【摘要】：本研究旨在探尋提高活性炭吸附法對(duì)水中氨氮去除性能的方法并初步探討機(jī)理。利用Beohm滴定法測(cè)定未改性活性炭表面官能團(tuán)內(nèi)酯基、羧基和酚羥基,其含量分別為0.904mmol/g,1.179 mmol/g,0.466 mmol/g。對(duì)水中氨氮吸附達(dá)到平衡的時(shí)間為10min,平衡吸附量為0.97mg/g。其吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,存在化學(xué)吸附。未改性活性炭對(duì)水中氨氮的吸附量在堿性條件下大于酸性條件。未改性活性炭對(duì)氨氮溶液中NH_3分子的吸附是明顯的雙層吸附,NH_3分子在未改性活性炭上第一層的飽和吸附量為2mg/g左右。利用硝酸氧化法對(duì)活性炭改性,其表面酸性官能團(tuán)總量隨著改性溫度的升高而增加,隨著改性時(shí)間的延長(zhǎng)先增加后減少。使活性炭表面酸性官能團(tuán)總量最大的改性條件為:硝酸為1mol/L,溫度為65℃,時(shí)間為6h(該活性炭表示為AC(N1-65℃-6h))。活性炭的吸附量隨其表面酸性官能團(tuán)總量的增加而增加。AC(N1-65℃-6h)對(duì)水中氨氮吸附達(dá)到平衡的時(shí)間為30min。平衡吸附量較未改性活性炭增加至4.73mg/g。AC(N1-65℃-6h)對(duì)水中氨氮的吸附方式既有物理吸附,又有化學(xué)吸附。在一定濃度范圍內(nèi),35℃以下溫度時(shí),主要吸附方式為物理吸附;35℃及其以上的較高溫度時(shí),主要吸附方式為化學(xué)吸附。15℃、25℃、35℃、65℃的吸附等溫線存在峰值,溫度越高,吸附量峰值對(duì)應(yīng)的氨氮平衡濃度越低。AC(N1-65℃-6h)對(duì)水中氨氮的吸附量為堿性條件大于酸性條件。但pH值為10時(shí)AC(N1-65℃-6h)的吸附量較pH值為12時(shí)大,可能原因是調(diào)節(jié)pH值時(shí)引入鈉離子的量不同,形成競(jìng)爭(zhēng)吸附的程度不同。NH_3分子是AC(N1-65℃-6h)吸附水中氨氮的優(yōu)勢(shì)組分,并且是AC(N1-65℃-6h)的吸附量較未改性活性炭增大的主要因素。AC(N1-65℃-6h)對(duì)NH_3分子吸附的第一層飽和吸附量約7mg/g,較未改性活性炭增加5mg/g。
【學(xué)位授予單位】：河北建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【圖文】：

第 2 章 活性炭的吸附理論第 2 章 活性炭的吸附理論吸附即在相界面上發(fā)生物質(zhì)的累積或濃集現(xiàn)象[57]。在污、廢水處理中，要利用活性炭表面對(duì)廢水中物質(zhì)進(jìn)行捕獲。1 吸附速率吸附速率是指單位質(zhì)量的活性炭在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量[57]。吸附定了廢水和活性炭的接觸時(shí)間。吸附速率越快，則接觸時(shí)間越短。吸附速于活性炭對(duì)吸附質(zhì)的吸附過(guò)程。吸附過(guò)程包括吸附質(zhì)遷移到活性炭表面、活性炭?jī)?nèi)和吸附反應(yīng)三個(gè)步驟，如圖 2-1。

線吸附等溫線與溶質(zhì)的初始濃度無(wú)關(guān)，可以確定溶液的初量做實(shí)驗(yàn)，也可以確定活性炭投加量而改變?nèi)芤旱某跏急绕胶鉂舛茸銐虼蠹纯蒣58]。等溫線的吸附量一般通過(guò)測(cè)定溶液在與活性炭接觸前相同溫度下進(jìn)行吸附后繪制。吸附量 q（mg/g）的計(jì)算q = ( 0 ) —廢水容積，L;—活性炭投加量，g；—原水中吸附質(zhì)濃度，mg/L；—吸附平衡時(shí)溶液中剩余的吸附質(zhì)濃度，mg/L。將液相單組分吸附等溫線分為 S，L，H，C 型 4 個(gè)種[61]，如圖 2-2。

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