水的软化实验：原水硬度及实验装置数据，注意事项

（一）实验目的

（1）熟悉顺流再生固定床运行操作过程。

（2）加深对钠离子交换树脂软化基本理论的理解。

（二）实验原理

软化处理的对象主要是水中钙、镁离子。离子交换法是其中的一种方法，它基于离子交换原理，利用某些离子交换剂本身所具有的阳离子（Na⁺或H⁺）与水中钙、镁离子进行交换反应，达到软化的目的。

当含有钙盐及镁盐的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的Ca²⁺和Mg²⁺便与树脂中的可交换离子（Na⁺或H⁺）交换，使水中Ca²⁺、Mg²⁺含量降低或基本上全部去除，这个过程称为水的软化。树脂失效后要进行再生，即把树脂上吸附的Ca²⁺、Mg²⁺置换出来，代之以新的可交换离子。钠离子交换用食盐（NaCl）再生，氢离子交换用盐酸（HCl）或硫酸（H₂SO₄）再生。

（三）实验装置及材料

（1）离子交换软化水实验图如图2-12所示。

图2-12 离子交换软化水实验图

（2）测硬度所需用品。

（3）食盐数百克。

（四）实验步骤

（1）熟悉实验装置，弄清每条管路、每个阀门的作用。

（2）测原水硬度、测量交换柱内径及树脂层高度，记入表中2-13。

（3）将交换柱内树脂以15m/h流速，反洗2min，去除树脂层气泡。(www.xing528.com)

（4）软化 运行流速15m/h，每5min测一次出水硬度，并记入表2-14中，直至出水硬度与原水硬度接近，此时表明树脂已被穿透。

（5）反洗 冲洗水用自来水，反洗流速采用15m/h，反洗时间5min，反洗结束后将水放至高于树脂层10cm以上。

（6）再生 采用NaCl再生液，将准备好的再生液用漏斗缓缓倒入软化柱中，将树脂在盐液中浸泡5min。

（7）清洗 流速采用15m/h，清洗5min，每分钟测一次出水硬度。

（8）清洗完毕，结束实验（交换柱内树脂应浸泡在水中）。

表2-13 原水硬度及实验装置有关数据

表2-14 软化实验记录

（五）注意事项

（1）反冲洗时应控制流量大小，不要将树脂冲走。

（2）再生液若未经过滤处理，则宜用精制食盐配制。

（六）实验数据与结果整理

绘制软化过程（历时）与出水硬变化曲线。

（七）思考题

本实验钠离子交换运行装置出水硬度是否小于0.05mmol/L？影响出水硬度的因素有哪些？