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离子交换软化实验报告

离子交换实验

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（必填）二、实验内容和原理（必

填）三、主要仪器设备（必填）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（必填）

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：3071401071

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；

1mol.LHCl溶液、5mol/LNH4OH溶液、1mol.L-1NaOH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。

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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1mol.L-1HCl5ml，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5mol.L-1NH4OH2ml，

摇动一分钟，用纯水充分清洗。如树脂经处理后，颜色加深（深

蓝）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1mol.LNaOH5ml，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。

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第四步：

经第三步处理后，树脂不变色，则：

1)加入1mol.L-1HCl5