离子交换制备除盐水实验

1、专业综合性实验实验名称离子交换制备除盐水实验一、实验目的熟悉顺流再生固定床运行的操作过程。加深对阳离子交换和阴离子交换基本理论的理解。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001X7 （711）强酸树脂和201X4 （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

2、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：RH+ +1/2Ca2+ 1/2Mg2+ 1Ka+Jr 1/2SO42-JCl-hco3-l HSiO3-1/2Ca2+=rJ 1/2Mg2+ +1 Na+I K+r 1/2SO42- H+ JCl-1hco3-l HSiO3-r1/2SO42-1/2SO42-ROH-+ H+Cl-=RCl-+H2OHCO3-HCO3-LHSiO3-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。

3、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 me 2RH +CaCl2R2Mg+2HCl 2RH +MgCRCl+NaOH ROH +NaCl三、实验仪器、设备与药品离子交换树脂装置一套、DDSJ-308A型电导率仪、秒表四、实验步骤（1）熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用。（2）强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子树脂的预处理用7080 C 浸洗树脂78次（阴离子树脂耐热性较差一些，可用5060 C热 水），浸洗至浸出水不带褐色，然后用1mol/L盐酸和1mol/LNaOH 轮流浸洗，即按酸一碱一酸一碱一酸顺序浸洗五次

4、（阴离子树脂与 之相反），每次2h，浸泡体积为树脂体积的23倍。酸碱互换时应 用水进行洗涤，五次浸泡结束后用去离子水洗涤至溶液呈中性。（3）测定原水电导率，测量交换柱内径及树脂层高度。（表1）表1原水电导率及实验装置的有关数据原水电导率K 0 pS/cm交换柱内径cm阳离子树脂层高度cm阳离子树脂层高度cm（4）离子交换。原水按一定的流速通过交换柱，每隔10min测一次出水 的电导率。（5）改变运行流速。改变原水通过交换柱的流速，每个流速按每隔5min 测一次出水的电导率。（表2）表2交换实验记录运行流速运行流量运行时间出水电导率Km/hL/hminpS/cm（6）反洗。冲洗水用自来水，反洗时间15min ,反洗结束后将水放到水 面高于树脂表面10cm左右，反洗的目的是松动树脂层，使再生液能 均匀渗入层中，与交换剂颗粒充分接触；二是把过滤过程中产生的 破碎粒子和截流污物冲走。（7） 再生。强酸性树脂用1mol/L盐酸，强碱性树脂用1mol/L氢氧化 钠溶液再生。（8） 清洗。清洗的目的是洗涤残留的再生液和再生时可能出现的反应 物。（9）清洗完毕结束实验，交换柱内的树脂应浸泡在水中。五、数据处理与分析（1）K /K