综合实验A（二）
实验指导书
苏州科技学院环境科学与工程学院
环境与市政工程实验室
2016年3月
目 录
实验一 离子交换实验………………………………………3 实验二 实验三 实验四
活性碳吸附实验……………………………………6 给水处理综合实验 ………………………………11 生化处理综合实验 ………………………………19 实验一 离子交换实验
近年来，随着离于交换树脂的生产和应用技术的发展，离子交换处理技术在回收和处理工业废水也日益广泛地得到了应用。它可以去除或交换水中溶解的无机盐、降低水中硬度、碱度和制取无离子水。本实验主要进行离子软化和除盐的工作。
一、实验目的
通过本实验旨在达到以下几个目的：
(1) 加深对离子交换法软化和除盐基本理论的理解； (2)了解并掌握离子交换软化和除盐实验装的运行和操作方法； (3)熟悉并掌握有关离子的测定方法和过程：
(4)加深了解离子交换树脂的理论交换容量和工作交换容量的概念。
二、实验原理
离子交换软化就是利用H型或Na型离子交换树脂对含有硬度离子的水进行处理。 含有Ca等杂质的原水流经离子交换树脂层，水中的首先与树脂上的可交换离子进行交换，最上层的树脂层首先失效而变成型树脂。随时间的推移，失效树脂层逐渐往下推移，直到所有树脂层都饱和。 原水经过离子交换树脂床的交换处理后，硬度离子被去除而使出水得到软化。其交换过程可表示如下（H型树脂和Ca++离子为例）：
2RH+Ca++→R2Ca+2H+
在工业废水处理的实际应用中，为防止处理出水中含有过多的而使出水产生腐蚀性，常常采用树脂转型的方法使H型树脂变成Na型树脂，其反应过程可表示为：
2RNa+Ca++→R2Ca+2Na+
离子交换树脂床经一定时间的使用失效后，阳离子交树脂一般用 5％~10％的HCl或NaCl溶液进行再生，使其还原为H型或Na型树脂而恢复交换能力。
三、实验装置与设备
1．实验装置
本实验采用自制有机玻璃设备，包括配水箱、高位水箱、离子交换柱及各种管路等，如下图所示。
2．实验设备及仪器仪表
(1) 滴定管(50m1) 1支 (2) 量筒(100)
1个
(3) 烧杯(500m1) 2个 (4) EDTA溶液、钙羧酸、NHOH溶液等 若干 (5) 酸度计(或精pH试纸) 1台（或若干） (6) CaCl或NaCl 若干 (7) 三角烧瓶(150ml) 5个
四、实验内容与步骤
1．准备工作
(1) 熟悉实验装置，了解每个管路及阀门的具体作用。
(2) 检查有关仪器仪表是否正常；
(3) 有关玻璃仪器及实验药品是否齐全，所配化学药品是否可用。 (4) 准备硬度测定所需的药品； (5) 配制原水并测定原水的硬度； 2．操作步骤
(1) 用蒸馏水对离子交换拄进行反冲洗，将树脂床中的气泡全部赶出； (2) 开启阀1、2，打开转子流量计，控制一定流量，进行离子交换试验。具体流量为16、20、25、30、35、40、451／h。
实验过程中，在每个流量下待稳定5~10分钟后取样。
(3) 分别量取50ml不同流量下的软化水，注入各三角瓶中，分别加入2mL10％的NaOH溶液和半药勺钙指示剂，摇匀振荡，此时溶液呈亮紫色；
(4) 分别用EDTA标准溶液进行滴定（滴定终点为溶液由亮紫色转化为蓝色）每次记录滴定管中EDTA的起始体积和滴定后的体积，计算每次不同流量下的总硬度H；
总硬度的计算：总硬度（H）(毫克当量/升)＝式中： H－软化水样的总硬度（mg/L）；
CEDTA?VEDTA?A
V0CEDTA－EDTA标准溶液的量浓度10（mmol/L） VEDT A－消耗EDTA标准溶液的体积（ml）；
V0－水样的体积； A－40.0g/mol
(5) 作出不同进水流量(Q)(滤速V)下出水总硬度（H）的关系曲线(Q-H和Q-V)并进行分析说明。 3．树脂的再生
实验结束或每次实验之前需要对离子交换树脂床进行再生，具体步骤为： 打开自来水阀对树脂床进行反冲2分钟(控制好树脂床的膨胀高度)，此后将树脂床内的水放至树脂层以上10cm处； 用一定量的10％的 HCl或NaCl浸泡失效的树脂床半天左右；此后用自来水进行反冲洗(注意控制好反冲洗的流量以