离子交换法处理含铜废水-2013

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1、实验：离子交换法处理含铜废水一实验目的1、通过离子交换法处理含废水实验，了解离子交换法处理工业废水的基本过程、装置及操作方法。2、通过实验绘制穿透曲线了解固定床交换柱中交换带的推移过程。3、确定离子交换树脂的全交换容量。二实验理论基础与方法要点离子交换树脂是具有主体网格结构的有机高分子化合物。它与一般塑料不同，树脂的结构由骨架和活性基团组成。树脂上活性基团的数量和种类，决定了树脂的总交换容量和选择性。而交换容量是表示树脂中可交换离了量的多少，它是表示树脂交换能力大小的指标，它可分为:①全交换容量(指交换树脂中所有活性基团全部再生成可交换的离子总量)②

2、工作交换容量(指树脂在交换过程中，实际起到交换作用的可交换离了的总量)。它与实际运行条件有密切关系。原水中所含杂质种类、浓度，交换树脂层厚度，进水PII值、温度、流速，树脂再生程度等操作条件有关。任何离了交换反应都有三个特征：(1)与其它化学反应一样按摩尔质量进行定量反应。(2)是一种可逆反应，遵循质量作用定律。(3)交换剂具有选择性，交换剂上的交换离了先和交换势大的离了交换。离了交换剂应用于废水处理，可以回收物质，例如对于含铜废水首先经过II型阳树脂交换,交换废水中的阳离子•等。Cu2*+2R-S03H►(R-S03)2Cu+2H+废水小的阴离子(

3、SO广、C1)当通过0H型阴树脂时，R-N(CH：j)3OH+HC1►RN(SH3)3C1+乩0废水经阳树脂，阴树脂交换后，铜离子、氯离子被吸附在树脂上，废水得到净化。当阳树脂失效后，可用酸再生。(R-S()3)2Cu+2HC1C11CI2+2R-SO3H同理，阴树脂失效后可用碱再生。RN(CH3)3Cl+NaOH^^=RN(CH3)3OH+NaCl三实验装置及需用器材实验室建有一套离子交换除盐设备，容量大，适用于科学研究和屮试试验，对于学生实验则要求在较短时间取得明显效果和实验报告数据，所以宜用小型交换柱，因此对实验装置另行设计。器材：(1)离子交

4、换柱:色层柱(L20cm,010mm)1支(2)铁架台、固定夹一套(3)医用软胶管(4)下口瓶:2000mL1只(5)锥形瓶：250mL2只；(6)量筒：50mL1只药品试剂：(1)732型(001*7)强酸性聚苯乙烯阳离子交换树脂(2)含铜废水(含Cu300mg/L)(3)0.1000mol/LNaOH(4)酚瞅指示剂(5)硫代硫酸钠标准贮备液：0.01mol/L(6)硫代硫酸钠标准使用液，将(5)标准贮备液稀释100倍(当天配制当天使用)(7)0.5%淀粉指示剂(8)K2Cr2O7标准溶液(0.0250mol/Ll/6K2Cr207)(9)lmo

5、l/LNaCl实验步韻(-)离子交换树脂全交换容量测定步骤强酸性阳树脂(1)称取树脂样品lg左右(精确至0.001g),置恒温干燥箱内105°C烘干45分钟，干燥器内冷却后称重，求出含水率。(2)另称取树脂样品lg左右(精确至0.001g),放入250mL锥形瓶中，加入lmol/L的NaCl溶液50〜lOOmL,摇动5分钟,放置2小时。加入酚酥指示剂3滴,用0.100mol/L的NaOH溶液滴定至呈微红色，10秒不退。记录所用NaOII标液体积。(-)离子交换除盐步骤1、将交换柱用铁架台、铁夹安装固定，连接进出水乳胶管。2、树脂装入树脂柱中1.5cm

6、,尽量避免树脂间有气泡产生。3、交换阶段将含废水降流式通过阳柱邙口树脂)进行交换，流速50mL/(7〜8)分钟，取出水水样50讥,测定其C+浓度。至出水C屮浓度达到5mg/L视为穿透，出水C屮浓度与进水浓度相同视为耗竭,达到耗竭点时停止通入废水。记录全部数据(测到冇Cu若出来的数据才有用)。4、反洗阶段交换达到饱和后，要用口来水进行反冲洗，反洗水量1〜2升/升树脂。反洗流速0.2〜0.5升/升树脂•分钟，反洗时间为5〜10分钟。5、再生阶段用10%盐酸通入阳柱，流速0.02〜0.0471•/升树脂•分钟，再生剂用量2升/升树脂，再生时间40〜60分钟

7、。6、正洗阶段先用口来水淋洗，去除再生液残液，待洗涤接近中性时，加入蒸憎水浸泡，液面应高出树脂面1〜2cm。五数据处理1、将除盐实验数据记录，计算铜离了浓度2、绘出出水相对浓度Ce/C°与通过时间t的关系曲线(穿透曲线)3、离子交换树脂全交换容量，测定结果计算CVW(1—含水率)(mmol/g)C——标准溶液(NaOII)浓度(mmol/mL)V——所消耗标准溶液(NaOII)体积(mL)W——样品树脂重量@)六废水中C屮浓度的测定1、方法要点在酸性介质中C+被「氧化为CuT沉淀，同吋「还原为碘原子2Cu'+5r=2CuII+r3以淀粉为指示剂，用N

8、/S心定量反应中产生的碘，而计算出废水中铜离了的含量。2、试剂(1)硫代硫酸钠标准贮备液:O.Olmol/L