(2)吸附等温线

　　实验结果分别拟合弗兰德里希(Freundlich)和兰格缪尔(Langmuir)吸附模型。

　　两种吸附等温线模型的表达式为：

　　Freundlich吸附等温线模型

　　Langmuir吸附等温线模型

　　式中qe为平衡吸附容量，即单位重量的活性炭所吸附污染物的重量(mg/g)，m为活性炭的用量(mg)，Ce为液相的平衡浓度(mg/L)，kf为最大吸附容量(mg/g)(L/mg)n，1/n为Freundlich吸附等温线模型的常数，b(L/mg)为Langmuir吸附等温线模型的常数，qm (mg/g) 为最大吸附容量。

　　图2.1碳基高价银分子晶体电池对铬的吸附等温线 图2.2椰壳活性炭对铬的吸附等温线

　　Figure 2.1 carbon-based high-priced silver molecular Figure 2.2 coconut shell activated carbon on the

　　crystal cell on the adsorption isotherms of chromium isotherms of chromium

　　图2 Freundlich拟合两种炭对铬的吸附等温线

　　Figure 2 Freundlich fitting two kinds of carbon on the adsorption isotherms of chromium

　　图3.1碳基高价银分子晶体电池对铬的吸附等温线 图3.2椰壳活性炭对铬的吸附等温线

　　Figure 3.1 carbon-based high-priced silver molecular Figure 3.2 coconut shell activated carbon on the

　　crystal cell on the adsorption isotherms of chromium isotherms of chromium

　　图3 Langmuir拟合两种炭对铬的吸附等温线

　　Figure 3 Langmuir fitting two kinds of carbon on the adsorption isotherms of chromium

　　表2 两种吸附等温线的拟合参数 活性炭种类 等温线模型 参数 r2 碳基高价银分子

　　晶体电池 Freundlich kf=4.3011; 1/n =0.1324 0.8019 Langmuir qm=4.24; b =0.125 0.9993 椰壳活性炭 Freundlich kf=1.0073; 1/n =0.4416 0.9514 Langmuir qm=1.47; b =0.242 0.9938 从图2～3和表2可以看出，采用Langmuir吸附等温线模型进行实验数据的拟合，相关系数均达到0.99以上，这说明铬在两种活性炭上的吸附呈单分子层形式，两种活性炭对铬的吸附均符合Langmuir模式，且吸附性能良好。

　　(3)溶液pH值对吸附铬效果的影响

　　结果如图所示。虚线为pH对椰壳碳吸附铬的影响，实线为pH对碳基高价银分子晶体电池吸附铬的影响。

　　图4 溶液pH对两种炭吸附铬的影响

　　Figure 4 the influence of solution pH on the adsorption of Cr by two kinds of carbon

　　从图4可以看出，溶液的酸性越强，两种活性炭对铬的吸附效果越好，当溶液pH大于5时，两种活性炭对铬几乎没有去除效果。这是因为，活性炭表面存在着大量的含氧基团，如羟基、羧基、酚羟基、正内酯基以及环式过氧基等，有研究表明，含氧基团对氢氧根离子的亲和力大于铬酸根和重铬酸根。而活性炭在吸附六价铬的过程中会产生氢氧根离子[5]，在酸性条件下，产生的氢氧根离子很快与水中的氢离子中和，随着吸附的进行水的pH值有所提高。而当pH值大于5.0时，活性炭表面的吸附位置被氢氧根离子夺取，因此活性炭对六价铬的吸附能力下降[6,7]。

　　2.2两种活性炭滤柱对铬的去除效果

　　研究碳基高价银分子晶体电池滤柱和椰壳活性炭滤柱在相同的运行条件下，不同接触时间、不同进水铬浓度，滤柱对铬的去除效果。《室外给水设计规范》中规定活性炭的空床接触时间为6～20min，实验中采用了两种滤速，滤速为1.2m/h，10cm、20cm、30cm厚度滤层出水的空床接触时间分别为5min、10min、15min;滤速为1.9m/h，10cm、20cm、30cm厚度滤层出水的空床接触时间分别为3.2min、6.3min、9.5min。

　　(1)滤速1.2m/h，两种滤柱对铬的吸附去除效果试验

　　表3 滤速1.2m/h，两种滤柱的出水剩余铬浓度(mg/L) 取样口位置 进水铬浓度(mg/L) 接触时间(min) 0.15 0.25 0.35 0.5 0.75 碳基高价银分子晶体电池滤柱出水 10cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 5 20cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 10 30cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 15 椰壳活性炭滤柱出水 10cm滤层出水 0.04 0.075 0.172 0.306 0.409 5 20cm滤层出水 0.004 0.004 0.050 0.120 0.165 10 30cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.018 15 由表3可见，碳基高价银分子晶体电池滤柱，对进水浓度0.75 mg/L的水样，经10cm、20cm、30cm炭层厚度的出水浓度均达到最低检测值，所以，10cm炭层厚度即为其有效炭层厚度，即所有实验超标水样，经10cm炭层厚度出水后，铬的浓度远低于生活饮用水标准中铬的限值0.05 mg/L。

　　对于椰壳活性炭滤柱，0.75mg/L的水样，经30cm炭层厚度的出水浓度才能达最低限值，因此30cm炭层厚度为其有效炭层厚度。

　　(2)滤速1.9m/h，两种滤柱对铬的吸附去除效果试验

　　表4滤速1.9m/h，两种滤柱的出水剩余铬浓度(mg/L) 取样口位置 进水铬浓度(mg/L) 接触时间(min) 0.15 0.25 0.35 0.5 0.75 碳基高价银分子晶体电池滤柱出水 10cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 3.2 20cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 6.3 30cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 9.5 椰壳活性炭滤柱出水 10cm滤层出水 0.075 0.101 0.217 0.345 0.499 3.2 20cm滤层出水 0.010 0.017 0.101 0.165 0.261 6.3 30cm滤层出水 0.004 0.004 0.004 0.024 0.075 9.5 由表4可看出，对于碳基高价银分子晶体电池滤柱，滤速提高，接触时间缩短，但对所有实验超标水样，10cm炭层厚度的出水，铬的浓度仍远低于生活饮用水标准中的限值0.05 mg/L。

　　对于椰壳活性炭滤柱，出水中铬的浓度随滤速的提高而增大，对于进水浓度低于0.5mg/L的铬水样，经30cm炭层厚度的出水，铬的浓度低于生活饮用水标准中的限值，但进水浓度0.75mg/L的铬水样，仍高于生活饮用水标准中的限值。

　　3 结论

　　(1) 两种炭的快速吸附时间为10min，当吸附时间为30min时，基本达吸附平衡，碳基高价银分子晶体电池的吸附量可达吸附总量的88.2%，椰壳活性炭的吸附量仅为碳基高价银分子晶体电池吸附量的1/3。

　　(2) 吸附的机理一般为化学反应吸附或捕集物理吸附，由于活性炭吸附可以用Langmuir模型进行较好的拟合，线性相关系数均在0. 99以上，说明铬在活性炭上的吸附属单分子层吸附，该吸附过程属于物理吸附和化学吸附并存的运动过程，但当吸附到达一定的时间后，吸附运动基本达到一种动态平衡。

　　(3)两种炭对铬的吸附处理中，溶液的pH值影响很大，在pH>5的情况下，活性炭对铬的吸附几乎为0。在实际应用中，若pH值过低，对水厂的设备和构筑物会产生腐蚀，因此可以调节pH为4～5之间。

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