1210y = 1855.7x + 3.156781/qR2 = 0.9784642000.0010.0021/p0.0030.004
图9-2 习题9.1图中1/q－1/p的关系曲线
由lnq?1/nlnp?lnk，整理数据如下：
lnp lnq
5.59 -2.30
7.38 -1.61
8.63 -1.20
9.41 -1.05
作lnq和lnp的直线
02-0.5-1y = 0.3336x - 4.1266R2 = 0.988746810lnq-1.5-2-2.5lnp
图9-3 习题9.1图 lnq和lnp的关系曲线
由以上计算可知，用Freundlich等温方程拟合更好一些。同时计算参数如下： 1/n=0.3336，n=3，lnk=-4.1266，k=0.016，所以等温线方程为q?0.016p1/3 题设条件下，甲醛的物质的量为n?质量为m?0.0048?30?0.144g
假设达到吸附平衡时吸附量为
p?pV12000?0.001??0.0048mol RT8.314?298q，则此时的压力为
?0.144?2q??8.314?298/30
0.00116
将q?0.016p1/3代入，可以求得p?89Pa
所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为101.3?12?89.3kPa
9.2 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：
平衡浓度COD /(mg?L-1) A吸附量/ [mg?g(活性
炭)-1]
B吸附量/[mg?g(活性
炭)-1]
100
500
1000
1500
55.6 192.3 227.8 326.
1
47.6 181.8 294.1 357.
3
398.4 357.1
378.8 434.8
476.2 394.7
2000
2500
3000
试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。 解：由数据可得吸附的平衡曲线如下：
Langmuir吸附等温线方程为q?k1qm?/?1?k1??，变形后可得整理数据如下：
?q??qm?1，k1qm? ?/q(A) ?/q(B)
100 1.80 2.10
500 2.60 2.75
1000 4.39 3.40
1500 4.60 4.20
2000 5.60 5.02
2500 6.60 5.75
3000 7.60 6.30
作?/q和?的直线
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600吸附量/ mg g(活性炭)-1500400300200100001000200030004000AB平衡浓度 COD/mgL-1
图9-4 习题9.2图吸附等温线
987654321001000200030004000y = 0.0015x + 1.9829R2 = 0.9979y = 0.0019x + 1.8046R2 = 0.9802AB?/q ?
图9-5 习题9.2图 ?/q和?的关系曲线
由直线可知，用Langmuir吸附等温线方程可以很好地拟合吸附曲线。 分别求得方程的常数为
活性炭A： 1/qm=0.0019，qm=526，1/k1qm=1.8046，k1=0.00105 活性炭B： 1/qm=0.0015，qm=667，1/k1qm=1.9829，k1=0.00076
比较两种活性炭的吸附平衡常数，可以看到B的饱和吸附量要大于A，比表面积较大，吸附容量比较大；而A的吸附系数比较大，吸附的性能较好。
9.3 有一初始浓度（比质量分数）为Y0的流体，要求用吸附剂将其浓度降低到Y2（对应的固体相的吸附质比质量分数为X2）。试证明：两级错流吸附比单级吸附节约吸收剂。
证明：对单级吸附，由物料衡算有G?Y0?Y2??L?X2?X0?
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所以吸附剂的用量为L?G?Y0?Y2?/?X2?X0?
对于二级错流吸附，第一级吸附剂用量为L1，一级流出流体的浓度为Y1，第一级吸附剂用量为L2，一级流出流体的浓度为Y2
假设两级所用吸附剂总量为LT，LT?L1?L2，两级的物料衡算方程分别为
G?Y0?Y1??L1?X1?X0? G?Y1?Y2??L2?X2?X1?
两式相加，并且设L2?mL1
可得LT?G?Y0?Y2??m?X1?X0???X2?X0????1?m??，
因为?X1?X0???X2?X0? 所以
m?X1?X0???X2?X0?1?m?m?X2?X0???X2?X0?1?m
即
m?X1?X0???X2?X0?1?m??X2?X0?
所以
G?Y0?Y2?G?Y0?Y2? ?m?X1?X0???X2?X0??X2?X0?1?m上式即为LT?L
9.4 用活性炭固定床对生物处理出水进行深度处理，已知生物处理出水COD浓度为100mg/L，要求活性炭吸附后出水COD浓度达到5mg/L。在不同的空床速度和床层高度下，测得的穿透时间如下：
空床速度/(m?h-1) 10 12.5
床高/m 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 穿透时间/h 148.6 82.1 19
452.7 238.7 751.9 398.4 1047.3 564.3 1355.2 718.6 15 51.3 153.3 249.6 352.1 448.9 （1）求不同空床流速下的Bohart-Adams公式的参数，并作空床流速对这些参数的曲线。
（2）在进水浓度和处理要求相同的情况下，求空床速度为12m/h，床层高度为1.5m时的穿透时间（认为此时仍然符合Bohart-Adams公式）。
解：（1）固定床的穿透时间与床高的关系式为tb?Bz?A，其中B????，由实验数据，作t和z的直线 1bln?0?1??0K??B?1600140012001000y = 1501.7x - 449.28y = 799.3x - 239.02y = 497x - 146.56N0， ?0vA?tb/h800600400200000.5z/m11.5
图9-6 习题9.4图tb和z的关系曲线
由直线的斜率和截距可以计算得到不同空床流速下的Bohart-Adams公式的参数，
v /(m?h-1) 10 12.5 15 1501.7 799.3 497 B N0 /(mg?L-1) 1.50×106 9.99×105 7.45×105 449.28 239.02 146.56 A K /[L(mgh)-1] 6.54×10-5 12.3×10-5 20.1×10-5 0.299 0.299 0.295 zA /m 空床流速对这些参数的曲线如下
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