3(专)离子交换除盐实验
离子交换除盐中为什么阳床漏钠阴床必漏硅
离子交换除盐中为什么阳床漏钠阴床必漏硅水的除盐有离子交换、反渗透、蒸馏法、电渗析等，目前使用最多的仍为阴、阳离子交换法，即使用阳离子交换树脂去除水中的阳离子，用阴离子交换树脂去除水中的阴离子，从而达到除盐的目的。
因为钠盐在水中溶解，不会产生沉淀，故往往认为对中、高压锅炉用水在阳离子交换器中出现漏钠影响和危害不大。
但没有认识到或足够的认识到阳床漏钠阴床必漏硅，不能达到除硅的目的。
本文将论述阳床漏钠阴床产生漏硅的原因和过程。
一、强碱ROH阴离子交换树脂的工艺特性水经强酸RH离子交换后，水中的Fe3+、Ca2+ 、Mg2+、Na+、K+等阳离子基本去除了，还剩下的是SO42-、Cl-、HCO3- 、NO3-、HSiO3-等离子，这些阴离子常用强碱ROH 才能去除，其反应式为：ROH+H2SO4=RHSO4+ H2O （1）2 ROH+H2SO4=R2SO4+2H2O （2）ROH+HCl=RCl+H2O (3)ROH+H2CO3=RHCO3+H2O (4)ROH+H2SiO3=RHSiO3+H2O (5)反应式（1）和（2）是同时进行的，代表了ROH与SO42-交换的两种情况。
当树脂主要是ROH存在时，反应式（2）占优势；当水中H2SO4浓度超过树脂上OH-时主要是反应式（1）。
因此，运行刚开始都是ROH型，故是（2）式反应；当树脂从上到下逐渐形成R2SO4型时，再进入的H2SO4，其交换结果转为RHSO4型，反应式为：R2SO4+H2SO4=2RHSO4 (6)从式（1）~（6）可见，水经ROH呈中性。
但为什么在离子交换除盐中，水要先经过阳离子交换后再进入阴离子交换呢？水不经过阳床行吗？现在我们来论述一下这方面问题。
1、强碱树脂的选择性树脂的选择性也称交换势，亲和力，结合力等，其选择性的次序为：SO42-＞NO3-＞Cl-＞OH-＞F-＞HCO3- ＞HSiO3-可见SO42、NO3-、Cl-的选择性都大OH-，吸着能力强；而F-、HCO3-、、HSiO3-是弱酸阴离子，选择性小于OH-，吸着能力差，从交换势可见：（1）强酸阴离子SO42-、NO3-、Cl-能顺利的交换ROH上的OH-离子而被去除，而且按选择性的大小，后来的NO3-交换RCl上的Cl-，后来的SO42-又交换RNO3上的NO3-（当然也交换Cl-），随着交换的进行，逐渐形成R2SO4在最上层，第二层为RNO3（如果水中无硝酸，则该层没有），第三层为RCl（如图1）图1 阴离子交换次序（2）弱酸阴离子HCO3-、HSiO3-，一是选择性小于OH-离子；二是水中的含量相对来说又少；三是H2CO3、H2SiO3必须要在较强的碱性条件下才能离解为H++ HCO3-和H++HSiO3-。
离子交换除盐
a
b
图3.7.2 交换器中离子分布情况 (a)开始进水时 (b)交换器失效时
图3.7.3 强酸H型阳离子交 换 器典型出水曲线
7、阴离子交换器
阴离子交换实质上是阴树脂中的OH与酸性水(经过阳离子交换
Hale Waihona Puke 及除碳)中的负离子进行交换。所以在强碱性阴离子交换器内发生的
反应为：
1/2H2SO4 HNO3 1/2H2CO3 HCl 1/2H2SiO3 1/2SO4 NO3 +ROH→ R 1/2CO3 CI HSiO3
+ (CH3)3 N →
CI
CH CI 氯球 2
三甲基胺
CH2N (CH3)3
苯乙烯季胺盐阴树脂
2 离子交换树脂的命名
离子交换树脂产品型号是根据国家标准 GBl631—79《离子交 换树脂产品分类、命名及型号》而制定的。 离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基团）名称、基本 名称依次排列组成。基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全名称
1/2Ca2+ 1/2Mg2+ + Na+ 1/2 SO42NO3- + RH → CI HCO3
-
1/2 Ca R 1/2 Mg Na
1/2 H2SO4 HNO3 HCI 1/2 H2CO3
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。 为什么阳交换器失效时，首先发生漏钠，而不是漏Ca2+或Mg2+离子？这是因为 水中各种阳离子与树脂中H+发生交换反应时，因树脂对各种阳离子的吸收有 选择性，故被树脂吸收的离子在交换器内有分层现象，根据树脂对被吸收离 子的选择性顺序，最上层是最易被吸收的 Ca2+，次层以Mg2+为主，下层就是Na+。 当交换器不断进水，随离子交换的不断进行，由于水中的Ca2+比Mg2+、 Na+与树脂的亲合力更大，更易被树脂吸收，所以水中的Ca2+离子可和已吸 收了Mg2+的树脂进行交换反应，使Ca型树脂层向下扩展，而被置换下来的 Mg2+一起与Na+型树脂发生交换，使Mg2+型树脂层下移而Na+的交换区域也逐 渐下移。在运行过程中，这三层不同型态的交换剂的高度在不断地向下扩展， 如图3.7.2所示。 阳床整个制水周期(运行开始到交换器失效这段时间)中电导率、钠离子浓度、 酸度变化可用图3.7.3表示。 开始通水正洗时随水的不断通入，水质越来越好。因而电导率、酸度、钠离 子快速下降（a点前）。在ab为稳定制水过程，b点后树脂开始失效。此时水 中钠增加，氢离子减少而氢氧根增加，使酸度下降，电导率下降。
水处理技术 4第四章 离子交换除盐
4.1 离子交换树脂
某些物质遇到溶液时，可以将其本身所具有的离子和溶液中同符 号离子发生相互交换，这种现象称为离子交换，具有离子交换性能 的这种物质称为离子交换剂。
• 新树脂常含有未参加反应的有机物和铁、铅、铜等无机杂质，使用前必须进 行处理，以除去这些杂质，
• 离子交换树脂在运行过程中，可能受到进水中氧化剂如游离氯的氧化而变质， 这种变质是无法恢复的。也可受到外来杂质的污染而改变其性能，影响出水 水质和周期制水量。但可以采取适当措施，清除污染物，使树脂性能复原或 有所改进。阳树脂的污染和复苏，阳树脂会受到进水中的悬浮物、铁、铝、 油、CaSO4等物质的污染。运行中可针对污染物的种类采取不同的处理方 法。
当增加离子交换剂层高度时，树脂交换能 力的平均利用率会提高。热力发电厂水处理用 的离子交换剂层的高度，一般最低不低于 1.0m，有的高达3.5m。但不能太高，否则水 通过交换剂时压降太大，给运行带来困难。
RH树脂与水中Ca2+、Mg2+、Na+交换时出水水质
4.3 水的离子交换处理
一、离子交换除盐系统
2.氢氧根离子交换反应 交换反应式为：
SO4
SO4
2ROH
H
Cl 2 2CO
3
R
Cl 2 2 ( HCO3)
2
2H 2O
SiO3
( HSiO3) 2
再生反应式为：
SO4
R
Cl 2 2 ( HCO3) 2
2NaOH
2ROH
SO4
Na
Cl 2 2CO
离子交换除盐实验报告
离子交换除盐实验报告离子交换除盐实验报告引言：离子交换是一种常见的除盐方法，通过交换树脂材料吸附水中的离子，实现除去水中的盐分。
本实验旨在通过离子交换除盐实验，探究离子交换技术在水处理中的应用和效果。
一、实验目的本实验旨在通过离子交换除盐实验，探究离子交换技术在水处理中的应用和效果。
二、实验原理离子交换是一种通过树脂材料吸附和释放离子的过程。
树脂是一种高分子化合物，其具有特定的结构和功能，可以选择性地吸附或释放特定的离子。
离子交换除盐实验中，我们使用的是阴离子交换树脂。
该树脂上带有正电荷的离子，可以吸附水中的阴离子，如氯离子、硝酸根离子等。
当水通过离子交换树脂时，树脂会吸附水中的阴离子，并释放出等量的阳离子，如钠离子、钙离子等。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料：离子交换树脂、蒸馏水、离子交换柱、试管、移液器等。
2. 将离子交换树脂放入离子交换柱中，并用蒸馏水洗净。
3. 将待处理水样倒入离子交换柱中，让水通过离子交换树脂。
4. 收集通过离子交换柱的水样，进行离子浓度测定。
5. 将处理后的水样与原始水样进行对比分析。
四、实验结果与分析通过离子交换除盐实验，我们得到了处理后的水样和原始水样的离子浓度数据。
根据数据分析，我们可以得出以下结论：1. 经过离子交换处理后，水样中的阴离子浓度明显降低，阳离子浓度有所增加。
2. 离子交换树脂对不同离子的吸附效果有所差异，某些离子可能被部分保留在树脂中，导致处理后的水样中仍含有少量的盐分。
3. 离子交换除盐技术可以有效降低水中的盐分，提高水的质量。
五、实验总结通过离子交换除盐实验，我们了解了离子交换技术在水处理中的应用和效果。
离子交换除盐技术可以有效去除水中的盐分，提高水的质量。
然而，在实际应用中，我们还需要考虑离子交换树脂的选择、树脂的再生和替换等问题，以确保离子交换除盐技术的持续有效性。
六、参考文献[1] Smith, K. C., & Wegrzyn, J. (2012). Ion exchange in analytical chemistry. Journal of Chromatography A, 1221, 84-103.[2] Sengupta, A. K., & Clifford, D. A. (2012). Water purification by ion exchange. Chemical Reviews, 112(4), 2171-2202.以上为离子交换除盐实验报告的主要内容，通过实验步骤、实验结果与分析以及实验总结，我们可以对离子交换技术在水处理中的应用和效果有一个初步的了解。
职业技能试卷 — 电厂水处理值班员(第102套)
一、选择题（共 30 题，每题 1.0 分）：【1】在使用微量硅分析仪时，采用"倒加药法"是为了（）。
A．校正仪器的零点B．消除试剂的颜色影响，减少试验误差C．校正仪器的上、下标D．清洗光电比色杯【2】澄清池在提高出力的过程中，提升流量不应超过（）t/h。
A．10B．30C．50D．20【3】原水经过沉淀一混凝过滤处理后，（）将不会减小。
A．胶体硅B．含盐量C．悬浮物D．有机物【4】对于反渗透膜的清洗周期，如不到（）就得清洗1次，则需要增加预处理设备。
A．2个月B．3个月C．1个月D．1~3个月【5】机械澄清池的清水区若有大量气泡，原因为（）。
A．加酸量大B．池内泥渣沉积时间过长而发酵C．进水水温过高D．加药中断【6】用AgNO3滴定水样中的Cl-时，如果指示剂加入量太少，则会使测定结果（）。
A．偏大B．不变C．偏小D．微小变化【7】电磁过滤器在进行凝结水除铁时，若在凝结水中加入联氨，则更能提高电磁过滤器的处理效果，原因是（）。
A．联氨能除去水中部分溶解氧B．联氨能将铁的高价腐蚀产物还原为低价C．联氨能提高电磁过滤器的磁性D．联氨能将铁的低价腐蚀产物还原为高价【8】离子交换器出水穹形孔板开孔面积宜为出水管面积的（）倍。
A．1~2B．2~3C．1D．4~6【9】覆盖过滤器在"爆膜"过程中，进气的压力应维持在（）MPa。
A．0.1~0.2B．0.2~0.4C．0.4~0.6D．1.0【10】根据化学监督制度的有关规定，化学清洗完毕至锅炉点火一般不得超过（）天，如超过，应采取防锈蚀保护措施。
A．5B．7C．10D．20【11】表示混床的英语词组是（）。
A．MixedbedB．CationexchangerC．AnionexchangerD．Watertank【12】对含盐量大于（）mg/L的原水在进行离子交换除盐前，需考虑对水进行预脱盐处理。
A．400B．450C．500D．1000【13】制水设备的气动门，操作用气的压力不应小于（）MPa。
离子交换除盐实验报告
离子交换除盐实验报告
实验目的，通过离子交换技术，去除水中的硬度离子，净化水质。
实验原理，离子交换是指利用离子交换树脂将水中的阳离子和阴离子与树脂上
的其他离子进行置换的过程。
在本实验中，我们将利用离子交换树脂去除水中的钙离子和镁离子，从而净化水质。
实验步骤：
1. 准备工作，将离子交换树脂充分浸泡在水中，使其充分膨胀。
2. 样品采集，取一定量的自来水样品，作为实验的原始水样。
3. 进行离子交换，将浸泡后的离子交换树脂装入离子交换柱中，将原始水样通
过离子交换柱进行处理，观察处理后的水质变化。
4. 检测水质，对处理前后的水样进行pH值、硬度等指标的检测，比较处理前
后的差异。
实验结果：
经过离子交换处理后，水样的硬度明显降低，pH值也有所变化。
经过对比分析，处理后的水质明显更加清洁、柔和，去除了原始水样中的大部分硬度离子。
实验结论：
离子交换技术可以有效去除水中的硬度离子，净化水质。
通过本次实验，我们
验证了离子交换技术的可行性，为水质净化提供了一种新的思路和方法。
实验注意事项：
1. 在进行离子交换实验时，要注意操作规范，避免离子交换树脂的污染和损坏。
2. 实验过程中要注意安全，避免接触到化学品和实验设备，以免造成伤害。
3. 实验后要对实验设备和离子交换树脂进行清洗和消毒，以保证下次实验的准确性和安全性。
通过本次实验，我们对离子交换除盐技术有了更深入的了解，相信在今后的水质净化工作中，离子交换技术将发挥重要作用。
离子交换除盐课件
4-4离子交换设备
• 阴（阳）离子交换床主体 结构图：
• • • • • • • • 1）进水装置（布水器） 均匀分布进水，收集反洗水。 2）中排装置 均匀排出再生液，防止树脂 乱层，流失。 3）出水装置 均匀收集处理好的水，均匀 分布反洗水。 4）压脂层 截留水中的悬浮物质，防止 树脂在逆流再生过程中乱层。
• •
• • • •
4.3影响再生效果的因素
• 1 再生剂 • 2 再生方式 • 3 再生剂的用量
再生剂用量不足,树脂的再生度低,交换容量小,制水周期缩短,自 耗水量增大.再生剂用量越多,树脂的再生程度越高,再生交换容 量越接近于全交换容量.但当再生剂的比耗增大到约4 倍理论量 后,再生程度不会再有明显提高.再生剂的利用率越来越低.所以 采用过高的的再生剂的比耗是不经济的.
再生剂的单耗.是指恢复交换剂1摩尔的交换容量,所消耗 再生剂的克数.用食盐再生时称为盐耗,用盐酸再生称 为酸耗. 符号W. W= G/(Cj-Cc)V g/moL G-再生一次所用纯再生剂的质量 Cj-进水离子浓度 Cc-出水离子浓度 比耗.是指恢复树脂1摩尔的交换容量,实际用纯再生剂的 量与理论量之比.也即再生剂用量为树脂工作交换容量 理论量的倍数.符号R R = W/M M-再生剂的摩尔质量g/moL 再生剂的比耗总是大于1.
4-2. 离子交换器的再生步骤
• • • • • • • • • 无顶压逆流再生操作 1小反洗 大反洗(一般连续运行10-20周期进行一次) 清除树脂上层沉积的悬浮物,破碎树脂颗粒.反洗排出水中不应含有效树脂颗 粒,反洗至水质澄清为止. 2.放水 让树脂借助重力自然沉降,使树脂表面平坦. 3.进再生液 用较高浓度的再生剂对失效树脂进行还原.(大反洗周期再生剂用量加倍) 要求控制进口、出口阀门流量平衡,不允许排出液流量大于进再生液的流量. 以免再生液发生偏流.严格控制进再生液的百分浓度.采用现场取样打比重,或 在线浓度计进行分析.控制进再生液时间不能低于30分钟.(不包括小型钠离 子自动交换器) 4.置换(逆洗) 停止进再生液,但保持进水流量不便,继续进水15-30分钟.让交换器内再生液 继续进行交换反应, 5.小正洗 冲洗树脂上层残留再生液 6.大正洗 加大进水与排水流量,将残余的再生液和反应产物排出交换器. 正洗至出水硬度合格.(钠型树脂硬度小于0.03毫摩尔⁄ 每升.氢型树脂不含 硬度)
工艺方法——脱盐水处理工艺
工艺方法——脱盐水处理工艺工艺简介一、离子交换法我国自上个世纪50年代就开始使用离子交换树脂的技术进行脱盐水的处理，可以说积累了丰富的经验，经过这些年的不断发展进步逐步实现了由间歇式工艺、固定床工艺向离子交换工艺的转变。
其工艺流程主要是：首先通过过滤系统将废水进行预处理，然后将废水注入过滤水槽，接着让原水与强酸阳树脂发生反应，将原水中的阳离子如钙离子，钠离子，镁离子等去除，接着将原水中的碳酸氢根离子分解成二氧化碳和水，以此二氧化碳被排出了，这样阴离子的在后面的去除中就更加便利了。
最后将经过一系列处理后的水与强碱阴树脂反应，水中的阴离子被去除了。
在整个过程中，离子交换系统可以让阴阳树脂不断再生，从而使周期不断的交替进行，直至废水达到排放标准。
优势：（1）设备初期成本较低，工艺流程比较简单，同时又便于操作。
（2）这种方式通过采用阴、阳树脂与废水中的阴、阳离子发生置换反应达到脱盐的目的，有点类似于化学实验中强酸、强碱与水中的阴阳离子发生的反应。
（3）在进行脱盐处理时，如果废水中盐的含量相对较低的情况下，这种离子交换的方法可以达到非常理想的脱盐效果，有利于水资源的充分利用。
不足：（1）这种方法在脱盐处理过程中产生的废液含盐量极高，且由于其酸碱值远远超出污水排放的标准，如果随意排放不但会造成管道的腐蚀，又会造成土壤的污染。
（2）由于废水成分的复杂性，往往会造成树脂被废水中的有机物或者杂质污染的情况，如果出现这种情况不但处理困难而且还影响了工作的顺利展开。
（3）在生产过程中，由于各种因素的影响树脂难免会有损伤、破碎的情况，另外随着阴阳树脂的不断再生，使用年限必将缩短。
二、膜分离技术虽然我国很早就对膜分离技术展开研究了，但由于成本过高和专业技术不完善膜分离技术一直没有得到广泛的应用。
目前在脱盐水处理中最常见的膜分离技术主要是反渗透法，其工艺流程主要是：首先将原水通过过滤器进行过滤，这样大大降低了浑浊的程度，除去了其中的大量杂质，然后利用活性炭吸收水中的有机高分子，难溶胶体以近一步去除水中的难溶物，以便达到反渗透用水的进水标准。
水的离子交换除盐(共68张PPT)
阳离子交换树脂层高度为2米，交换器出水平均酸度为1.5mmol/L，交换器出力为50t/h ，交换器运行20小时后失效，求该交换器中交换挤的工作交换容量是多少？
为便于树脂粒度的粒度比较，采用了有致粒径和均匀系数两项指标。有 效粒径是指颗粒总量的10%通过而90%保存的筛孔径；均匀系数是指通过 60%球粒的筛孔孔径与通过10%球粒的筛孔孔径的比值。均匀系数反映树 脂粒度的分布情况，其值愈大表示粒度分布愈均匀。
(2)密度
• 湿真密度＝湿树脂质量/颗粒本身总体积
4、计算离子交换器中装载树脂所需湿树脂的重量时，要使用〔
。
〕密度。
〔A〕干真； 〔B〕湿真； 〔C〕湿视； 〔D〕真实
4.2 一级复床除盐
4.2.1 一级复床除盐原理 4.2.2 阳离子交换 4.2.3 阴离子交换
4.2 一级复床除盐
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。
(CJ-CC)V VR
对于阳离子交换树脂的工作交换容量:
(JD进+SD出)V
QG=
VR
Eg. 某电厂原水分析结果如下：Ca2+=30mg/L，Mg2+=6 mg/L，Na+=23 mg/L ，Fe2+=27.9 mg/L，HCO-3=122 mg/L，Cl-=35.5 mg/L，SO42--=24 mg/L ，HSiO-3=38.5 mg/L。〔提示：原子量Ca=40，Mg=24，Na=23，Fe=55.8， H=1，C=12，O=16，Cl-=35.5，S=32，Si=28)
环境生物学实验报告
实验指导实验一 颗粒的静置自由沉降实验一、实验目的了解污水的沉降特性，加深对污水中非絮凝性颗粒的沉降理论，特点及规律的认识。
绘制沉降曲线，通过沉降实验，判定某种污水的沉降特性，求出沉降曲线，即Ｅ－ｔ（沉降效率－沉降时间），Ｅ-ｕ（沉降效率－沉降速度）关系曲线，以此提供沉淀池的设计参数。
二、实验原理沉降是指从液体中借助重力作用而除去固体颗粒的一种过程，根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉降过程分为自由沉淀，絮凝沉淀，成层沉淀和压缩沉淀等四类。
本实验的目的是研究探讨污水中的非絮性颗粒自由沉降的规律。
实验在沉降柱中进行，设水深为Ｈ，在ｔ时间内能沉到Ｈ处深处，则颗粒的沉速为ｕ＝Ｈ/t ，根据给定的沉降时间ｔ，可由ｕ＝Ｈ/t 求得沉淀ｕ0。
凡是沉降速度大于ｕ等于或大于ｕ0（ｕ≥ｕ0的颗粒在时间ｔ内可全部除去，在悬浮物的总量中，这部分颗粒可占的比率为（1－Ｘ0），Ｘ0代表沉速ｕ＜ｕ0的颗粒物与悬浮物的总量之比，在沉速ｕ＜ｕ0的颗粒中，具有某种粒径的颗粒占悬浮物总量的百分数为dx ，而其中能被除去的比率为ｕ/ｕ0×ｄｘ。
考虑到各种不同的粒径后，这类颗粒的去除率应为⎰+-=010)1(x udxx E 上式右侧第二项中的udx 是一块微小面积。
由下图（图1）可见。
而⎰0x udx为图1中阴影部分，可用图解积分法解出。
三、实验设备及仪器沉降柱：有机玻璃管，外径100ｍｍ，内径94ｍｍ，有效高度H=1600mm 。
配水系统；标尺；时钟；100ｍｌ的容量瓶10个；玻璃漏斗：10个；滤纸（中速定性）；称量瓶（或表面皿）：10个；万分之一天平；水样：浆泥水（300～500ｍｌ/Ｌ）；图1 颗粒的沉降曲线 图2 实验装置图 四、实验步骤将泥浆水倒入原水箱中，启到泵搅拌5分钟，使水中的悬浮物分布均匀。
关闭阀门6，开启阀门3、4、5向沉降柱中注水，同时由取样中取样100ｍｌ，测其浓度为Ｃ0。
当污水升到溢流口并流出后，关阀门4、5，停泵并开始计时。
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。
水污染控制工程实验指导书
实验一 自由沉淀实验颗粒自由沉淀实验是研究浓度较稀时的单颗颗粒的沉淀规律。
一般是通过沉淀柱静沉实验获取颗粒沉淀曲线。
它不仅具有理论指导意义，而且也是水处理工程中某些构筑物如沉砂池、沉淀池设计的重要依据。
一. 实验目的1. 通过观察沉淀过程，加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解。
2. 初步掌握颗粒自由沉淀的实验方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算。
3. 进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据实验结果绘制自由沉淀曲线，包括时间~沉淀效率（t~E ）的关系曲线、颗粒沉速~沉淀效率（u~E ）的关系曲线。
二. 实验原理沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。
根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。
当废水中的悬浮物浓度不高时，在静沉过程中颗粒之间互不干扰、碰撞，呈单颗粒状态下沉，这种沉淀属于自由沉淀。
自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀的高度无关，因而自由沉淀可在一般的沉淀柱内进行。
为使沉淀颗粒不受器壁的干扰，沉淀柱的直径一般应不小于100mm 。
如果沉淀柱的有效水深为H ，如图1-1所示，通过不同的沉淀时间t ，可求得不同的沉速u ，u=H/t 。
如沉淀时间为t ，相应的沉速为u 0，则颗粒的去除率由两部分构成：沉速u≥u 0颗粒能全部去除，去除率为E 1；所有沉速小于u 0的颗粒能部分去除，去除率为E 2，则E=E 1+E 2。
设所有沉速小于u 0的颗粒占总颗粒数的百分数为P 0，其中某一种沉速为u x 的颗粒的去除百分数为u x /u 0，则所有沉速小于u 0的颗粒u x 的去除百分数即E 2=⎰000P xdp u u 。
沉速u≥u 0颗粒所占的百分数为1―P 0，E 1=1―P 0，则总去除率：E=（1―P 0）+⎰000P xdp u u但沉速小于u 0的颗粒占总颗粒数的百分数P 0不易统计，故E 2较难计算。
实验中可按以下方法进行去除率的计算。
离子交换除盐实验
离子交换除盐实验
一、实验目的
（1）加深离子交换基本理论的理解。
（2）了解并掌握离子交换设备的操作。
（3）熟悉离子交换除盐的过程。
（4）熟悉纯水水质的检测方法（电导仪、酸度计）。
二、实验原理
离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换树脂在电解质溶液中进行的。
利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。
水中各种无机盐类电离生成的阴阳离子经过H型离子交换树脂时，水中阳离子被H+取代，经过OH型离子交换树脂时，水中阴离子被OH-取代。
进入水中的H+和OH-结合成H2O，从而达到去除无机盐的效果。
水中所含阴、阳离子的多少，直接影响了溶液的导电性能，经过离子交换树脂处理的水中离子很少，导电率很小，电阻值很大，生产上常以水的导电率控制离子交换后的水质。
三、实验装置及仪器
离子交换除盐实验装置如下图，交换柱用有机玻璃制成，尺寸为，内装树脂厚。
四、实验操作步骤：
（1）测定原水pH、电导率，记入表中。
（2）确认系统所有阀门处于“关闭”状态。
（3）依次开启自来水进水阀，阳离子交换柱进水阀门和出水阀，阴离子交换柱进水阀门和出水阀，调整交换柱内流速进行离子交换。
（4）交换10min 后，测定各离子交换柱出水电导率、pH。
（5）实验结束后，关闭所有进、出水阀门，切断各仪器电源。
五、实验结果整理
离子交换除盐实验记录表
实验日期：
原水温度℃pH 电导率S/cm。
《环境保护工程综合实验》课程教学大纲(应用化学专业)
《环境保护工程综合实验》课程教学大纲（应用化学专业）课程名称：环境保护工程综合实验实验课性质：独立设课英文名称：Integrated Chemical Experiment of EnvironmentalProtection Engineering课程编号：32120820 开出实验项目数：11 大纲主撰人：陈为健大纲审核人：杨平一、学时、学分课程总学时：36 实验学时：36 课程总学分：1.5 实验学分：1.5 二、适用专业及年级应用化学本科专业三、实验教学目的与基本要求（一）实验教学目的《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》这些课程特点之一是实践性很强，单纯靠课堂教学，很难掌握。
课堂讲解的污染物处理过程中的每一步的实施原理及原则，在具体的处理过程中会有所改变，因此，实际的操作过程要因具体情况而定。
所以这些课程一定要有实践环节配合，才能达到学习目的。
《环境科学与技术实验》这门课开设的目的是加深学生对基本概念的理解；使学生了解如何进行实验方案的设计，并初步掌握水、大气、固体废物等处理的方法和基本处理技术；通过实验数据的整理使学生初步掌握数据分析处理技术以及运用实验成果验证已有的概念和理论等。
要求掌握水、大气、固体废物等的处理方法及学会对常用实验仪器、设备的使用，培养学生动手能力、创造能力及解决基本实验技术问题的能力；学会对实验数据测定、分析的处理方法，并能通过实验得到可靠结论。
（二）实验基本要求本课程的教学环节以学生动手操作实验为主，辅以必要的课堂讲授，自学，现场指导，质疑和综合考查等。
通过上述基本教学步骤，要求学生掌握环境工程基本的实验技术，验证和巩固专业理论知识，为今后从事环境工程专业的科研、工程设计和技术开发工作奠定良好的实践基础。
四、主要仪器设备1. 分析天平（0.001g/200g）2台2. 秒表 5个3. 电导仪 2个4. pH计2个5. 723分光光度计 1个6. 200℃干燥箱1台7. 721分光光度计 2个 8. 水循环式真空泵2台9. 布氏漏斗及抽滤瓶 10套 10. 离心机1台11. 恒温水浴 2台 12 调温电炉2台13. 洗瓶 6个 14. 量管1~10mL 各2根15. 25ml滴定管（酸、碱）各10根 15. 25ml移液管 10根17. 精密温度计 2根 18. 250mL锥形瓶50个19.容量瓶25~250mL 各10个 20. 光化学反应器3台21.双气路气体采样器 5台 22. 混凝沉淀实验装置1台23. 过滤实验装置 24. 连续式活性炭吸附装置25. 空盒气压表 26.散射浊度仪27.沉降实验装置 28. 仿真教学软件2. 每年开设的实验由以上实验项目中选取，实验的顺序可依据具体情况进行调整。
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。
水在混合离子交换器中,阳、阴离子交换树脂除盐原理
水在混合离子交换器中,阳、阴离子交换树脂除盐原理随着社会的发展和工业化程度的提高，水资源的供给和质量越来越受到关注，特别是对于饮用水和工业生产中所使用的水质量要求更高。
为了改善水质，除盐技术被广泛应用。
而混合离子交换器是一种常用的除盐工艺装置，其原理主要是通过阳、阴离子交换树脂来实现除盐的目的。
本文将对水在混合离子交换器中，阳、阴离子交换树脂除盐的原理进行介绍。
1. 混合离子交换器的基本原理混合离子交换器是一种利用阳、阴离子交换树脂来进行水质处理的设备。
其基本原理是利用阳、阴离子交换树脂吸附水中的阳、阴离子，从而实现除盐的目的。
在混合离子交换器中，阳、阴离子交换树脂呈现交替的层次结构，通过正负离子之间的吸附作用，在水流过程中实现离子的交换和去除。
2. 阳、阴离子交换树脂的作用阳、阴离子交换树脂是混合离子交换器中的核心部件，其作用主要是吸附和交换水中的阳、阴离子。
阳离子交换树脂主要吸附水中的钙、镁等金属离子，而阴离子交换树脂则主要吸附水中的氯、硫酸根等阴离子。
通过这种吸附和交换作用，可以有效去除水中的盐分和杂质。
3. 水在混合离子交换器中的除盐过程当水通过混合离子交换器时，首先会被阳离子交换树脂吸附，吸附的是水中的阳离子，比如钙、镁等金属离子。
随后，水流经阴离子交换树脂层，吸附掉水中的阴离子，比如氯、硫酸根等离子。
经过这样的处理过程，水中的盐分和杂质可以得到有效的去除，从而达到除盐的目的。
4. 混合离子交换器除盐的应用混合离子交换器除盐技术广泛应用于饮用水和工业生产中。
在饮用水处理方面，混合离子交换器可以去除水中的硬度离子和其他有害离子，从而提高水质，保障人民群众的饮水安全。
在工业生产方面，混合离子交换器可以用于纯水生产、电镀、制药等领域，去除水中的盐分和杂质，保证生产过程中所使用的水质量符合要求。
5. 阳、阴离子交换树脂的再生随着使用时间的延长，阳、阴离子交换树脂会逐渐饱和，从而影响除盐效果。
为了保证除盐设备的稳定运行，需要对阳、阴离子交换树脂进行再生。
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实验三离子交换除盐实验
一实验目的
1．熟悉顺流再生固定床运行的操作过程。
2．加深对阳离子交换和阴离子交换基本理论的理解。
3．了解离子交换法在水处理中作用与原理。
二实验原理
离子交换过程可以看做是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应，其反应一般都是可逆的。
本实验采用国产001×7（711）强酸树脂和201×4（711）强碱树脂把水中的成盐离子（阳、阴离子）除掉，这种方法称为水的化学除盐处理。
原水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子便与树脂是的可交换离子（H+）交换；接着通过装有阴离子交换树脂的交换器时，水中的阴离子Cl-、SO42-、HCO3-等与树脂中的可交换离子（OH-）交换。
基本反应如下：
1/2Ca2+1/2SO42-1/2Ca2+1/2SO42-
RH+ ＋1/2Mg2+Cl-=== R 1/2Mg2++ H+Cl-
Na+HCO3-Na+HCO3-
K+HSiO3-K+HSiO3-
1/2SO42-1/2SO42-
ROH-+ H+Cl-==== R Cl-+ H2O
HCO3-HCO3-
HSiO3-HSiO3-
经过上述阴、阳离子交换器处理的水，水中的盐分被除去，此即为一级复床的除盐处理。
树脂使用失效后要进行再生即把树脂上吸附的阴、阳离子置换出来，代之以新的可交换离子。
阳离子交换树脂用HCl或H2SO4再生，阴离子交换树脂用NaOH再生。
基本反应式如下：R2Ca + 2HCl → 2RH + CaCl2
R2Mg + 2HCl → 2RH + MgCl2
RCl + NaOH → ROH + NaCl
三实验仪器、设备与药品
阴阳离子交换树脂
离子交换树脂装置一套
电导率仪，
秒表
pH计
四实验步骤
1．熟悉装置。
研究管路连接方式、明白阀门作用、弄懂管路流程。
2．连接装置。
将两个交换柱串联起来：水箱进水→阴离子柱→阳离子柱→出水，反复研究，确保各路连接管无误（忘关阀门漏水、漏开阀门成死路）后启动水泵进水。
3．离子交换。
水样按照一定的流速通过串联的阴阳离子交换柱。
通过流量计调节流量，在不同的流速下试验。
设定一个流速，运行8min后测测定（连续三次，求平均值）出水的电导率和pH值。
记录于表中。
4．反洗。
离子交换完毕，用自来水正洗、反洗各15min，反洗结束后将水放到水面高于树脂表面10cm右，反洗的目的一是松动树脂层，驱赶交换过程中的气泡；二是把过滤过程中产生的破碎粒子和截流污物冲走。
5．反洗完毕结束实验，必须保证交换柱内水面高于树脂层面。
五实验结果整理
1．记录实验设备和操作的基本参数：
实验日期：年月日
离子交换树脂参数：
阳离子交换树脂：
阴离子交换树脂：
水样来源：
酸度计型号：
电导率仪型号：
测定原水电导率，测量交换柱内径及树脂层高度。
表3-1 原水电导率及实验装置的有关数据
2．交换过程记录表。
表3-2 交换实验记录
3．绘制不同运行流速与出水电导率关系的变化曲线图（必须用坐标纸绘制），并说明结果。
4．观察阴阳离子交换树脂，及反冲洗过程的难以程度，说明两种树脂的外观、形态等区别。
并回答新鲜树脂如何预处理？。