hic0?ciu??100 （2）沉降速度：注：（1）沉降效率：E?ti c03．作沉淀曲线E-t线，E-u线
七、实验结果与讨论
2、分析实验所得结果；
3、分析不同工作水深时的沉淀曲线，如应用到实际沉淀池的设计时，需注意什么问题？
3．本实验中采用浊度测定来代替悬浮物浓度的测定，浊度是否能够完全表征悬浮物浓度？请回答浊度与悬浮物浓度的区别与联系。
八、参考文献
1 严煦世，范瑾初．给水工程（第四版）．北京：中国建筑工业出版社，1999 2 许保玖，安鼎年．给水处理理论与设计．北京：中国建筑工业出版社，1992 3 李圭白，张杰．水质工程学．北京：中国建筑工业出版社，2005 4张自杰，顾夏声等．排水工程<下册>（第四版）．北京：中国建筑工业出版社，2000
实验六 离子交换试验实验
一、实验目的
离子交换法是处理电子、医药、化工等工业用水和处理有害金属离子的废水、回收废水中贵金属的普遍方法。它可以去除或交换水中溶解的无机盐、去除水中的硬度、碱度以及制度无离子水。
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。这既有理论计算问题，又有实验操作问题。通过本实验，希望达到以下目的：
1、掌握六价铬离子的测定方法； 2、离子交换容量的分析与计算； 3、交换带的移动过程；
4、掌握穿透曲线和再生曲线的绘制技术。
二、实验原理
离子交换以往主要引用于水的软化和脱盐，随着离子交换树脂品种的增多和实用技术的发展，离子交换在回收有用物质和处理工业废水中有害物质诸方面也得到了日益广泛的应用，并且出现了一些定型处理设备，为使用离子交换法处理工业废水提供了许多好的经验。
离子交换反应是在两相中进行的，它服从当量定律和质量作用定律，并且是可逆反应。离子交换法就是基于等当量交换和可逆反应进行交换和再生。
阴、阳离子交换树脂在交换过程中的反应为：
RH+Ca2+?R2Ca+2H+-ROH+HCO3?RHCO3+OH-
阴、阳离子在再生过程中的反应为：
R2Ca+2H+?2RH+Ca2+-RHCO3+OH-?ROH+HCO3
树脂的交换容量用来定量地表示树脂交换能力的大小，是树脂的重要性能指标。树脂的总交换容量一般用滴定法测定。
工作交换容量只有总交换容量的60~70%，它受树脂的再生程度，进水中离子的种类和浓度、交换终点的控制、树脂层高度及水流速等因素影响。
当含一定浓度离子的原水自上而下地通过树脂层时，水中的例子首先和树脂表层进行交换，一旦该层饱和后，就不起交换作用了，交换层就转移到下一层树脂，这是树脂层就分为饱和区、交换区（交换带）和未交换区。在树脂层工作过程的每一瞬间，只有交换层起作用。随着交换带向下推移，为交换区逐渐被压缩直至泄漏。
树脂层饱和后，需用酸、碱再生剂再生后才能恢复交换能力，树脂的再生效果与再生方式、再生剂的种类、浓度以及再生液流速等因素有关。
三、实验装置及材料
1、离子交换实验装置
ⅠⅡⅢⅣⅤ
图6-1 离子交换实验装置
Ⅰ—废水池；Ⅱ—去离子水池；Ⅲ—再生剂池；
Ⅳ—离子交换柱；Ⅴ—收集筒
2、722分光光度计； 3、酸度计； 4、电导仪； 5、容量瓶；
6、阴离子交换树脂（717#）；
7、实验用水：用重铬酸钾配制的模拟废水；
8、六价铬测定方法及树脂预处理方法见附录三、四。
五、实验步骤
（一）穿透曲线的绘制
1、按实验工艺流程图安装实验装置；
2、把与处理好的一定重量的阴离子交换树脂（717#）转入交换柱，脂层高度为0.1m左右，计算离子树脂的体积；
3、测定原水中Cr6+的浓度，记录入表6-1；
表6-1 原水水质及实验装置参数记录 原水Cr6+浓度（mg/L） 交换柱内径（mm） 树脂层高度 （mm） 树脂名称及型号
4、把含铬废水注入废水池；
5、打开进水阀，用转子流量计控制废水流量，使废水以20~60mL/min的流速通过树脂层，用量筒计算出水体积。每收集0.05L出水，取样测定Cr6+的浓度。当交换带前沿就近出水口时，可改为每收集0.01L或更少的出水体积，测定一次Cr6+浓度；所得数据填入表5-2。
表5-2 实验记录
序号 1 2 ? 取样体积（mL） ? 运行时间稀释倍数 （min） ? ? 读数 ? 分光光度计出水浓度Cr6+（mg/L） ? 6、绘制穿透曲线（Cr6+的泄漏量——出水体积）；并计算当Cr6+的泄漏量为0.5mg/L时的工作交换容量。
7、改变废水的滤速，重复上述步骤；
8、根据所得的数据，绘制当六价铬的泄漏量为0.5mg/L时的滤速—出水体积的关系曲线。
（二）再生效率曲线的绘制
1、用去离子水反冲树脂层，将树脂层中残留的含铬废水顶回废水池，直至出水无色为止。
2、正向接通去离子水，调节出水阀使滤速为1～2 L/(L树脂·h)，拆除去离子线，使交换柱内液面降至树脂层顶部下一厘米处，接通再生液线，使10%的NaOH流入交换柱，注意观察出水的颜色变化，一旦出现黄色，立即用50mL量筒收集之。当再生液为0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0倍树脂体积时，测定再生液中Cr6+的浓度。
3、再生结束后，停止进碱，把交换柱内的碱全部排空收集之。
4、正洗树脂用水量：强碱阴树脂4～5倍树脂体积，时间15～20min。弱碱阴树脂6～7倍树脂体积，时间20～30min，正洗水带黄色部分收集于废水池。
5、反冲：以10～30倍流速逆流反向进水，反冲树脂层，反冲水量：强碱阴树脂1倍树脂体积，时间3～5min。弱碱阴树脂2倍树脂体积，时间5～10min。
6、落床待用。
7、绘制再生效率曲线，即再生效率与再生剂用量（树脂体积的倍数）之间的关系曲线。
六、试验结果
1、实验现象：观察实验过程中吸附带的移动规律。
2、绘制穿透曲线：按照实验数据，绘制离子交穿透曲线（Cr6+的浓度—出水体积曲线）。
3、绘制再生效率曲线，即再生效率与再生剂用量（树脂体积的倍数）之间的关系曲线。
4、穿透曲线、再生效率曲线表现了什么结果？
七、问题讨论
实验过程中，应将含六价铬的废水、废液贮存于指定的废水槽中，禁止随意倾倒。