活性炭吸附脱色实验的改革与实施

山东化工收稿日期：２０１９－０８－０８基金项目：河北省教改项目的研究成果（编号２０１６ＧＪＪＧ３６７）：面向新能源、化工环保复合型人才培养的能化专业综合改革作者简介：王淑勤（１９６５—），女，河北定州人，博士，教授，主要从事大气和水污染治理技术方面的研究。活性炭吸附脱色实验的改革与实施王淑勤，陈司晗（华北电力大学环境科学与工程系，河北保定０７１００３）摘要：实验是学生将理论知识与实际相结合的重要环节，根据近年来活性炭吸附脱除ＣＯＤ和脱色综合实验开设过程所存在的问题，我们更换了ＣＯＤ的测定方法、将吸附质进行了改进、对活性炭材料进行了对比分析，在色度去除中改革了脱色废水种类。结果表明“水污染控制工程”课程的实验教学改革让课程教学的规范化和能力化有了更好的提升，实验取得了很好的效果。关键词：活性炭；综合实验；吸附性能；教学改革中图分类号：Ｇ６４２．４２３文献标识码：Ｂ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）２１－０１９８－０２ＲｅｆｏｒｍａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＤｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＷａｎｇＳｈｕｑｉｎ，ＣｈｅｎＳｉｈａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒａｃｔｉｃｅｃｌａｓｓｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄＣＯＤｒｅｍｏｖａｌａｎｄｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｅｈａｖｅｒｅｐｌａｃｅｄｔｈｅＣＯＤｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅａｄｓｏｒｂｅｄｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｂｅｅｎｕｐｇｒａｄｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｂｅｅｎａｎａｌｙｚｅｄ．Ｗｉｔｈｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒｅｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎａｒｅｆｏｒｍｉｎｐｒｉｎｔｉｎｇａｎｄｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｎｃｈｒｏｍａｒｅｍｏｖａｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍｏｆｔｈｅ“ＷａｔｅｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ”ｃｏｕｒｓｅｈａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｕｒｓｅｔｅａｃｈｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍ学校教学和实践锻炼相结合的人才培养体系，重视养成学生的革新能力、科学创造性思维和敢于克服难题的能力［１］。环境工程作为华北电力大学的双一流建设专业，在研究性教学试点课程《水污染控制工程》的教学改革已经进行了五年。为了更好的体现华北电力大学“研究型、国际化”的办学特色，我们对现有的实验项目进行了设计性改革［２－３］，让学生主动参与到实验教学中，培养学生运用专业知识分析问题、解决问题的能力，自主学习、探索研究及团队协作等综合能力的锻炼。同时我们也对综合性实验—活性炭吸附脱除ＣＯＤ脱色实验进行了全面的考量［４］，找到实验课程的不足，进一步优化实验条件。为此我们主要从以下方面进行改革。１活性炭对ＣＯＤ吸附性能测定方法的改革１．１测试方法的选择对比测定ＣＯＤ若用酸性重铬酸钾，虽然其优点操作简单，测定的结果重现性好，但是伴随的缺点同样明显，如：试剂有毒，且用量较多，样品需求量大，分析结果时间长［５］。而高锰酸钾法虽然氧化率在５０％左右，但简便同时避免Ｃｒ６＋的影响，适合测定污染不严重的水样和有机物含量相对比较值时［６］。工业污水和生活污水含有复杂的污染物，宜采用重铬酸钾法。在综合考虑能耗、时间、实验目的等因素后，高锰酸钾法测定水中的ＣＯＤ更加适合学生的实验。但测定ＣＯＤ实验的课程开设，并不是简单的让学生进行测定，而是更加综合性的与活性炭的吸附性能实验结合在一起，其开设只需要配置好含有有机物的污水，其余的全部由学生操作，更加全面锻炼了学生。１．２吸附质的选择对比前期实验选用的测定ＣＯＤ所用污水为苯酚（Ｐｈｅｎｏｌ，Ｃ６Ｈ５ＯＨ），有特殊气味，在进行配备时，其常温下微溶于水的特性也是比较麻烦的一步，由本科实验学生做出来的效果也并不是特别出色，而且