《水污染控制原理》课程教学课件（案例PPT）第3案例 动态吸附模型应用

G武汉理工大学研究生精品课程水污染控制原理环境工程学硕学位课主讲人：方继敏

武汉理工大学研究生精品课程 水污染控制原理 环境工程学硕学位课 主讲人：方继敏

水污染控制原理第3案例动态吸附案例麦草对水中苯胺的动态吸附主讲人：方继敏E-mail: 196379@163.com

第3案例 动态吸附案例 麦草对水中苯胺的动态吸附 主讲人：方继敏 E-mail：196379@163.com 水污染控制原理

水污染控制原理·主要内容：通过对苯胺初始浓度、流速等因素对穿透曲线的影响，采用BDST模型对动态实验数据进行线性拟合，研究麦草对水中苯胺的动态吸附性能。·重点：BDST模型应用，通过拟合得到动态吸附模型·案例来源：王利平等.麦草对水中苯胺的动态吸附研究.环境工程学报，2011.5（12）：2756

水污染控制原理 ⚫ 主要内容： 通过对苯胺初始浓度、流速等因素对穿透曲线的影响，采用BDST模型对动态实 验数据进行线性拟合，研究麦草对水中苯胺的动态吸附性能。 ⚫ 重点： BDST模型应用，通过拟合得到动态吸附模型 ⚫ 案例来源： 王利平等.麦草对水中苯胺的动态吸附研究.环境工程学报，2011.5（12）：2756

I、内容说明水污染控制原理吸附剂：经粉碎、洗涤、烘干后处理的麦草段吸附质：苯胺溶液吸附装置：降流式固定床吸附器，以转子流量计和聚四氟乙烯活塞控制进出口流速。穿透曲线：文中以C=0.5C.时为穿透点

1、内容说明 水污染控制原理 ◆ 吸附剂：经粉碎、洗涤、烘干后处理的麦草段 ◆ 吸附质：苯胺溶液 ◆ 吸附装置：降流式固定床吸附器，以转子流量计和聚四氟乙 烯活塞控制进出口流速。 ◆ 穿透曲线：文中以Ct=0.5C0时为穿透点

I、内容说明水污染控制原理①BDST模型模拟No1(3-1)1tCoKCov式中：t为工作时间，min；N.为吸附容量，mg/dm3；Co为进水吸附质浓度，mg/L；C.为出水吸附质浓度，mg/L；v为空柱流速，cm/min；H为吸附床厚度，cm；K为吸附速率常数，L/(mgmin)当t=to.5(C/Co=0.5)时，上式可变形为：NoY(3-2)tosCov即BDST模型应该是通过原点的一条直线

1、内容说明 水污染控制原理 ①BDST模型模拟 (3-1) 式中：t为工作时间，min；N0为吸附容量，mg/dm3；C0为进水吸附质浓 度，mg/L；Ce为出水吸附质浓度，mg/L；v为空柱流速，cm/min；H为吸附床 厚度，cm；K为吸附速率常数，L/(mg·min) 当t=t0.5(Ct /C0=0.5)时，上式可变形为： (3-2) 即BDST模型应该是通过原点的一条直线

I、内容说明水污染控制原理②穿透时间误差计算公式：[(to 5)exp - (to.s) theoZ-1(to5)exp(3-3)× 100%=N式中：(to.5)exp和(to.5)exp分别为实验和模型预测数据；N为观测数据的个数

1、内容说明 水污染控制原理 ②穿透时间误差计算公式： (3-3) 式中：(t0.5)exp和(t0.5)exp分别为实验和模型预测数据；N为观测数据的个数

2、BDST模型拟合水污染控制原理BDST模型模拟根据（3-2）绘制的t=tos时的BDST模型模拟结果见图3-1，苯胺初始浓度为53.65mg/L，流速3.1mL/min。由图3-1可知，拟合曲线相关系数30蒜膜为0.9975，说明BDST模型能够较273.0407H+08558N-0.997524好的描述吸附床厚与穿透时间的(uut2关系。采用拟合方程计算出的理论穿透时间经计算，其误差小于125%，也能够表明BDST模型的有10效性。时i（mim)图3-1麦草固定吸附床吸附苯胺BDST模型

2、BDST模型拟合 水污染控制原理 ⚫ BDST模型模拟 根据（3-2）绘制的t=t0.5时的BDST模型模拟结果见图3-1，苯胺初始浓度为 53.65mg/L，流速3.1mL/min。 图3-1 麦草固定吸附床吸附苯胺BDST模型 由图3-1可知，拟合曲线相关系数 为0.9975，说明BDST模型能够较 好的描述吸附床厚与穿透时间的 关系。采用拟合方程计算出的理 论穿透时间经计算，其误差小于 5%，也能够表明BDST模型的有 效性

2、BDST模型拟合水污染控制原理BDST模型预测保持吸附床高度不变、分别调节苯胺初始浓度、苯胺流速，预测穿透时间。表3-IBDST模型对新流速和新浓度时穿透时间的预测CoHCQ2(las)apCa.sarea2ae(cm)(%)(min)(min)(mg/L)(mg/D)(mL/min)(ml./min)(min/em)(min/em)6.553.653.11.85.2435.0034.043.042.833.13.13.0420,053.046.553.6519.761.453.046.553.653.15.01.549.899.950.616.58.73.1119.053.0453.6518.91122.903.273.046.553.6553.653.13.0420.0519.761.453.0453.653.11.016.596.771.6911.0710.96由表-1可知，流速为1.8、3.1和5.0时的穿透时间与BDST模型预测的时间误差分别为2.83%、1.45%和0.61%，表明可用BDST模型预测仅改变流速时的穿透时间

2、BDST模型拟合 水污染控制原理 ⚫ BDST模型预测 保持吸附床高度不变、分别调节苯胺初始浓度、苯胺流速，预测穿透时间。 表3-1 BDST模型对新流速和新浓度时穿透时间的预测 由表-1可知，流速为1.8、3.1和5.0时的穿透时间与BDST模型预测的时间 误差分别为2.83%、1.45%和0.61%，表明可用BDST模型预测仅改变流速时的 穿透时间

3、研究结论水污染控制原理BDST模型能够充分的描述麦草吸附床高度与穿透时间之间的关系，且对仅改变苯胺初始浓度或流速时的穿透时间进行预测时可以得到较满意的结果

3、研究结论 水污染控制原理 BDST模型能够充分的描述麦草吸附床高度与穿透时间之间的关系，且对仅 改变苯胺初始浓度或流速时的穿透时间进行预测时可以得到较满意的结果

本讲回顾水污染控制原理1）采用BDST模型得到动态吸附的参数（2）利用得到的BDST模型应用于动态吸附实验

本讲回顾 水污染控制原理 （1）采用BDST模型得到动态吸附的参 数 （2）利用得到的BDST模型应用于动态 吸附实验