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    離子交換軟化實(shí)驗(yàn)裝置使用說(shuō)明書(shū)

    一、離子交換軟化實(shí)驗(yàn)裝置-概述
    離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去水中有害離子的方法。在工業(yè)用水處理中,它占有極其重要的位置,用以制取軟水或純水,在工業(yè)廢水處理中,主要用以回收貴重離子,也用于放射性廢水和有機(jī)廢水的處理。
    采用離子交換法,具有去除率高,可濃縮回收有用物質(zhì),設(shè)備較簡(jiǎn)單,操作控制容易等優(yōu)點(diǎn)。但目前應(yīng)有范圍還受離子交換劑品種、性能、成本的限制;對(duì)預(yù)處理要求較高離子交換劑的再生和再生液的處理有時(shí)也是一個(gè)難題。
    二、
    技術(shù)參數(shù):
    a) 交換柱由有機(jī)玻璃制成,尺寸:Φ50×800㎜,4根。
    b) 水泵:最大流量:10L/min,額定功率為90W的增壓泵。
    c) 分路流量計(jì)LZB-6型,流量:4~40L/h。
    d) 有機(jī)玻璃軟化水箱尺寸:Φ200×250㎜(酸堿水箱各一)。
    e) PVC原水箱尺寸:350×500×400mm(含反沖洗水箱)。
    f) 各項(xiàng)操作及流量的顯示、調(diào)節(jié)、控制全在控制屏板面進(jìn)行。
    g) 框架與控制屏均為不銹鋼材質(zhì),結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀,流程簡(jiǎn)單,操作方便。
    h) 外形尺寸:1200×600×1700mm。
    三、
    實(shí)驗(yàn)指導(dǎo):
    1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    1、熟悉順流再生固定床運(yùn)行操作過(guò)程。
    2、加深對(duì)鈉離子交換基本理論的理解。
    2.實(shí)驗(yàn)原理:
    當(dāng)含有鈣鹽及鎂鹽的水通過(guò)裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換器時(shí),水中的Ca2+及Mg2+便與樹(shù)脂中的可交換離子(Na+或H+)交換,使水中Ca2+、 Mg2+含量降低或基本上全部去除,這個(gè)過(guò)程叫做水的軟化。樹(shù)脂失效后要進(jìn)行再生,即把樹(shù)脂上吸附的鈣、鎂離子置換出來(lái),代之以新的可交換離子。鈉離子交換用食鹽(NaCl)再生、氫離子交換用鹽酸(HCl)或硫酸(H2SO4)再生。基本反應(yīng)式如下。
    a)鈉離子交換:
    軟化:


    再生:


    b)氫離子交換:
    交換:


    再生:


    鈉離子交換的最大優(yōu)點(diǎn)是不出酸性水,但不能脫堿;氫離子交換能去除堿度,但出酸性水。本實(shí)驗(yàn)采用鈉離子交換。
    3.實(shí)驗(yàn)工藝流程圖:

    4.實(shí)驗(yàn)操作步驟:
    a) 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置,搞清楚每條管路、每個(gè)閥門(mén)的作用。
    b) 測(cè)原水硬度,測(cè)量交換柱內(nèi)徑及樹(shù)脂層高度(表1)。

    原水硬度及實(shí)驗(yàn)裝置有關(guān)數(shù)據(jù)    表1
    原水硬度(以CaCO3計(jì))(mg/L) 交換柱內(nèi)徑
    (cm)
    樹(shù)脂層高度
    (cm)
    樹(shù)脂名稱(chēng)及型號(hào)
           
    c) 將交換柱內(nèi)樹(shù)脂反洗數(shù)分鐘,反洗流速采用15m/h,以去除樹(shù)脂層的氣泡。
    d) 軟化。運(yùn)行流速采用15m/h,每隔10min測(cè)一次水硬度,測(cè)兩次并進(jìn)行比較。
    e) 改變運(yùn)行流速。流速分別取20m/h、25 m/h、30 m/h,每個(gè)流速下運(yùn)行5min,測(cè)出水硬度(表2)。

    交換實(shí)驗(yàn)記錄    表2
    運(yùn)行流速
    (m/h)
    運(yùn)行流量
    (L/h)
    運(yùn)行時(shí)間
    (min)
    出水硬度(以CaCO3計(jì))
    (mg/L)
    15   10  
    15   10  
    20   5  
    25   5  
    30   5  
    f) 反洗。沖洗水用自來(lái)水,反洗流速采用15 m/h,反洗時(shí)間15min。反洗結(jié)束將水放到水面高于樹(shù)脂表面10cm左右(表3)。
    反洗記錄    表3
    反洗流速(m/h) 反洗流量(L/h) 反洗 時(shí)間(min)
         
    g) 根據(jù)軟化裝置樹(shù)脂工作交換容量、樹(shù)脂體積、順流再生鈉離子交換NaCl耗量以及食鹽NaCl含量(海鹽NaCl含量≥80%-93%),計(jì)算再生一次所需食鹽量。配制含量10%的食鹽再生液。
    h) 再生。再生流速采用3-5m/h。調(diào)節(jié)定量投再生液瓶出水閥門(mén),開(kāi)啟度大小以控制再生流速為度。再生液用畢時(shí),將樹(shù)脂在鹽液中浸泡數(shù)分鐘(表4)。

    再生記錄    表4
    再生一次所需食鹽量 /kg 再生一次所需濃度10%的食鹽再生液/L 再生流速
    (m/h)
    再生流量
    (ml/s)
           
    i) 清洗。清洗流速采用15m/h,每5min測(cè)一次出水硬度,有條件時(shí)還可測(cè)氯根,直至出水水質(zhì)合乎要求時(shí)為止。清洗時(shí)間約需50min(表5)。
    清洗記錄    表5
    清洗流速
    (m/h)
    清洗流量
    (L/h)
    清洗歷時(shí)
    (min)
    出水硬度(以CaCO3計(jì))
    (mg/L)
    15   5  
    15   10  
    15   15  
    30   5  
    j) 清洗完畢結(jié)束實(shí)驗(yàn),交換柱內(nèi)樹(shù)脂應(yīng)浸泡在水中。
    5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理:
    1、繪制不同運(yùn)行流速與出水硬度關(guān)系的變化曲線(xiàn)。
    2、繪制不同清洗歷時(shí)與出水硬度關(guān)系的變化曲線(xiàn)。
    三、
    注意事項(xiàng):
    1、反沖洗時(shí)注意流量大小,不要將樹(shù)脂沖走。
    2、再生溶液沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾器,宜用精制食鹽配制。
    3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后水泵中的剩余液要盡量排出。保持泵的清潔。


    其他產(chǎn)品鏈接:
    加強(qiáng)中職學(xué)生對(duì)弱電與強(qiáng)電認(rèn)識(shí)
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