400噸/天一體化生活污水處理設(shè)備
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acf布飽和吸附量測定方法
(1)用電子天平測量進(jìn)行預(yù)處理后的acf布質(zhì)量，記為g1。
(2)用電子天平測量測量飽和吸附后的acf布質(zhì)量，記為g2。
(3)按公式(2)處理即可得到飽和吸附量q。
q=(g2-g1)/g1(2)
1.5風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率測定方法
(1)把實(shí)驗(yàn)要求的acf負(fù)載到鐵框上，放到吸附室的固定位置上。
(2)在調(diào)控裝置上調(diào)控風(fēng)機(jī)運(yùn)行的交流電頻率，由測風(fēng)儀測定風(fēng)速是否符合實(shí)驗(yàn)要求，若不符合，則繼續(xù)調(diào)控交流電頻率至風(fēng)速合適為止。
(3)在調(diào)控好風(fēng)速后，可在調(diào)控裝置上讀出該
交流電頻率下的電流i和電壓u，由公式(3)即可算出相應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率p
p=iu(3)
1.6活性炭纖維吸附性能測定實(shí)驗(yàn)方案
本次實(shí)驗(yàn)中，選擇風(fēng)速(a)、acf布數(shù)(b)、acf布孔(c)以及環(huán)己烷流量(d)作為考察acf布吸附環(huán)己烷的吸附性能的4個(gè)因素，每個(gè)因素選擇2個(gè)水平，按l8(24)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，具體測定方案見表2和表3。
2結(jié)果與討論
2.1acf布對環(huán)己烷的吸附性能測定結(jié)果與討論
2.1.1acf布飽和吸附時(shí)間和飽和吸附量測定結(jié)果
本次正交實(shí)驗(yàn)中，acf布吸附環(huán)己烷的飽和吸附時(shí)間和飽和吸附量測定結(jié)果見表4。
表中sⅰ是因素水平為1的飽和吸附時(shí)間加和，sⅱ是因素水平為2的飽和吸附時(shí)間加和；sⅰ'是因素水平為1的飽和吸附量加和，sⅱ'是因素水平為2的飽和吸附量加和。從表4看出活性炭纖維是有吸附性能的，其吸附屬于物理性吸附，當(dāng)表面層的物質(zhì)粒子受到指向內(nèi)部的拉力，會(huì)產(chǎn)生不平衡力場，acf表面向周圍的介質(zhì)中捕獲其他的物質(zhì)粒子，使不平衡力場得到一定補(bǔ)償。揮發(fā)性有機(jī)化合物在活性炭纖維表面以多段微孔填充的方式迅速、穩(wěn)定地聚集于acf微孔內(nèi)[7,8]?；钚蕴坷w維的優(yōu)異吸附性能，源于它的高比表面積。日本學(xué)者金子克美提出，由于孔壁勢場的疊加效應(yīng)，當(dāng)孔徑是吸附質(zhì)分子直徑的2倍時(shí)，較容易發(fā)生吸附[9]。對于活性炭等多孔材料，吸附主要發(fā)生在內(nèi)部的微孔部分，大孔和中孔主要起傳遞作用。相比之下(見圖3)，常規(guī)活性碳纖維是表面性單分散微孔材料，同樣比表面積，能夠產(chǎn)生吸附作用的面積更大，因而吸附、脫附速度更快、吸附量更大。
如圖4所示，在風(fēng)速為1.5m/s和2.1m/s時(shí)，sⅱ比sⅰ大，sⅱ’比sⅰ’小，即風(fēng)速增大，會(huì)延長acf布的飽和吸附時(shí)間，同時(shí)會(huì)降低acf布的飽和吸附量。雖然風(fēng)速越大，環(huán)己烷分子可以更快地接觸acf布而被吸附，加快吸附的過程；但同時(shí)，風(fēng)速的增大會(huì)使得環(huán)己烷分子更快地通過acf布而不容易被吸附，甚至有部分環(huán)己烷分子會(huì)因風(fēng)速增大而脫附，降低了acf布的吸附的效率，使飽和吸附量降低，同時(shí)延長acf布的吸附飽和時(shí)間，這一點(diǎn)與前人的研究結(jié)果相符合[10]。
目前，活性碳纖維被應(yīng)用于處理各種的有機(jī)廢氣，其相應(yīng)的研究成果也有很多：本研究主要是以吸附法為主體，活性炭纖維布作為吸附材料，環(huán)己烷作為vocs的模擬物，通過正交實(shí)驗(yàn)探討風(fēng)速、環(huán)己烷流量、acf布數(shù)以及acf布孔等因素對acf布的飽和吸附時(shí)間和飽和吸附量的影響；同時(shí)比較acf布在無孔和有孔的情況下，風(fēng)機(jī)運(yùn)行所需要的功率，為合理使用acf布處理vocs提供依據(jù)，為進(jìn)一步處理提供依據(jù)。
1.3.1活性炭纖維布的預(yù)處理
活性炭纖維布在使用前，要先裁剪成面積略大于48cm×48.5cm的塊狀布，若是實(shí)驗(yàn)中要求有孔的acf布，則在布上均勻地剪出9個(gè)直徑約1cm的小洞(見圖1)。裁剪后，在烘箱中以100℃烘6個(gè)小時(shí)左右。在烘完冷卻后，應(yīng)立即轉(zhuǎn)移至密封袋中，防止重新吸附空氣中。
1.3.2吸附流程
活性炭纖維布吸附環(huán)己烷實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示。首先，開動(dòng)風(fēng)機(jī)，由調(diào)控裝置和測風(fēng)儀調(diào)控風(fēng)速至符合實(shí)驗(yàn)要求。然后把足量的環(huán)己烷倒入燒杯中，由流量型蠕動(dòng)泵定量抽送到數(shù)顯調(diào)節(jié)儀上進(jìn)行加熱(80℃)后噴出進(jìn)入風(fēng)道，經(jīng)風(fēng)機(jī)引動(dòng)以一定的流速進(jìn)入acf吸附室，此時(shí)，可在風(fēng)道前段的特定位置用voc儀測定環(huán)己烷的初始濃度。在acf吸附室中由多孔鐵框負(fù)載acf布，用于吸收通入的環(huán)己烷，通過吸附室后的氣體在風(fēng)道后段的特定位置用voc儀進(jìn)行定時(shí)(3min)的環(huán)己烷濃度測定并記錄。
1.4acf布吸附性能測定方法
1.4.1acf布飽和吸附時(shí)間測定方法
(1)把實(shí)驗(yàn)要求的acf負(fù)載到鐵框上，放到吸附室的固定位置上。(2)按相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求調(diào)控好風(fēng)速和環(huán)己烷流量后，開動(dòng)流量型蠕動(dòng)泵，同時(shí)開始計(jì)時(shí)。(3)計(jì)時(shí)開始后，在風(fēng)道的前段的特定位置，使用voc儀測定環(huán)己烷的初始濃度并記錄；在測定環(huán)己烷初始濃度以后，在開始計(jì)時(shí)后的第3分鐘測定風(fēng)道后段的環(huán)己烷濃度，此后，每隔3分鐘測定1次并記錄，直到環(huán)己烷濃度恒定在一個(gè)小范圍(±0.1)不變后，停下風(fēng)機(jī)和流量蠕動(dòng)泵。(4)將上面得到的環(huán)己烷初始濃度記為c0，每隔3分鐘所測得的環(huán)己烷濃度記為ct，按公式(1)處理，即可得到相應(yīng)時(shí)間的環(huán)己烷透過率q：q=ct/c0(1)處理完成后，做一個(gè)q-t的曲線關(guān)系圖，即可在圖上找到相應(yīng)的飽和吸附時(shí)間。