YUY-HJ503 离子交换软化及除盐实验装置

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试验三离子交换软化-安徽建筑大学

二、原理
快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用，当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行冲洗。为了保证滤后水质和过滤流速，当过滤一段时间后需要进行反冲洗，使滤层在短时间内恢复截污能力。反冲洗的方式多种多样，但其原理是一样的。反冲洗开始时承托层、滤料层未完全膨胀，相当于滤池处于反向过滤状态。当反冲洗速度增大后，滤料层完全膨胀，处于流态化状态。根据滤料层膨胀前后的厚度便可求出膨胀率： L L0 e 100% L0
2. 反冲洗过程
将测量结果填入下表
五、注意事项
1. 反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门开启过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外。 2. 反冲洗时，为了准确地量出沙层的厚度，一定要在沙面稳定后再测量。
六、成果整理
1. 过滤过程 1）将过滤时所测流量、测压管水头损失填入下表； 2）根据表中数据绘出流速v与水头损失h的关系曲线； 3）绘制流速与出水浊度关系图。
7. 打开1、2、5、10、8、12、14阀门，将蠕动泵进水口投入进水池，保持蠕动泵转速20rpm不变淋洗阴床15min。调节蠕动泵转速到120rpm，测 14﹟阀门出水，直到出水电导率小于200μS/cm。 8. 开始除盐实验。保持阀门开启顺序不变，调整蠕动泵转速分别为70、 90rpm，每种转速运行5分钟，测14﹟阀出水电导率及pH。 9. 结束实验。注意：步骤6、7之间由于管路内有碱液，应打开阀门1、3、6用原水清洗管路。
5. 悬浮物测定方法： 1将定量滤纸置于称量瓶内烘至恒重W1； 2将抽滤水样后滤纸放入称量瓶中，烘至恒重W2；3悬浮物浓度
C W W2 W1 V V
布氏漏斗

e软化除盐综合实验指导书

软化除盐综合实验报告一、实验目的：通过软化除盐综合实验，掌握科学研究的基本方法和基本技能，培养科学思维方法、分析解决实际问题能力和严谨工作作风。

通过本实验操作运行，测定各取样点的电导率。

确定纯水设备在动水状态运行时各取样点的水质；确定总出水水质是否达标。

学会并掌握该技术，提高学生对纯水制备工艺的认识及管理能力，加强水资源管理建设，建设节水型社会。

二、实验装置及分析设备1. 超纯水制备实验装置2. 电导率仪四、实验装置水处理工艺流程自来水——预处理——反渗透——紫外线消毒——离子交换除盐——超滤——出水五、实验原理本工艺分为预处理、反渗透、离子交换、紫外消解和超滤五个部分。

预处理：预处理部分由PP滤芯过滤器、活性炭滤芯过滤器和软化滤芯过滤器和全自动软水器组成。

PP滤芯过滤器内部装有聚丙烯热熔纤维滤芯，可去除水中的颗粒杂质、悬浮物、胶体絮凝、有机颗粒团，降低浊度，减轻后续处理的负担。

同时吸附水中的部分铁锰离子等，降低水中铁锰离子含量。

活性炭滤芯过滤器内部装有果壳型活性炭滤芯，能吸附分解水中溶解性杂质，有效去除水中的有机物、氯及异味物质，可有效保护后置反渗透膜。

活性炭去除游离氯的化学原理如下：Cl2+H2O=HCl + HClOHClO=HCL+[O]原子氧与炭原子由吸附状态迅速地转变成化合状态：C+2[O]=CO2综上所述，氯与活性炭的反应可如下式：C+2Cl2+2H2O=4HCl +CO2软化滤芯过滤器内装有钠型阳离子树脂滤芯，其交换功能可将水中溶解的钙镁离子交换出来，从而降低水的硬度，避免反渗膜结垢，延长反渗透膜的使用寿命。

软化滤芯过滤器去除钙镁离子的化学原理如下：2RNa+ + Ca2+ =R2Ca2+ + 2Na+适合的预处理对反渗膜装置长期安全运行是十分重要的。

有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水（反渗水）流量维持稳定、脱盐率维持在某一值上时间长、产品水回收率可以不变、运行费用做到最低、膜使用寿命最长等。

离子交换除盐实验设计

离子交换除盐实验设计【摘要】通过对离子交换除盐实验的设计，使学生了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法，并深刻理解离子交换机理，培养学生综合运用基础知识的能力，引导学生主动思考并提高其发现问题解决问题的综合能力。

【关键词】离子交换；除盐；再生天然水中有很多可溶性无机盐类物质，在人类生活中和工业生产中对水中含盐量有不同的要求，在有些工业（如电子工业、制药工业）用水中，要求水中含盐量要很低，需经除盐制备纯水或高纯水。

离子交换法是除盐的主要方法，对于市政工程和环境科学与工程的工作人员，掌握离子交换技术及其除盐机理十分必要。

1.实验目的与原理1.1 实验目的通过离子交换再生及除盐实验过程，使学生了解并掌握离子交换法除盐的技术操作，熟悉离子交换除盐过程，并加深离子交换基本理论及再生原理的理解。

该实验涉及给水排水工程、环境工程、城市水资源等多个专业，掌握离子交换除盐技术，对提高学生综合实验及实践能力极为重要。

1.2 实验原理1.2.1离子交换原理离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物，由空间结构骨架与附属在骨架上的活性基团组成[1]。

活性基团在水溶液中电离，并于溶液中其他同性粒子发生交换反应。

离子交换反应可以是中和反应、中性盐分解反应或复分解反应。

1.2.2失效树脂的再生运行制水和交换再生是离子交换水处理的两个主要阶段，树脂失去继续交换离子的能力，称为失效。

离子交换树脂交换能力被恢复过程称为再生。

以下主要介绍一下强酸H交换器的再生和强碱OH交换器的再生。

1）强酸H交换器的再生强酸H交换器失效后，必须用强酸进行再生，通常用HCl或H2SO4。

再生时的交换反应如下：相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。

再生液浓度一般为2%～4%，再生流速一般为5m/h左右。

2）强碱OH交换器的再生失效的强碱阴树脂一般都采用NaOH再生，其交换反应为：强碱OH交换器再生液浓度一般为1%～3%（浮床0.5%～2%），流速≤5m/h。

离子交换软化与除盐

离子交换软化和除盐实验一、实验目的① 加深离子交换基本理论的理解。

② 了解离子交换软化设备的操作方法。

③ 熟悉离子交换过程。

④ 进一步熟悉水的硬度、碱度和pH 值的测定方法。

二、实验原理离子交换是目前常用软化与除盐的方法。

离子交换树脂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，它能够从电解质溶液中把本身所含的另外一种带有相同电性符合的离子与其等量的置换出来，按照所交换的种类，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。

阳离子交换树脂是以钠离子（Na +型）或氢离子型（H +型）置换溶液中的阳离子从而将其去除掉。

置换反应为：钠型 NaOR+M 2+⇔MR+2Na + 氢型 H 2R+M 2+⇔MR+2H + 反应式中R 表示树脂，M 2+表示阳离子。

阴离子交换树脂是以羟基（OH -）离子置换溶液中的阴离子，从而将其去除掉，置换反应式为：R(OH)+A 2-⇔RA+2OH -反应式中R 表示树脂；A 2-表示阴离子。

离子交换吸附能力，在其他条件相同时，交换能力大小顺序如下：阳离子交换顺序（强酸性阳树脂）Fe 3+>Al 3+>Ca 2+>Mg 2+>K +>H +>Na +>H +>Li +。

阴离子交换顺序（强碱性阴树脂）为：草酸离子>柠檬酸离子>-34PO >-24SO >Cl ->-3NO 。

实际上，天然水中及工业废水中都不会只含有一种离子，通常都含有多种阳离子和多种阴离子，交换过程也复杂的多。

就软化而言，含有多种阳离子和多种阴离子交换层时Cu 2+、Zn 2+、Ni 2+、Ca 2+、Mg 2+被吸附在树脂上，同时释放Na ，从而使水得到软化。

当树脂的交换容量耗尽时，交换柱流出水的硬度就会超过规定值，这一情况称为穿透。

此时，必须将树脂再生。

再生前，应对交换柱进行反冲洗，以除去固体沉积物。

阳离子交换柱再生方法是用盐溶液（）或用酸溶液（）流过交换柱；而阴离子交换柱再生方法是用氢氧化钠（）溶液或氢氧化铵（）溶液流过交换柱。

离子交换软化水实验

《离子交换软化实验》适用专业：环境工程学时：4一、实验目的（1）加深对离子交换树脂交换容量的理解（2）掌握测定离子交换树脂交换容量的方法（3）掌握离子交换柱的运行过程二、实验原理交换容量是交换树脂最重要的性能，它定量地表示数值交换能力的大小，树脂交换容量在理论上可以从树脂单元结构粗略地计算出来。

三、实验设备与试剂仪器：分析天平烘箱干燥器250ml三角烧瓶(2个) 10ml移液管(2支) 碱式滴定管离子交换软化装置离子除盐装置50ml量筒（2个）烧杯药品：阳离子交换树脂1mol/LHCl(1000ml) 1mol/LNaOH(1000ml)0.5mol/LNaCl(1000ml) 1%的酚酞乙醇四、实验步骤（1）阳离子交换树脂的预处理：取样品约10g用1mol/L盐酸及1mol/L NaOH轮流浸泡，即按酸-碱-酸-碱-酸的顺序浸泡5次，每次2 h，浸泡体积约为树脂体积的2~3倍，在酸碱互换时应用200ml无离子水进行洗涤，5次浸泡结束用无离子水洗涤至溶液呈中性。

（2）测阳离子交换树脂的交换树脂固体含量（%）：称取双份1.0000 g的样品，将其中一份放入105~1100C的烘箱中约2h，烘干至恒重后放入氯化钙干燥器中冷却至室温，称重，记录干燥后的树脂质量固体含量=干燥后的树脂质量╳100/样品质量（3）阳离子交换树脂交换容量的测定，将一份1.0000 g的样品置于250mL的三角瓶中，投加0.5mol/LNaCl溶液摇动5min，放置2h后加入1%的酚酞指示剂3滴，用标准0.1000mol/LNaOH溶液进行滴定，至呈微红色15s不退，即为终点，记录NaOH标准溶液的物质的量浓度及用量。

表1 阳离子交换树脂交换容量测定记录五、实验结果整理（1）根据实验测定数据计算树脂固体含量（2）根据实验测定数据计算树脂交换容量六、离子软化（除盐）实验设计（自行设计部分）（1）目的：加深对离子交换（除盐）基本理论的理解，熟悉固定床运行操作过程。

离子交换除盐.pptx

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图树脂层交换层工作状况
1—失效层； 2—工作层； 3— 尚未工作的树脂层
交换柱中的工作层是自上而下不断移动的。
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2.2 一级复床除盐系
统
一级化学除盐系统由阳离子交换器、除碳器和阴离子交换器所组成，其组合方式分为单元制和母管制。
单元制
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强酸性阳离子交换树脂交换反应：
1/2Ca 1/2Mg
Na
1/2SO4 NCIO3 + RH → R HCO3
1/2Ca 1/2Mg +
Na
1/2H2SO4 HHNCOI3 1/2H2CO3
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阳离子交换器的出水是酸性水。但当交换器运行失效时，其出水中就会有其它阳离子的泄漏，而在诸多的阳离子中，首先漏出的阳离子是Na+，故习惯上称之为漏钠。当出水中的Na+超过一个给定的极限值时，阳离子交换器被判失效，需停运再生后才能投入运行。
例如：001×7——(凝胶型)苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7 。 110×4——(凝胶型)丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂，交联度为4。 D201——大孔型苯乙稀系强碱性阴离子交换树脂。
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2.1 离子交换原理
树脂的离子交换是一种可逆反应，反应式可表示为： RA+B=RB+A
与任何化学平衡一样，上述反应遵循质量作用定律，它的逆反应就是A型树脂的再生。平衡常数表达式：
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鼓风除碳器的结构
除碳器工作时水中上部布水扳扳淋下，通过填料层后，从下部排入水箱。空气从下部由风机引入，通过填料层后由顶部排出。

超临界直流机组离子交换除盐

一级复床除盐运行中的交换反应
一级复床除盐运行中的交换反应
一般当原水中碱度≥50mg/L时，就应设置除碳器。在原水碱度很低时或水的预处理中设置有石灰处理时，除盐系统中也可不设除碳器，水中的这部分碱度经过H＋交换后生成的CO2，由强碱性OH型离子交换器除去。
一级复床除盐运行中的交换反应
除去水中阴离子的交换反应在一级复床除盐系统中，强碱性OH型离子交换器是用来除去水中OH－以外所有阴离子的。强碱性OH型离子交换器总是设置在H型交换器和除碳器之后，此时水中阴离子以酸的形式存在，因此强碱性OH型离子交换实质上是OH型树脂与水中无机酸酸根离子的交换。
一级复床除盐运行中的交换反应
一级复床除盐运行中的交换反应
强酸性H型树脂对水中常见阳离子的选择性顺序为 Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+≈NH4+＞Na+＞H+ 实际上树脂并未完全被再生为 H 型，因此运行时出水中总还残留少量阳离子。由于树脂对Na＋的选择性最小，所以出水中残留的主要是Na＋。
图强酸性H型交换器出水水质变化
一级复床除盐运行中的水质变化
在稳定工况下，制水阶段(ab)出水水质稳定，Na＋穿透(b点)后，随出水Na＋浓度升高，强酸酸度相应降低、电导率先略下降之后又上升。电导率的这种变化是因为尽管随Na＋的升高，H＋等量下降，但Na＋的导电能力低于H＋，所以共同作用的结果是水的电导率下降。当H＋降至与进水中HCO3－等量时，即出水强酸酸度与进水碱度相等时，出水电导率最低。之后，由于交换产生的H＋不足以中和水中的HCO3－，所以随Na＋和HCO3－的升高，电导率又升高。
一级复床除盐运行监督
进出口压力差在正常情况下，一级复床除盐交换器进出口压力差是有一定规律的。当进出口压力差有不正常升高时，则往往伴随树脂层积污过多、进气或析出沉淀(如硫酸再生时析出 CaSO4)等不正常情况发生。

离子交换除盐实验报告

一、实验目的1. 了解离子交换除盐的原理及过程。

2. 掌握离子交换树脂的性能和应用。

3. 通过实验验证离子交换除盐的效果。

二、实验原理离子交换除盐是利用离子交换树脂的选择性吸附性能，将水中的阳离子和阴离子与树脂上的离子进行交换，从而达到除盐的目的。

本实验采用阴阳离子交换树脂对水进行除盐处理。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 离子交换树脂（阳床、阴床）- 待处理水样（含Na+、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+等）- 蒸馏水- 硝酸、氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、硫酸钙、氯化钙、氯化镁等试剂2. 实验仪器：- 离子交换柱- 恒温水浴锅- 烧杯、漏斗、玻璃棒、移液管、滴定管等四、实验步骤1. 准备工作：将阳床、阴床分别用蒸馏水浸泡，使其充分膨胀，备用。

2. 阳床处理：- 将待处理水样倒入阳床柱中，调节流速为1～2 mL/min。

- 待水样通过阳床后，收集流出液，测定其阳离子含量。

3. 阴床处理：- 将阳床处理后的流出液倒入阴床柱中，调节流速为1～2 mL/min。

- 待水样通过阴床后，收集流出液，测定其阴离子含量。

4. 结果分析：- 将实验数据与原水样中的离子含量进行对比，分析离子交换除盐的效果。

五、实验结果与分析1. 阳床处理结果：- 原水样中Na+含量为100 mg/L，处理后流出液中Na+含量为10 mg/L，去除率为90%。

- 原水样中Ca2+含量为50 mg/L，处理后流出液中Ca2+含量为5 mg/L，去除率为90%。

- 原水样中Mg2+含量为30 mg/L，处理后流出液中Mg2+含量为3 mg/L，去除率为90%。

2. 阴床处理结果：- 原水样中Cl-含量为80 mg/L，处理后流出液中Cl-含量为8 mg/L，去除率为90%。

- 原水样中SO42-含量为60 mg/L，处理后流出液中SO42-含量为6 mg/L，去除率为90%。

3. 结果分析：- 通过实验可知，离子交换除盐法可以有效去除水中的阳离子和阴离子，去除率较高。

14.水质工程学III—水的软化与除盐 §2-4 离子交换软化方法与系统(上)(ppt文档)

0.05meq/L以下（4）水量：Q=3~6M3/M3树脂（5）流速：初期3M/h，可充分利用NaCl；后期
6~8M/h，可缩短时间
三、顺流再生固定床：
5、工作周期： • 交换、反洗、再生、正洗四步所经历的时间
称交换器的工作周期。 • 一个工作周期大约10~12小时，其中后反洗
、再生、正洗属再生作业，需2.0~2.5小时
一、离子交换软化方法：
3、 H+—Na+脱碱软化法：联合应用H+和Na+：有并联和串联两种。混合后的中和反应：H2SO4+2NaHCO3=Na2SO4+2CO2+H2O
• 计算两罐的流量分配。
二、离子交换软化装置：
1、软化装置形式的分类：
固定床
（1）按运行方式：离子交换装置连续床
移动床又分二塔式、三塔式等。
10~15min • 放水： • 顶压：30~50kPa • 进再生液：5m/h • 逆向清洗：5~7m/h • 正洗：10~15m/h
四、固定床的改进（逆流再生固定床）：
A、气顶压法： c、注意问题： • 运行若干周期后大反洗一次，将压脂层和树
脂层充分清洗（用软化水） • 大反洗后第一次再生要适当增加再生剂耗量 • 设计时要注意布水均匀性
三、顺流再生固定床：
三、顺流再生固定床：
三、顺流再生固定床：
1、软化（交换）： • 反应式：2RNa+Ca(HCO3)=R2Na+2NaHCO3 • 交换过程树脂层横断面工作是均匀的,高度方向分
为三个区: 失效区:Na+被Ca2+饱和, 交换区:软化区(10—25cm)直接影响树脂层高保护区:全部为钠型树脂,(截流交换区中漏掉的

离子交换软化实验装置说明书

JK-LJR离子交换软化实验装置使用说明书目录一、概述 (1)二、技术参数 (1)三、实验指导 (1)1.实验目的 (1)2.实验原理 (1)3.实验工艺流程图 (3)4.实验操作步骤 (3)5.实验结果整理 (5)四、注意事项 (5)湘潭金凯化工装备技术有限公司离子交换软化实验装置使用说明书一、概述离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。

在工业用水处理中，它占有极其重要的位置，用以制取软水或纯水，在工业废水处理中，主要用以回收贵重离子，也用于放射性废水和有机废水的处理。

采用离子交换法，具有去除率高，可浓缩回收有用物质，设备较简单，操作控制容易等优点。

但目前应有范围还受离子交换剂品种、性能、成本的限制；对预处理要求较高离子交换剂的再生和再生液的处理有时也是一个难题。

二、技术参数：a)交换柱由有机玻璃制成，尺寸：Φ50×800㎜，4根。

b)水泵：最大流量：10L/min，额定功率为90W的增压泵。

c)分路流量计LZB-6型，流量：4～40L/h。

d)有机玻璃软化水箱尺寸：Φ200×250㎜（酸碱水箱各一）。

e)PVC原水箱尺寸：350×500×400mm（含反冲洗水箱）。

f)各项操作及流量的显示、调节、控制全在控制屏板面进行。

g)框架与控制屏均为不锈钢材质，结构紧凑，外形美观，流程简单，操作方便。

h)外形尺寸：1200×600×1700mm。

三、实验指导：1．实验目的：1、熟悉顺流再生固定床运行操作过程。

2、加深对钠离子交换基本理论的理解。

2．实验原理：当含有钙盐及镁盐的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的Ca2+及Mg2+便与树脂中的可交换离子（Na+或H+）交换，使水中Ca2+、 Mg2+含量降低或基本上全部去除，这个过程叫做水的软化。

树脂失效后要进行再生，即把树脂上吸附的钙、镁离子置换出来，代之以新的可交换离子。

离子交换除盐实验报告

离子交换除盐实验报告
实验目的：
通过离子交换的方法除去水中的部分盐分，了解离子交换除盐的原理和方法。

实验原理：
离子交换是利用某些特定的化学物质，将氢离子(H+)或氢氧化物离子(OH-)与特定的离子吸附在一起，从而实现离子的交换。

在水中，通常使用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂进行除盐，分别能去除水中的阳离子和阴离子。

实验器材：离子交换柱、水槽、分液漏斗、洗涤瓶等。

实验步骤：
1.将离子交换柱预处理，先用去离子水洗涤2次，保证树脂内没有杂质。

2.将离子交换柱连接水槽，实验过程中始终保持树脂内部有水润湿，以避免空气碰到树脂而影响除盐效果。

3.在水槽中加入要处理的水样，开启水泵，使水样通过离子交换柱，去除其中的盐分。

4.实验结束后，用去离子水冲洗离子交换柱，保持树脂处于清洁状态。

5.记录实验前后水样的盐分浓度，计算出去除的盐量。

实验结果：
经过离子交换处理后，水中的盐分浓度明显降低。

如处理前盐分浓度为100 mg/L，处理后盐分浓度为50 mg/L，说明成功除去了50 mg/L的盐分。

实验结论：
离子交换是除盐的一种有效方法，可以去除水中的剩余盐分，净化水质。

离子交换柱有一定的除盐效果，但需要配合合适的处理方法和设备，才能达到更好的除盐效果。

一种离子交换软化除盐实验装置[实用新型专利]

专利名称：一种离子交换软化除盐实验装置专利类型：实用新型专利
发明人：黄华圣,李小丽,朱幸福,侯柏松
申请号：CN201420116167.X
申请日：20140314
公开号：CN203781876U
公开日：
20140820
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于教学仪器领域。

要解决的技术问题是提供一种离子交换软化除盐实验装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案主要由进水系统、对象系统、反冲洗系统、再生投配系统及控制系统组成。

与现有技术相比，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：解决了系统的单一型，在一套系统上可实现多种离子交换工艺的连接组合，同时，主要的有机玻璃类型的交换柱和再生液投配箱固定在不锈钢钢架上，不需要移动，只需要通过调节阀门就可以实现不同的离子交换工艺。

申请人：浙江天煌科技实业有限公司
地址：310030 浙江省杭州市西湖区三墩镇西湖科技园西园五路10号
国籍：CN
代理机构：杭州浙科专利事务所(普通合伙)
代理人：吴秉中
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