.5 120 51.2 57.3% 透明无色
德胜3号 0.5 120 71.2 40.7% 透明无色
德胜4号 0.5 120 47.2 60.7% 透明无色
（1） 实验过程参考实验1。
4、验证0.75‰粉末活性炭1h的吸附效果
本实验采用江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，活性炭投加量为0.75‰（质量比），反应时间为1小时。各产品对废水COD的去除效果，记录在表4中。
表4 活性炭对原水COD的去除效果表
投加量
0.75‰ 搅拌时间
h 原水COD
mg/L 出水COD
mg/L COD去除率 色度
江苏燎原 1 120 51.2 57.3% 透明无色
德胜3号 1 120 55.2 54% 透明无色
德胜4号 1 120 67.2 44% 透明无色
（1） 实验过程参考实验2。
5、验证0. 5‰粉末活性炭0.5h的吸附效果
本实验采用江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，活性炭投加量为0.5‰（质量比），反应时间为30分钟。各产品对废水COD的去除效果，记录在表5中。
表5 活性炭对原水COD的去除效果表
投加量
0.5‰ 搅拌时间
h 原水COD
mg/L 出水COD
mg/L COD去除率 色度
江苏燎原 0.5 120 99.6 17% 透明无色
德胜3号 0.5 120 119.6 0.3% 透明无色
德胜4号 0.5 120 149.6 -24.6% 透明无色
（2） 实验过程参考实验1。
4、验证0.5‰粉末活性炭1h的吸附效果
本实验采用江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，活性炭投加量为0.5‰（质量比），反应时间为1小时。各产品对废水COD的去除效果，记录在表4中。
表6 活性炭对原水COD的去除效果表
投加量
0.5‰ 搅拌时间
h 原水COD
mg/L 出水COD
mg/L COD去除率 色度
江苏燎原 1 120 57.6 52% 透明无色
江苏燎原 5 120 63.6 47% 透明无色
德胜3号 1 120 75.6 37% 透明无色
德胜4号 1 120 87.6 27% 透明无色
（2） 实验过程参考实验2。
五、实验结果
1、对于江苏燎原、德胜3号和德胜4号三种粉末活性炭产品，经过不同投加量和不同反应时间的对比，可知江苏燎原活性炭对原水COD的去除效果最好。
2、粉末活性炭投加量为1‰、0.75‰和0.5‰时，1‰和0.75‰可使原水COD降至50mg/L以下，投加量为0.5‰时，反应时间超过1小时，才能使原水COD降至50mg/L以下。江苏燎原、德胜3号和德胜4号粉末活性炭均可将原水COD降至50mg/L以下。
3、活性炭吸附法除COD，与反应时间有关联，投加量大时，反应时间比较短，投加量小时，反应所需时间比较长，超过1小时。
