臭氧实验装置一站式服务平台
当前位置: 主页 > 实验方案 > 臭氧+活性炭实验方案
实验方案
臭氧+活性炭实验方案
来源: www.ozonelab.cn 发布时间:2020-01-15 浏览次数:

 臭氧+活性炭实验方案
臭氧活性炭是很好的污水处理臭氧复合工艺,其试验方案如下:
一、实验目的
1、了解臭氧制备的基本原理以及工艺流程;
2、考察反应时间、臭氧投加量对COD去除效果的影响;
3、加深理解活性炭吸附的基本原理;
4、通过尝试性实验来分析确定影响RO浓水中COD及氨氮去除率的因素。
二、实验原理
由于活性炭微孔孔隙小,限制了对大分子物质的吸附,O3可破坏物质分子结构,形成小分子,增大活性炭吸附容量。
1、臭氧预氧化
臭氧单元处理主要是催化氧化法,臭氧之所以表现出强氧化性,是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子,在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH,它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等。
直接反应:污染物+ O3→产物或中间物(PH<4时)
有选择性,速度慢;
间接反应:污染物+ HO·→产物或中间物(PH>4时)
无选择性,HO·(E0=2.8V)电位高,反应能力强,速度快,可引发链反应,使许多有机物彻底降解。
2、活性炭吸附
在吸附过程中,活性炭比表面积起着主要的作用。同时,被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象,又有化学吸附现象。当活性炭对水中所含杂质吸附时,水中的溶解性杂质在活性炭表面集聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面,重新进入水中即发生解吸现象。当吸附和解吸处于动态平衡状态,称为吸附平衡。
在水和污水处理中通常用Fruendlich表达式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量,即:
qe=KC(1/n)
式中:qe——吸附容量(mg/g);
       K——与吸附比表面积、温度有关的系数;
       n——与温度有关的常数,n>1;
       C——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)。
这是一个经验公式,经常用图解方法求出K、n的值,为了方便易解,往往将式(1)变换成线性对数关系式:
lgqe=lg(C0-C)/m=lgK+(1/n)lgC
式中:C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L);
       C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L);
       m——活性炭投加量(g/L)。
三、实验试剂及器材
臭氧发生装置一套、COD测定仪、PH计、电动搅拌机、各种玻璃器皿、活性炭、98%浓硫酸、氢氧化钠等。
四、实验方法和步骤
1、实验方法
首先将RO浓水经过臭氧预氧化装置进行处理后,再通过活性炭进行吸附,最后,通过静置沉淀或者过滤移除活性炭。取上清液测定溶液的COD值及氨氮含量。
2、实验步骤
臭氧预氧化处理
(1).熟悉装置流程、仪器设备和管路系统,并检查连接是否完好。
(2).开启电源,开启制氧机开关,将制氧机出口气体流量为     L/min,此时出口压力为     MPa。
(3).通臭氧发生器的冷却用水。
(4).水保护和气体保护警示灯熄灭后,开启臭氧发生器启动开关。
(5).将变频变压器分别调到50V、75V、100V、125V、150V和175V,测定臭氧浓度,并绘出电压与臭氧浓度关系曲线。
(6).将RO浓水用水泵打入水箱并进入反应柱内,打开反应柱的排水阀门,使柱内维持     m水柱高度,控制流量在     L/h,即停留时间为     min。
(7).调节变频变压器,稳定后使接触反应柱内高度约为水柱高度的一半。此时变频变压器电压为     V,计算臭氧浓度为     mg/L,臭氧投加量为     mgO3/L水,并测定进水和出水COD、进柱臭氧和柱顶尾气臭氧浓度。
(8).维持气体流量和臭氧投加量不变,改变(增加和减少各一次)停留时间到     min,此时进水流量为     L/h,计算臭氧浓度为     mg/L,计算变频电压器电压为     V,测定进水和出水色度、进柱臭氧和柱顶尾气臭氧浓度。
(9).实验完毕后,首先停发生器的电源(先降压、再停电),然后停冷却水,最后再停气源,并关闭有关阀门。
活性炭吸附实验
(1).将活性炭粉末用蒸馏水洗去细粉;
(2).在三角玻璃瓶中,装入以下重量的已经准备好的活性炭粉末,见下表:
表1.活性炭投加量

序号 1 2 3 4 5 6 7
活性炭(mg) 0 20 40 60 80 100 120
 
(3).向三角锥形瓶中各注入100mL经臭氧预处理后的RO浓水,在电动搅拌机下搅拌1h。
(4).停止搅拌后,通过静置沉淀或者用滤纸过滤将活性炭移除。
(5).取上清液测定溶液的COD值及氨氮含量。
(6).计算RO浓水COD及氨氮的去除率。
五、实验结果与讨论
六、注意事项

下一篇:臭氧脱色实验