中華人民共和國電力行業(yè)標準

水處理用活性炭性能試驗導則

DL/T 582—95

Guide for performance test of activated carbon for water treatment 

中華人民共和國電力工業(yè)部 1995-08-11批準               1995-12-15實(shí)施

1 主題內容與適用范圍

1.1 主題內容

    本導則規定了我國水處理系統中活性炭吸附過(guò)濾器使用的活性炭的物理性 能、吸附性能、運行參數及有關(guān)的試驗方法。

1.2 適用范圍

    本導則適用于水處理系統中澄清水在進(jìn)入反滲透器前或陽(yáng)離子交換器前、后的 吸附過(guò)濾裝置，主要是為了降低水中有機物含量及去除水中余氯。

2 引用標準

    GB 7702.1～13—87 煤質(zhì)顆?；钚蕴吭囼灧椒?/span>

    GB 7701.1～6—87 煤質(zhì)顆?；钚蕴?/span>

    HG 3—1290—80 活性炭質(zhì)量標準

3 技術(shù)內容

3.1 活性炭的物理性能

    粒狀活性炭：

    材料：果殼(核桃殼、山核桃殼、杏仁殼、山楂殼、椰子殼)；

    比表面積：≥500m2/g；

    總孔容積：＞0.9cm3/g；

    粒度：10～28目(1.651～0.589mm)占90%；

    強度：≥90%；

    充填密度：0.40～0.50g/cm3；

    干燥減量：≤10%；

    pH值：大于或等于。

3.2 活性炭的吸附性能

    碘吸附值大于或等于1000mg/g；

    苯酚吸附值大于或等于450mg/g。

3.3 活性炭的運行參數

3.3.1 水質(zhì)要求：

    進(jìn)水水質(zhì)：進(jìn)水濁度小于或等于2mg/L；進(jìn)水余氯小于1mg/L。

    出水水質(zhì)：出水小于2.0mg/L；出水余氯小于0.1mg/L。

    出水與總陰離子含量之比小于0.004。

    水質(zhì)pH≤5。

3.3.2 運行流速：5～15m/h。

3.3.3 工作壓力：≤0.6MPa。

3.3.4 運行周期：24h左右反洗一次，或進(jìn)、出口總壓差升到0.05～0.1MPa時(shí)須 反洗。

3.3.5 反洗方式：放水，空氣擦洗，最后水反洗。

3.3.6 反洗過(guò)程中：

    空氣擦洗強度：≤20L/(m2·s)；

    水反洗強度：≤14L/(m2·s)；

    水正洗強度：≤1.5L/(m2·s)；

    空氣擦洗時(shí)間：15～20min；

    水反洗時(shí)間：20～30min；

    水正洗時(shí)間：120min或出水變清時(shí)結束。

3.3.7 炭層高度大于或等于2000mm。

3.3.8 年損耗率小于或等于5%。

3.3.9 失效標準：去除率小于或等于20%。

3.3.10 再生方式：強制放電再生方式(推薦)。

3.4 活性炭使用前的處理

    電廠(chǎng)水處理用活性炭通常使用的是顆粒狀的果殼炭，一般有核桃殼、山核桃 殼、山楂殼、杏仁殼、椰子殼等，以椰子殼為最好。具體活性炭的選擇通過(guò)活性炭 的篩選試驗來(lái)確定。使用前必須對要使用的活性炭進(jìn)行預處理。

3.4.1 用5%(V/V)的HCl溶液浸泡活性炭，12～２４h以后，棄去廢酸液。

3.4.2 用除鹽水正洗，洗去活性炭中殘留的HCl(以5%AgNO3溶液檢驗)，然后以除 鹽水反洗。

3.4.3 棄去存水，刮去上層炭末，最后以除鹽水正洗到硬度(1/2Ca２++1/2Mg2+)＜ 10μmol/L。

    預處理完畢的活性炭進(jìn)行裝載后即可使用，裝載方法有人工裝入法、真空吸入 法和皮帶輸送法。

3.5 活性炭使用后的再生

    活性炭的再生方法有多種。本導則推薦強制放電再生技術(shù)，采用該技術(shù)再生 時(shí)，可使失效的活性炭的干燥、焙燒、活化三個(gè)階段一次完成，再生后活性炭的吸 附恢復率可達95%以上，接近新的活性炭水平，而每次再生的炭損小于2%。

4 有關(guān)試驗方法

4.1 活性炭粒度的測定

4.1.1 概述

    在粒度儀上用分樣篩將一定數量的試樣進(jìn)行篩分，用保留在各篩層上的活性炭 的質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數來(lái)表示試樣的粒度分布。

4.1.2 儀器

    粒度測定儀(見(jiàn)圖1)：轉速150±2r/min，偏心距20±1mm；

圖1  粒度測定儀

1－篩子；2－篩架；3－底盤(pán)；4－減速器；5－電動(dòng)機；6－調節螺釘

    方孔分樣篩：直徑200mm，高50mm；

    天平：鑒別力閾0.1g；

    秒表；

    刷子。

4.1.3 操作

4.1.3.1 依據產(chǎn)品技術(shù)要求，選取一組相應的篩層，按篩孔大小順序排列，安放在 粒度儀上。

4.1.3.2 用天平稱(chēng)取50g水分不大于5%的均勻試樣，倒入儀器的最上層篩子內，蓋 上篩蓋，扣緊全套篩子。起動(dòng)電動(dòng)機，同時(shí)撳動(dòng)秒表，讓儀器運轉180±3s。

4.1.3.3 松開(kāi)夾子，拿出篩蓋，依次輕輕取下各篩層，并將各層中的試樣用瓷盤(pán)分 別收集。對卡在篩孔上的炭粒，可輕輕拍打篩框及用毛刷刷下，也作該篩層上的 篩分。

4.1.3.4 在天平上依次稱(chēng)量每一篩層以及底盤(pán)內的篩分質(zhì)量，分別與試樣總質(zhì)量進(jìn) 行比較，求出各種顆粒的百分率。

4.1.4 計算

粒度Wi按下式計算：



式中 mi——第i層篩上的活性炭質(zhì)量，g；

     m——試樣的總質(zhì)量，g；

    Wi——第i段粒度。

4.2 活性炭充填密度的測定

4.2.1 概述

    在一定容積的容器中緊密地填充試樣，求出單位體積的質(zhì)量。

4.2.2 儀器

    量筒：100mL；

    圓木板：直徑100mm，厚度10mm，固定于試驗臺上；

    秒表；

    天平：鑒別力閾0.1g；

    粒度測定儀。

4.2.3 操作

4.2.3.1 取水分、粒度符合產(chǎn)品技術(shù)要求的試樣120mL，用測定該產(chǎn)品粒度時(shí)使用 的最小孔徑(最下層)篩層在粒度儀上過(guò)篩，除去試樣中的粉塵及個(gè)別碎粒。

4.2.3.2 以每次20mL的量將試樣加入容量為100mL的量筒內。每加一次樣后，要 將量筒在圓木板上輕輕敲擊，使試樣振實(shí)，直至試樣在持實(shí)狀態(tài)下充滿(mǎn)100mL。敲 擊時(shí)，用手指抓住量筒上部，使量筒與試驗臺(木板)呈80°左右的傾角，讓量 筒底部邊緣輕輕撞擊在板上，并緩慢旋轉之，使其底部四周均勻受擊。敲擊時(shí)間 每次約半分鐘，敲擊頻率為140～150次/min。

4.2.3.3 將量筒內試樣倒入容器內稱(chēng)量。

4.2.4 計算

    充填密度ρ(g/L)按下式計算：

 

式中 ——試樣的測定結果，g/100mL。

4.3 活性炭干燥減量的測定

4.3.1 概述

    求出試樣在恒溫干燥器內干燥后的減量。

4.3.2 儀器及裝置

4.3.2.1 平型稱(chēng)量瓶：60mm×30mm；

4.3.2.2 恒溫干燥器。

4.3.3 操作

4.3.3.1 在已知重量的平型稱(chēng)量瓶中稱(chēng)量約10g試樣，蓋上瓶塞后稱(chēng)量(精確至 10mg)，試樣在稱(chēng)量瓶底面上盡量厚度均勻。

4.3.3.2 取下瓶蓋，將稱(chēng)量瓶和瓶蓋在調節到115±5℃的恒溫干燥器中干燥3h。

4.3.3.3 在干燥器中冷卻后，蓋上瓶蓋稱(chēng)量，算出減量。

4.3.4 計算



式中 N——干燥減量；

   Δm——減量，Δm=m-m＇，g；

     m——試樣質(zhì)量，g；

     m＇——干燥后試樣的質(zhì)量，g。

圖2  強度測定儀

1－鋼筒；2－滾軸；3－皮帶輪；4－電動(dòng)機；5－底座

4.4 活性炭強度的測定

4.4.1 概述

    試樣在儀器內經(jīng)受一定的機械磨損，骨架和表層同時(shí)受到破壞。將被破壞的炭 粒篩除，求出保持顆粒完整部分所占的百分數作為試樣的強度。

4.4.2 儀器

    強度測定儀(見(jiàn)圖2)：鋼筒轉速50±2r/min；鋼筒內徑80mm，有效長(cháng)度 120mm，壁厚3mm，在內壁有對稱(chēng)分布的縱筋兩條，筋高10mm，寬4mm，長(cháng) 120mm；每個(gè)鋼筒內放置直徑為14.3±0.2mm的軸承滾珠5個(gè)；

    粒度測定儀；

    天平：鑒別力閾0.1g；

    秒表；

    量筒：100mL。

4.4.3 操作

4.4.3.1 取100mL試樣放入烘箱內，在105~110℃下烘干2h(也可用紅外線(xiàn)加熱干 燥)，然后在粒度儀上用測定該產(chǎn)品粒度時(shí)使用的最小孔徑(最下層)之篩層進(jìn)行篩 選，除去粉塵。水分小于1%的試樣不必烘干，但必須過(guò)篩。

4.4.3.2 用量筒量取50mL經(jīng)過(guò)篩選的試樣，在天平上稱(chēng)其質(zhì)量，然后裝入強度測定 儀的鋼筒內，旋緊筒蓋，水平放置(如圖2所示)在強度儀滾軸間，開(kāi)動(dòng)儀器并同時(shí) 撳動(dòng)秒表，運轉300±5s。

4.4.3.3 取下鋼筒，開(kāi)蓋倒出鋼球(滾珠)，將試樣移至粒度儀上仍用前述篩層進(jìn)行第 二次過(guò)篩，過(guò)篩時(shí)間為180±3s。收集保留在篩層上的試樣并稱(chēng)其質(zhì)量，與球磨 前的質(zhì)量進(jìn)行比較，求出試樣強度。

4.4.4 計算

強度(W)按下式計算：

式中 m2——球磨后保留在篩層上的試樣質(zhì)量，g；

     m1——球磨前試樣的質(zhì)量，g；

     W——試樣的強度。

4.5 活性炭比表面積的測定

4.5.1 概述

    本方法采用BET標準試驗方法測定活性炭的比表面積。以已知量的氮氣引入 含有冷卻至液氮溫度的已知質(zhì)量的樣品的定量體積中。在樣品的表面上吸附一單層 氮原子，并按壓力與體積的關(guān)系計算出未被吸附的氣體量。根據吸附的氮量和每一 氮分子占據的表面積計算出每克樣品的平方米比表面積。

4.5.2 意義

    氣體分子可以達到的比表面積是評價(jià)活性炭的氧化速率的重要參數。BET法 為可達比表面積的直接的可復驗的測量手段。

4.5.3 儀器

    圖3為BET表面積測量?jì)x的示意圖。所有管路旋塞和貯氣瓶均用玻璃制成。

圖3  BET表面積測量?jì)x

1-Hg壓限壓閥；2-水捕集器；3-炭吸收器；4-壓縮室；5-量管；

6-毫克量槽低壓計；7-汞量器；8-Hg擴散泵；9-冷卻捕集器

4.5.4 校準

    在儀器安裝前，對量管的每一小室的體積，必須精確測定。測定方法是，先稱(chēng) 量空的量管，再將量管體積充滿(mǎn)汞，重新稱(chēng)量即得。

4.5.5 操作

4.5.5.1 除去雜質(zhì)。將系統和樣品于1.3mPa或更小的壓力下脫氣，樣品溫度為375 ±25℃。

    關(guān)閉旋塞S1～S2和S9，向氦和氮的貯氣瓶充氦和氮至稍高于大氣壓。使氣體 通過(guò)350℃下的爐內銅絲，除去氦和氮中的氧。水冷凝在液氮冷卻的水捕集器中。通 過(guò)液氮冷卻的炭吸收器除去氦中惰性氣體以外的痕量雜質(zhì)。

4.5.5.2 管路體積測量。管路體積是指量管的零起點(diǎn)、壓力計M1零起點(diǎn)和旋塞S4～ S7之間的空間體積。關(guān)閉旋塞S4、S5和S7，將氦慢慢地從氦貯氣瓶放入此管路的 空間體積內。將壓力計M1中的汞液面調到零起點(diǎn)，記錄氣體壓力p1。降低氣體量管 中的汞液面，使氣體膨脹，并將壓力計M1中的汞液面調到零起點(diǎn)。記錄量管體積 VB1、氣體壓力p2、量管溫度TB1和室溫TR1。

4.5.5.3 樣品室體積測量。管路體積加樣品管內的體積(包括樣品中氦可進(jìn)入的孔隙 的空間)為自由空間。樣品管浸在液氮中，將量管的汞液面調回到零起點(diǎn)，并慢慢 打開(kāi)旋塞S6。按以下程序測定液氮溫度：使旋塞S8轉向真空，通過(guò)旋塞S1供氮， 直到壓縮室內汞被排空；打開(kāi)旋塞S9，控制鋼瓶流量，通過(guò)杜瓦瓶中的液氮 使氮緩慢鼓泡；慢慢打開(kāi)旋塞S8，通向大氣，使壓縮室內的氮壓縮。記錄壓力計 M2上壓縮(冷凝)氮的壓力pN。記錄按圖4確定的液氮溫度TC。將壓力計M1的汞 液面調到零起點(diǎn)，記錄室溫TR2和氣體壓力p3。

圖4  氮的氣體壓力與溫度的關(guān)系

4.5.5.4 加氮。慢慢打開(kāi)旋塞S7，將自由體積抽空到1.33mPa。關(guān)閉旋塞S6和S7， 使量管的汞液面返回到零起點(diǎn)，由貯氣瓶補加氮。使氣體量管的汞液面下降，讓氣 體膨脹，并將壓力計M1的汞液面調到零起點(diǎn)。記錄量管體積VB1、氣體壓力p4、 量管溫度TB4和室溫TR4。

4.5.5.5 氮吸附。樣品管浸在液氮中，使量管的汞液面返回到零起點(diǎn)，慢慢打開(kāi)旋 塞S8。將壓力計M1的汞液面調到零起點(diǎn)，記錄量管溫度TB5、室溫TR5和氣體壓 力p5。使氣體量管的汞液面下降，讓氣體膨脹，并將壓力計M1的汞液面調到零 起點(diǎn)。記錄量管體積VB2、氣體壓力p5、量管溫度TB5和室溫TR5。重復前兩步操 作，至少測量三次以獲取壓力比(p5/pN)在0.05～0.35的范圍內。

4.5.6 計算

4.5.6.1 按下式計算管路體積V1：



4.5.6.2 按下式計算樣品室體積VC：



4.5.6.3 按下式計算標準溫度和壓力下引入氮的總體積VSTP：



4.5.6.4 按下式計算標準溫度和壓力下未被吸附的氮體積VN：

式中：為低溫下氮的修正值。

4.5.6.5 按下述計算樣品的比表面積Σ：

    繪制1/VA[p5/(pN-p5)]與p5/pN的關(guān)系線(xiàn)圖(其中VA=VSTP-VNA)，求出斜率S和截 距I。 

    按下式計算形成表面單分子層的標準溫度和壓力下的氮體積Vm：

    按下式計算比表面積Σ：



式中 W——樣品的質(zhì)量，g。

4.6 活性炭pH值的測定

4.6.1 概述

    試樣加水煮沸，冷卻后測定pH值。

4.6.2 儀器

    酸度計。

4.6.3 操作

4.6.3.1 稱(chēng)取干燥試樣3g，置于200mL三角瓶中。

4.6.3.2 加水100mL緩緩煮沸5min，密閉冷卻到室溫后，用酸度計測定水溶液的 pH值。

4.7 活性炭的吸附等溫線(xiàn)的測定

4.7.1 目的

    本方法是測定活性炭吸附性能的一種方法。吸附平衡通常用Freundlich方程式 及其等溫線(xiàn)表示。根據Frundlich方程式可以確定活性炭在水處理中的用量以及活 性炭的處理效率。

4.7.2 概述

    將不同量的炭樣，分別加入到盛有相同體積液體的容器中，在相同溫度下，充 分攪拌1h左右，使炭吸附達到平衡，然后過(guò)濾分出濾液和炭，分別測出濾液中雜 質(zhì)的剩余濃度。

 



式中 q——活性炭單位重量的吸附量；

    c——活性炭處理后的剩余濃度。

4.7.3 意義

    用這個(gè)方法可以測定若干不同吸附物質(zhì)的活性炭吸附等溫曲線(xiàn)。通常， Frundlich方程式得到的吸附等溫線(xiàn)為直線(xiàn)。其斜率越大，說(shuō)明活性炭吸附能力越 強。當1/n為0.1～0.5時(shí)，容易吸附。而1/n大于2時(shí)，則難于吸附。

4.7.4 操作(適于水溶液濃度大于10mg/L)

4.7.4.1 對于含10～100mg/L濃度的水，量取10等份每份500mL的代表性水樣， 分別移注于1000mL錐形燒瓶中。對于含大于100mg/L濃度的水，則量取10等份每 份100mL水樣，分別移注于500mL錐形燒瓶中。

4.7.4.2 在各個(gè)容器內添加0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0g和20.0g 稱(chēng)量精確到四個(gè)有效數位的烘干活性炭。記錄各個(gè)重量。

4.7.4.3 將最小劑量的炭移入含水樣的燒瓶中，附上標明炭重的標簽。搖晃燒瓶使 炭潤濕，蓋上瓶塞，置于攪拌器上，注意記時(shí)。隔一定時(shí)間達到充分混合后，對其 余水樣相繼重復這一操作程序。一般說(shuō)來(lái)有5min間隔時(shí)間就足夠了。剩下的一瓶 用作對比試樣。

4.7.4.4 每一燒瓶振蕩2h。

4.7.4.5 2h后立即用多個(gè)新的0.40～0.45μm膜濾器過(guò)濾每一樣品和對比樣品。

4.7.4.6 用濾液分析其被吸附的成分，記錄其結果及相應的重量。

4.7.5 操作(適于水溶液濃度小于10mg/L)

4.7.5.1 儲備炭懸浮液：準確稱(chēng)取1.0000g烘干活性炭，移入1L容量燒瓶，用水稀 釋至刻度。

4.7.5.2 量取8等份每份500mL要試驗的代表性水樣，分別移入8只各1000mL的 錐形燒瓶中。

4.7.5.3 用移液管吸取1mL儲備炭懸濁液(4.7.5.1)，移入含水樣燒瓶中。在移液過(guò)程 中劇烈混合炭漿。燒瓶貼標簽，蓋上塞子，置于攪拌器，注意記時(shí)。隔一定時(shí)間用 移液管吸取2.5、5.0、7.5、10.0、25.0mL和50.0mL炭漿加入不同燒瓶中，并 確證炭漿已劇烈混合好。每次添加后將每只燒瓶蓋上塞子，置于攪拌器上。一般有 5min間隔時(shí)間即可。最后一只燒瓶作對比試樣。炭漿的添加量分別為1.0，2.5， 5.0，7.5，10.0，25.0mg和50.0mg炭。

4.7.5.4 每只燒瓶振蕩2h。

4.7.5.5 2h后，立即用多個(gè)新的0.40～0.45μm膜濾器過(guò)濾每個(gè)樣品和對比試樣。

4.7.5.6 用濾液來(lái)分析被吸附的成分，并記錄分析結果和相應的炭重。

4.7.6 計算

 

式中 X——被吸附成分的毫克數；

     C0——用活性炭處理前濾液中成分濃度，mg/L；

     C——用活性炭處理后濾液中成分濃度，mg/L；

     V——樣品體積，L；

     W——活性炭的重量，g。

    用三周期雙對數坐標紙，橫坐標軸為剩余濃度C，縱坐標軸為X/W，然后將 各試驗點(diǎn)連接起來(lái)。若從橫坐標刻度上相當于起始濃度C0的一點(diǎn)作一垂直線(xiàn)，并將 等溫線(xiàn)外推到與此線(xiàn)相交，則可從縱坐標刻度上讀出相交點(diǎn)上的X/W值。該值稱(chēng) 為X/WC0，代表活性炭與進(jìn)入濃度平衡的吸附的雜質(zhì)量。該值表示該活性炭對 此吸附質(zhì)的起始吸附能力。見(jiàn)圖5。

圖5  數據作圖

4.8 活性炭的碘吸附值的測定

4.8.1 概述

    向一定質(zhì)量的試樣中加入定量碘液，充分振蕩使之吸附，然后用硫代硫酸鈉測 定碘的剩余濃度，求出每克試樣吸附碘的毫克數。

4.8.2 試劑和儀器

4.8.2.1 試劑

4.8.2.1.1 1%(W/V)淀粉指示劑：稱(chēng)取1g可溶性淀粉加水10mL混勻，并在攪拌下加 入到100mL熱水中，煮沸1min后，冷卻靜置，用其上部澄清液。本溶液應在使用 時(shí)配制。

4.8.2.1.2 0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液：稱(chēng)取26g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)和0.2g 無(wú)水碳酸鈉，溶于約1000mL不含碳酸的水中，再加約10mL的異戊醇，混勻后蓋上 塞子，靜置二天后使用。標定：將碘化鉀(標準試劑)置于130±10℃的恒溫干燥器中 干燥1.5～2h后，放入干燥器中冷卻，稱(chēng)取1～１.5g(精確至0.1mg)，加水溶解， 移入250mL容量瓶中，加水至刻度。從中準確吸取20mL于300mL三角瓶中，加 碘化鉀2g和(1+5)硫酸5mL，立即蓋上瓶塞，緩緩振蕩混勻于暗處靜置5min，加水 100mL，用該溶液滴定游離碘，當溶液呈淡黃色時(shí)加1%淀粉指示劑(4.8.2.1.1)1mL， 繼續滴定，當碘淀粉的藍色消失時(shí)即為終點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)行空白試驗。

    

式中 f——0.1mol/L硫代硫酸鈉的系數；

     a——碘化鉀重量，g；

     b——碘化鉀的含量，%；

     V——0.1mol/L硫代硫酸鈉的耗用量，mL；

     V＇——空白試驗中0.1mol/L硫代硫酸鈉的耗用量，mL；

0.003567——1mL0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液所對應的碘化鉀量，g。

4.8.2.1.3 0.1mol/L碘溶液：將25.0g碘化鉀溶于約30mL水中，再加入13g碘，在其 全部溶解后準確加水至1000mL，標定后將其準確調至0.1mol/L。本溶液在使用時(shí) 配制。

    標定：準確吸取25mL碘溶液，以0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液(4.8.2.1.2)滴定，當 溶液呈淡黃色時(shí)，加1%淀粉指示劑(4.8.2.1.1)1mL，繼續滴定，當碘淀粉的藍色消 失時(shí)即為終點(diǎn)。

4.8.2.2 儀器

    天平：鑒別力閾0.0001g;

    烘箱：0～200℃電熱恒溫干燥箱；

    振蕩器：每分鐘振蕩次數240次左右，振幅36mm左右；

    分樣篩：200目；

    干燥器：內裝變色硅膠或無(wú)水氯化鈣。

4.8.3 操作

4.8.3.1 將大約10g試樣磨碎到有90%以上能通過(guò)200目篩孔的程度，過(guò)篩后在 105～110℃下烘干2h，置干燥器內冷卻備用。

4.8.3.2 向容量為250mL干燥的磨口錐形瓶中稱(chēng)放0.5g(精確至0.0004g)按4.8.3.1所 述的試樣，用移液管加入50.00mL碘標準溶液。

4.8.3.3 蓋上瓶塞，置振蕩器上振蕩15min，靜置5min后用干濾紙將溶液過(guò)濾。

4.8.3.4 取10.00mL濾液放入容量為250mL的錐形瓶中，加水50mL，用0.1mol/L 硫代硫酸鈉標準溶液(4.8.2.1.2)進(jìn)行滴定。當溶液呈淡黃色時(shí)，加入2mL0.1%淀粉指 示劑(4.8.2.1.1)并繼續滴定至藍色消失為終點(diǎn)。

4.8.4 計算

4.8.4.1 計算碘吸附值A(mg/g)：



式中 C1——碘標準溶液中碘的濃度，mol/L；

     C2——硫代硫酸鈉標準溶液中Na2S2O3的濃度，mol/L；

     V——滴定耗用的硫代硫酸鈉標準溶液之體積，mL；

     m——試樣質(zhì)量，g；

    127——碘的摩爾質(zhì)量，g/mol。

4.8.4.2 修正公式：經(jīng)試樣吸附后的碘液用pH試紙檢查應呈中性或弱酸性。若是堿 性，則應在加入碘液前先加鹽酸5mL，使試樣呈酸性。在這種情況下，計算公式 應相應修改如下：

4.9 活性炭的苯酚吸附值的測定

4.9.1 概述

    試樣在液相中對定量苯酚進(jìn)行吸附，然后測定剩余的酚量，求出每克試樣吸附 苯酚的毫克數。

4.9.2 試劑

4.9.2.1 0.1%苯酚溶液：準確稱(chēng)取1±0.0010g精制苯酚(A.R)溶于500mL溫水中， 冷卻后稀釋成1L。

4.9.2.2 溴酸鉀-溴化鉀溶液：K+的濃度為0.1mol/L。取溴酸鉀(A.R)2.78g及溴化鉀 (A.R)10.00g溶于水中，稀釋成1L。

4.9.2.3 10%碘化鉀溶液：取碘化鉀(A.R)10.00g溶于水中，稀釋成100mL。

4.9.2.4 0.025mol/L重鉻酸鉀標準溶液：稱(chēng)取在105℃烘干2h并冷卻至室溫的重鉻 酸鉀1.2258g溶于水中，移入1000mL容量瓶稀釋至標線(xiàn)。

4.9.2.5 0.5%淀粉溶液：稱(chēng)0.5g可溶性淀粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的水 沖到100mL。

4.9.2.6 0.025mol/L硫代硫酸鈉標準溶液：稱(chēng)取6.20g硫代硫酸鈉(A.R)，溶于1L煮 沸放冷的水中，加0.4g氫氧化鈉，貯于棕色瓶中。如下法標定：稱(chēng)取約1g固體碘化 鉀，放入250mL碘量瓶中，加50mL水，再加15.00mL0.025mol/L重鉻酸鉀標準溶 液(4.9.2.4)和5mL12mol/L硫酸，加塞后于暗處靜置5min，用待標定的硫代硫酸鈉 溶液滴定。當溶液變成淡黃色時(shí)，加入1mL0.5%淀粉溶液(4.9.2.5)，繼續滴定至藍色 剛好消失為止，記錄用量，計算其準確濃度。

4.9.2.7  (1+1)鹽酸溶液。

4.9.3 儀器

4.9.3.1 分樣篩：200目。

4.9.3.2 烘箱：0～200℃。

4.9.3.3 干燥箱：內裝變色硅膠或無(wú)水氯化鈣。

4.9.3.4 天平：鑒別力閾0.0001g。

4.9.3.5 振蕩器：轉速100～110r/min，回轉半徑22.5±1.0mm。

4.9.4 操作

4.9.4.1 稱(chēng)取大約10g試樣，磨碎到有90%以上能通過(guò)200目篩孔的程度，過(guò)篩后 在105～110℃下烘干2h，置干燥器內冷卻備用。

4.9.4.2 在分析天平上稱(chēng)取準備好的試樣0.2±0.0010g放入容量為250mL干燥的磨 口錐形瓶中，用移液管加入0.1%苯酚溶液(4.9.2.1)50.00mL，蓋上瓶塞置振蕩器上 振蕩2h，靜置22h后用干燥的濾紙將溶液過(guò)濾。

4.9.4.3 用移液管吸取10.00mL濾液放入容量250mL的碘瓶?jì)?，加蒸餾水30mL后 再用滴定管加入K+濃度為0.1mol/L的溴酸鉀-溴化鉀溶液(4.9.2.2)10.00mL，并加入 (1+1)鹽酸(4.9.2.7)10mL。蓋緊瓶塞，劇烈搖晃1min左右，待出現沉淀后再靜置 5min。

4.9.4.4 加入10%碘化鉀溶液(4.9.2.3)10mL，用水吹洗瓶壁，蓋緊瓶蓋，在暗處放 置3min后用濃度為0.025mol/L的硫代硫酸鈉標準溶液(4.9.2.6)進(jìn)行滴定。當溶液呈淡 黃色時(shí)，加入0.5%淀粉指示液(4.9.2.5)2mL繼續滴至藍色消失即為終點(diǎn)。

4.9.4.5 按相同條件做一空白試驗。

4.9.5 計算



式中 V1——試樣滴定所耗用的硫代硫酸鈉標準溶液的體積，mL；

     V1——空白滴定所耗用的硫代硫酸鈉標準溶液的體積，mL；

     c——硫代硫酸鈉標準溶液中Na2S2O3的濃度，mol/L；

     m——試樣質(zhì)量，g；

  15.68——1/6C6H5OH摩爾質(zhì)量，g/mol;

     A——苯酚吸附值，mg/g。

4.10 活性炭的四氯化碳活性參數的測定

4.10.1 目的

    本方法是測定活性炭的活化水平。在這里，規定四氯化碳(CCl4)的活性為本試 驗方法所列條件下，當炭用CCl4飽和時(shí)，被一種活性炭試樣吸附的CCl4重量與試 樣重量的比率(百分率)。

4.10.2 概念

    活性的測定是使載CCl4的空氣，在規定的條件下流動(dòng)，通過(guò)一個(gè)已知重量的 炭樣，直至試樣的重量不再增加時(shí)為止，然后確定吸附的CCl4重量。

4.10.3 意義

    用這個(gè)方法測定的活性，基本上是活性炭試樣的孔隙容積的一個(gè)量度。因此， 本方法是一個(gè)確定活化過(guò)程的完全程度的方法，也是對氣相用活性炭進(jìn)行質(zhì)量控制 的一個(gè)有效的方法。

4.10.4 試驗條件

4.10.4.1 炭層高度：10±0.2cm;

4.10.4.2 氣流比速：0.5±0.01L/(min·cm2）；

4.10.4.3 吸附溫度：25±1℃，混合氣體的氣流與測定管必須恒溫在25±1℃范 圍內；

4.10.4.4 測定管斷面積：3.15±0.26cm2；

4.10.4.5 四氯化碳蒸氣濃度：250±10mg/L。

4.10.5 儀器

4.10.5.1 吸附率測定儀(見(jiàn)圖6)。

4.10.5.1.1 流程說(shuō)明：

    將儀器與壓縮空氣開(kāi)關(guān)連接，開(kāi)壓縮空氣后，空氣首先進(jìn)入裝有棉花和活性炭 的空氣凈化罐1，經(jīng)裝有硅膠或無(wú)水氯化鈣的干燥塔2、硫酸干燥管3、緩沖器4， 進(jìn)入有機物蒸氣發(fā)生瓶5、后經(jīng)分配管7、流量計9、活塞8、蛇形管10(用長(cháng)1m 以上的玻璃管繞制)而進(jìn)入測定管。

4.10.5.1.2 儀器的安裝

    將儀器按圖6所示，安裝在固定的儀器板上。根據需要可安裝1～8根測定管。

圖6  吸附率測定儀及其流程示意圖

1-空氣凈化罐；2-干燥塔；3-硫酸干燥管；4-緩沖器；

5-發(fā)生瓶；6-冰水??；7-分配管；8-活塞；9-流量計；

10-蛇形管；11-測定管；12-溫度計；13-恒溫水浴

4.10.5.1.3 氣密檢查

    儀器各部件和安裝好的儀器都要進(jìn)行氣密檢查。方法是：通過(guò)壓縮空氣，使儀 器內產(chǎn)生133mPa的壓力，然后關(guān)閉活塞，若1min內其氣壓下降不大于2.6mPa則 為合格，否則為不合格，應查明原因，并對氣密不良的部件進(jìn)行修理或更換。

4.10.5.1.4 儀器各部件的校正

    毛細管流量計按GB7702.10—87《煤質(zhì)顆?；钚蕴坑行Х雷o時(shí)間測定總方法》 附錄B“毛細管氣體流量計的校正方法”校正。

    測定管按GB7702.10—87附錄A“防護時(shí)間測定管及其校正方法”校正。

4.10.5.2 振動(dòng)器：YZ—1型牙科振動(dòng)器。

4.10.5.3 天平：鑒別力閾0.001g。

4.10.5.4 烘箱：0～200℃電熱恒溫箱。

4.10.5.5 干燥器：內裝無(wú)水氯化鈣或變色硅膠。

4.10.5.6 秒表。

4.10.6 試劑

4.10.6.1 四氯化碳(A.R)；

4.10.6.2 硫酸(A.R)；

4.10.6.3 無(wú)水氯化鈣(C.P)或硅膠。

4.10.7 操作

    將試樣在105～110℃下烘干2h，置干燥器中冷卻、備用。

    將玻璃測定管擦凈后稱(chēng)量(連同管蓋)，記下空管質(zhì)量，精確至0.010g。

    用玻璃測定管將準備好的試樣分二至三次裝入測定管中，炭層高10±0.2cm(振 實(shí)后的高度)。裝填好后連同管蓋稱(chēng)量，與空管質(zhì)量比較得出試樣質(zhì)量；然后將蓋 口涂上凡士林，蓋好測定管并擦拭干凈后再稱(chēng)量，為測定管測試試驗前的質(zhì) 量。質(zhì)量稱(chēng)量均精確至0.010g。

    將裝填并稱(chēng)量好的測定管與儀器連通，垂直地放入恒溫水浴中。

    將四氯化碳裝入發(fā)生瓶，關(guān)閉發(fā)生瓶活塞后稱(chēng)量(精確至0.001g)，然后與儀器 連通放入冰水浴。

    一切準備工作就緒后，開(kāi)壓縮空氣，同時(shí)立即調好流量，撳動(dòng)秒表計時(shí)?？諝?/span> 經(jīng)凈化、干燥后進(jìn)入四氯化碳發(fā)生瓶，然后將四氯化碳蒸氣帶出，經(jīng)分配管進(jìn)入各 個(gè)測定管中。通氣60min后取下測定管，拭凈后稱(chēng)量，以后每隔15min稱(chēng)量一次， 直至吸附飽和(兩次稱(chēng)量質(zhì)量差不大于10mg)為止。然后關(guān)閉壓縮空氣，同時(shí)撳停秒 表，關(guān)閉發(fā)生瓶活塞，卸下測定管，拭凈后稱(chēng)量(精確至0.001g)。

4.10.8 計算

    四氯化碳吸附率A(%)按下式計算：

    

式中 m——活性炭試樣質(zhì)量，g；

    m0——測定管在試驗前的質(zhì)量，g；

    m1——測定管在試驗后的質(zhì)量，g。

4.11 化學(xué)耗氧量的測定(高錳酸鉀法)

4.11.1 概述

    在酸性條件下，用高錳酸鉀將水樣中的某些有機物及還原性物質(zhì)氧化，反應后 剩余的高錳酸鉀，用過(guò)量的草酸鈉還原，再以高錳酸鉀標準溶液回滴過(guò)量的草酸 鈉，通過(guò)計算，求出水樣中有機物及還原性物質(zhì)所消耗的高錳酸鉀的量。

4.11.2 儀器

4.11.2.1 250mL錐形瓶；

4.11.2.2 25mL滴定管；

4.11.2.3 沸水浴裝置；

4.11.2.4 定時(shí)鐘。

4.11.3 試劑

4.11.3.1 0.1mol/L高錳酸鉀溶液：溶解3.2g高錳酸鉀于1.2L水中，煮沸0.5～1h， 使體積減少到1L左右，放置過(guò)夜；用G-3號玻璃砂芯漏斗過(guò)濾，濾液貯存于棕色 瓶中，避光保存。

4.11.3.2 0.01mol/L高錳酸鉀溶液：吸取10mL0.1mol/L高錳酸鉀溶液(4.11.3.1)于 100mL容量瓶中，用水稀釋至標線(xiàn)，混勻，貯存于棕色瓶中，避光保存。

4.11.3.3 (1+3)硫酸：取1體積相對密度1.84的濃硫酸慢慢加到盛有3體積水的燒杯 中，攪勻后，滴0.01mol/L高錳酸鉀溶液至淺紅色，若紅色褪去應再補加至淺紅色 不褪為止，轉入試劑瓶。

4.11.3.4 0.1000mol/L草酸鈉標準溶液：稱(chēng)取0.6705g在105～110℃烘1h并在干燥 器中冷卻的草酸鈉，放入燒杯中，加水和25mL(1+3)硫酸(4.11.3.3)至草酸鈉全部溶 解，移入100mL容量瓶，用水稀釋至標線(xiàn)。

4.11.3.5 0.01000mol/L草酸鈉標準溶液：吸取10.00mL0.1000mol/L(4.11.3.4)草酸鈉 標準溶液置于100mL容量瓶中，用水稀釋至標線(xiàn)。

4.11.4 操作

4.11.4.1 吸取100.0mL充分攪勻的水樣于250mL錐形瓶中。

4.11.4.2 加入5mL(1+3)硫酸(4.11.3.3)，混勻。

4.11.4.3 用滴定管加入10.00mL0.01mol/L高錳酸鉀溶液(4.11.3.2)，搖勻，立即放入 沸水浴中加熱30min，沸水浴液面要高于反應溶液的液面。

4.11.4.4 從沸水浴中取下錐形瓶，趁熱用滴定管加入10.00mL0.01000mol/L草酸鈉 標準溶液(4.11.3.5)，搖勻，立即用0.01mol/L高錳酸鉀溶液(4.11.3.2)滴定至溶液呈 微紅色，記錄消耗的高錳酸鉀溶液的毫升數V1。

4.11.4.5 高錳酸鉀溶液校正系數的測定：取4.11.4.4滴定完畢的水樣，用滴定管加 入10.00mL0.01000mol/L草酸鈉標準溶液(4.11.3.5)，再用0.01mol/L高錳酸鉀溶液 (4.11.3.2)回滴至溶液呈微紅色。記錄相當于10.00mL0.01000mol/L草酸鈉的高錳酸 鉀溶液的毫升數V2，則高錳酸鉀溶液的校正系數K=10/V2。

4.11.4.6 另取100mL蒸餾水，按上述操作測定空白值，記錄消耗的0.01mol/L高錳 酸鉀溶液(4.11.3.2)的毫升數V0。

4.11.5 計算

   

式中 V1——滴定水樣過(guò)程中消耗的0.01mol/L高錳酸鉀溶液的毫升數；

     K——0.01mol/L高錳酸鉀溶液的校正系數；

     c——草酸鈉標準溶液的濃度，mol/L；

     V——水樣的毫升數；

     V0——空白試劑所消耗的0.01mol/L高錳酸鉀溶液的毫升數；

     γ——稀釋的水樣中所含蒸餾水的比值。

4.12 殘余氯的測定(比色法)

4.12.1 概述

    在酸性溶液中，殘余氯與聯(lián)鄰甲苯胺生成黃色化合物，此顏色的色度決定于水 樣中殘余氯的含量。

4.12.2 儀器

    25mL比色管。

4.12.3 試劑

4.12.3.1  (1+1)鹽酸溶液。

4.12.3.2  (1+4)鹽酸溶液。

4.12.3.3 聯(lián)鄰甲苯胺鹽酸溶液：稱(chēng)取0.15g聯(lián)鄰甲苯胺置于瑪瑙研缽中，加入 1mL(1+1)鹽酸溶液(4.12.3.1)，研磨溶解，然后加入20～２５mL蒸餾水。移入100mL 容量瓶中，用(1+4)鹽酸溶液(4.12.3.2)稀釋至刻度。此溶液貯存于棕色瓶中，并放置 陰暗處，一般可保存6個(gè)月。

4.12.3.4 重鉻酸鉀濃溶液：精確稱(chēng)取0.6250g重鉻酸鉀(K2Cr2O7)，用蒸餾水溶解， 注入250mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。

4.12.3.5 重鉻酸鉀稀溶液：吸取10mL重鉻酸鉀濃溶液(4.12.3.4)，注入100mL容量 瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。

4.12.3.6 硫酸銅溶液：稱(chēng)取3.75g硫酸銅(CuSO4·5H2O)，以蒸餾水溶解，注入 250mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。

4.12.4 操作

4.12.4.1 標準色的配制：于一組25mL比色管中，按表1所列數據分別取重鉻酸鉀 稀溶液(4.12.3.5)或濃溶液(4.12.3.4)、硫酸銅溶液(4.12.3.6)，以及蒸餾水配制標準 色。

表1  標 準 色 的 配 制

4.12.4.2 水樣的測量：于25mL比色管中，注入25mL水樣(溫度在15～20℃)，加 入0.25mL聯(lián)鄰甲苯胺鹽酸溶液(4.12.3.3)，搖勻，放置5min后，將水樣與標準色進(jìn) 行比色。

   注：①取水樣應迅速，水樣瓶的瓶塞應嚴密。

      ②如果聯(lián)鄰甲苯胺有顏色，則不能使用；如果所配制的聯(lián)鄰甲苯胺鹽酸溶 液略有顏色時(shí)，可加入活性炭，煮沸，過(guò)濾脫色后使用。

      ③聯(lián)鄰甲苯胺鹽酸溶液不可與橡皮接融。

      ④配制試劑以及貯存試劑時(shí)，都要避免陽(yáng)光直射，否則所配試劑會(huì )變成黃 色。

附 錄 A

試 驗 記 錄 表

表A1  活性炭粒度測定試驗表

表A2 活性炭充填密度測定記錄表

表A3 活性炭干燥減量測定試驗記錄表

表A4 活性炭強度測定試驗記錄表

表A5 活性炭比表面積測定試驗記錄表

表A6 活性炭pH值測定試驗記錄表

表A7 活性炭的吸附等溫線(xiàn)的測定試驗記錄表

表A8 活性炭碘吸附值測定試驗記錄表

表A9 活性炭的苯酚吸附值測定試驗記錄表

表A10 活性炭四氯化碳活性測定試驗記錄表

表A11 化學(xué)耗氧量()測定試驗記錄表

表A12 殘余氯的測定

_______________________

    附加說(shuō)明：

    本標準由中華人民共和國電力工業(yè)部科技司提出。

    本標準由電力工業(yè)部電廠(chǎng)化學(xué)標準化技術(shù)委員會(huì )歸口。

    本標準由電力工業(yè)部蘇州熱工研究所負責起草。

    本標準主要起草人：陳泓。