离子交换软化实验报告.docx

离子交换软化实验报告课程名称:水处理工程实验指导老师:胡宏实验名称: 离子交换实验类型:________________同组学生姓名:陈巧丽、林蓓等一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备五、实验数据记录和处理七、讨论、心得四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析实验报告一、实验目的和要求离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。离子交换是一种特殊吸附过程,通常是可逆性化学吸附;其特点是吸附水中离子化物质,并进行等电荷的离子交换。离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石,人工合成沸石,及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离子交换树脂。在应用离子交换法进行水处理时,需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备,决定交换设备的运行周期和再生处理。通过本实验希望达到下述目的: 1)加深对离子交换基本理论的理解;学会离子交换树脂的鉴别;2)学会离子交换设备操作方法; 3)学会使用手持式盐度计,掌握pH计、电导率仪的校正及测量方法。二、实验内容和原理由于离子交换树脂具有交换基因,其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子,反应式如下: nRH+M+n→RnM+nH+ M——阳离子n——离子价数 R——交换树脂用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子,反应式如下: nROH+Y?n→RnY+nOH- Y——阴离子离子交换法是固体吸附的一种特殊形式,因此也可以用解吸法来解吸,进行树脂再生。本实验采用自来水为进水,进行离子交换处理。因为自来水中含有较多量的阴、阳离子,如Clˉ,NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水,以及某些废水深度处理过程中,都需要除去水中的这些离子。而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。 2+ 2+ 3+ 3+ + + 实验名称:混凝实验姓名:王义学号: 本实验采用测量水中电导率值或盐度的方法来间接地、近似地表示离子的去除情况。三、主要仪器设备离子交换树脂的鉴别: 30ml试管数支、吸管1支、5ml移液管数支,废液缸一个;溶液、5mol/LNH4OH溶液、1溶液、10%CuSO4溶液,酚酞指示剂、甲基红指示剂;离子交换树脂对水中离子的交换作用: 烧杯50ml5只,METTLERTOLEDO326电导率仪1台、PHS-9V型酸度计一台、手握式盐度计一支,清水、模拟废水,流量计,砂滤柱、阳树脂柱、阴树脂柱、混树脂柱装置一套。交换柱有效值:Φ=9cm,h=100cm。-1 图1离子交换实验装置流程图四、操作方法和实验步骤?离子交换树脂的鉴别第一步: 1)取试样树脂2g,置于20ml试管中,用吸管吸去树脂的附着水; 2)加入5ml,摇动1~2分钟,将上部清液吸去,重复操作2~3次;3)加入纯水,摇动后将上部清液吸去,重复操作2~3次;4)加入10%CuSO45ml,摇动一分钟,按3)充分用纯水清洗。第二步: 经第一步处理,如树脂变为浅绿色,加入2ml,摇动一分钟,用纯水充分清洗。如树脂经处理后,颜色加深则为强酸性阳离子交换树脂。如树脂浅绿颜色不变,则为弱碱性阴离子交换树脂。第三步: 经第一步处理后,如树脂不变色,则: 1)加入5ml,摇动一分钟后用纯水充分清洗干净;2)加入酚酞5滴,摇动一分钟,用纯水充分清洗;3)经此处理后,树脂呈红色,则为强碱性阴树脂。第2页/总11页-1 第四步: 经第三步处理后,树脂不变色,则: 1)加入5ml,摇动一分钟,然后用纯水清洗2~3次;2)加入5滴甲基红,摇动一分种,用纯水充分清洗; 3)经处理后,树脂呈桃红色,则为弱酸性阳树脂;如树脂不变色,则该树脂无离子交换能力。?离子交换树脂对水中离子的交换作用 1、熟悉离子交换柱的流程、阀门的位置和开阀的次序;2、测定原水pH,电导率,记入表中; 3、打开进水阀,分别调节在50L/h、20L/h的进水流量下进行实验; 4、在相应的进水流量分别稳定30、55分钟后,分别取进水水样、阳柱出水水样、阴柱出水水量、混合柱出水水样各20ml。测定各水样的pH、电导率,盐度。五、实验数据记录和处理表1离子交换实验数据记录表实验日期:XX年4月2日,星期五原水特性:温度15℃pH—电导率μS/cm盐度15ppm 图250L/h水流速度时出水性质图图320L/h水流速度时出水性质图树脂柱出水参数值树脂柱出水参数值 1——盐度,ppm;2——pH值;3——电导率,?S/cm 1——盐度,ppm;2——pH值;3——电导率,?S/cm 第3页/总11页树脂柱出水参数—电导率,?S/cm 树脂柱出水参数—pH 盐度去除率? 原水样盐度?交换柱出水样盐度原水样盐度?100% 表2离子交换实验盐度去除率表树脂柱出水参数—盐度