膜分離實驗報告

1、膜分離實驗報告一、實驗?zāi)康?了.解不同膜分離工藝的原理、設(shè)備及流程。掌握、的適用范圍和對象。二、實驗原理反滲透（）反滲透膜的孔徑在之間。反滲透技術(shù)是利用高壓液體的高壓作用，克服滲透膜的滲透壓，使溶液中水分子逆方向滲透過滲透膜到達(dá)離子濃度較低的一端，從而達(dá)到去除溶液中大部分離子的目的。為了防止被截留下來的其他離子越積越多而堵塞膜，往往采用動態(tài)的方法來進(jìn)行反滲透，即在進(jìn)行反滲透的同時，利用一股液體流連續(xù)沖刷膜表面的截留物，以保持反滲透膜表面始終具有良好的通透性。因此，反滲透設(shè)備的出水有兩股，一股為透過液（淡水），一股為截留液（濃水）。實驗采用、溶液進(jìn)行實驗，用在線電導(dǎo)儀測定進(jìn)水、“淡水”和“濃水”

2、的電導(dǎo)率變化，表4示反滲透膜的處理效果。-圖牡週隣一反滲透-圖牡週隣一反滲透（rRO示意圖大亍遣壓力納濾（）納濾膜的孔徑范圍介于反滲透膜和超濾膜之間。納濾技術(shù)是從反滲透中派生出來的一種膜分離技術(shù)，是超低壓反滲透技術(shù)的延續(xù)和發(fā)展分支。一般認(rèn)為，納濾膜存在納米級的細(xì)孔，可以截留的最小分子約為的物質(zhì)。納濾膜的特點在于：較低的滲透壓和較高的膜通透性，因此，可以節(jié)能；通過納濾膜的滲透作用，可以去除多價的離子，保留部分低價的對人體有益的礦物離子。為了防止被截留下來的其他離子越積越多而堵塞膜，同樣采用動態(tài)的方法來進(jìn)行納濾，即在進(jìn)行納濾的同時，利用一股液體流連續(xù)沖刷膜表面的截留物，以保持納濾膜表面始終具有良好

3、的通透性。因此，納濾設(shè)備的出水也有兩股，一股為透過液（淡水），一股為截留液（濃水）。實驗采用、溶液進(jìn)行實驗，用在線電導(dǎo)儀測定進(jìn)水、“淡水”和“濃水”的電導(dǎo)率變化，表4示納濾膜的處理效果。同時將納濾和反滲透對一價和二價離子的截留效果進(jìn)行比較，可以知道納濾膜出水中保留了比反滲透出水中更多的有益礦物離子。三、實驗流程與設(shè)備整套膜分離裝置的四個單元共同安裝在一個支架上，由微濾單元和反滲透單元組成設(shè)備的1/，2超濾單元和納濾單元組成設(shè)備另外的1/。2:工:111513亠亠14191816Q+171.出水箱2.進(jìn)水箱22.壓力表8.粗濾柱17、2、24.在線電導(dǎo)儀3、4、6、9、13、11.微濾膜柱18.

4、:工:111513亠亠14191816Q+171.出水箱2.進(jìn)水箱22.壓力表8.粗濾柱17、2、24.在線電導(dǎo)儀3、4、6、9、13、11.微濾膜柱18.反滲透膜柱23牛15、21.調(diào)節(jié)閥5.增壓泵7、1、16、12、19、23.流量計14.反滲透高壓泵25.微濾出水26.反滲透淡水27.反滲圖2微濾和反滲透單元工藝流程圖透濃水23271522261121918208工1617412303128一291413上1.出水箱2.進(jìn)水箱3、4、13、19、25.壓力表8.粗濾柱壓泵20、23、27.在線電導(dǎo)儀納濾濃水31.納濾淡水6、9、12、16、11.超濾膜柱21.納濾膜柱18、24.調(diào)節(jié)閥1

5、4、15、22、28.超濾濃水5.增壓泵7、10、26.流量計17.納濾高29.超濾淡水30.圖3超濾和納濾單元工藝流程圖四、實驗方法熟悉設(shè)備根據(jù)上述的工藝流程圖結(jié)合實際的實驗設(shè)備，仔細(xì)了解設(shè)備的管路連接、流通方向、取水樣的位置、各個閥門的控制功能、各個壓力表所指示的位置、電氣控制箱中各控制開關(guān)所控制的對象、各顯示儀表所對應(yīng)的檢測點。實驗用水的準(zhǔn)備（1）去離子水的準(zhǔn)備實驗鹽液采用去離子水配制，去離子水由反滲透膜自制。進(jìn)行反滲透產(chǎn)水之前，必須將水箱中（進(jìn)水箱、出水箱）的水放光，洗干凈。打開進(jìn)水箱、出水箱之間的連通閥門，向水箱中放滿自來水，調(diào)節(jié)膜進(jìn)口壓力左右，收集反滲透產(chǎn)品水。（已準(zhǔn)備好）（2）反

6、滲透實驗用水的準(zhǔn)備的溶液和的溶液各0用去離子水配制。（）納濾實驗用水的準(zhǔn)備與反滲透一樣，的溶液和的溶液各0用去離子水配制。實驗操作步驟（）反滲透實驗反滲透實驗的目的是檢驗反滲透膜對離子的截留效果，可從在線電導(dǎo)儀上得到數(shù)據(jù)來了解離子的截留情況。反滲透膜的淡水電導(dǎo)率遠(yuǎn)低于濃水的電導(dǎo)率，濃水的電導(dǎo)率略大于進(jìn)水的電導(dǎo)率。由于電導(dǎo)率近似正比于離子濃度，因此反滲透膜對離子的截留率計算可近似于：離子的截留率=進(jìn)水電導(dǎo)率電導(dǎo)率電導(dǎo)率100%進(jìn)水電導(dǎo)率由于進(jìn)行反滲透實驗時進(jìn)水箱、出水箱之間是連通的，加之本實驗設(shè)備的單位時間處理量較大，因此，實驗時的進(jìn)水量可以開得大一些。具體步驟如下：，.打開增壓泵的進(jìn)水閥4、出

7、水閥6（不要全開），高壓泵的進(jìn)水閥13、出水閥15（不要全開）以及反滲透濃水閥21（不要全開）。注意：這時的閥門9一定要關(guān)閉。在電器箱上，首先打開反滲透增壓泵的電源，等反滲透濃水有水流出并完全排完空氣（從濃水流量計觀察，水中無氣泡）后，開啟反滲透高壓泵的電源。這時，緩慢調(diào)節(jié)高壓泵的出水閥15和反滲透濃水閥21，使反滲透進(jìn)水壓力在（最高不得超過），濃水流量在左右，最后通過調(diào)節(jié)增壓泵出水閥，使增壓泵的出水壓力在左右。因為閥門和的調(diào)節(jié)不易掌握、隨意調(diào)動會引起總進(jìn)膜流量和壓力的變動，所以在上述兩閥門調(diào)節(jié)好的情況下，一般不再調(diào)節(jié)，這樣才能穩(wěn)定反滲透膜的進(jìn)水條件便于實驗。正常運行后，可直接讀出反滲透產(chǎn)水和

8、濃水的流量、反滲透進(jìn)水、產(chǎn)水和濃水的電導(dǎo)值，它們的一組數(shù)據(jù)即可評價反滲透膜的除鹽性能。（2）納濾實驗納濾實驗的目的是檢測納濾膜對離子的截留作用，因此，可從在線電導(dǎo)儀上得到的數(shù)據(jù)來了解離子的截留情況。納濾膜的淡水電導(dǎo)率應(yīng)遠(yuǎn)低于進(jìn)水的電導(dǎo)率，濃水的電導(dǎo)率略大小進(jìn)水的電導(dǎo)率。納濾膜對離子的截留率計算與上述反滲透實驗的截留率計算一樣。通過和兩種不同價態(tài)離子溶液的過濾實驗，可以測定反滲透和納濾兩種膜對一價和二價離子的不同截留特性。由于進(jìn)行納濾實驗時進(jìn)水箱、出水箱之間是連通的，加之本實驗設(shè)備的單位時間處理量較大，因此，實驗時的進(jìn)水量可以開得大一些。具體步驟如下：打開增壓泵的進(jìn)水閥、出水閥（不要全開），高壓

9、泵的進(jìn)水閥、出水閥1（8不要全開）以及納濾濃水閥2（4不要全開）。注意：這時的閥門9一定要關(guān)閉。在電器箱上，首先打開納濾增壓泵的電源，等納濾濃水有水流出并完全排完空氣（從濃水流量計觀察，水中無氣泡）后，開啟納濾高壓泵的電源。這時，緩慢調(diào)節(jié)高壓泵的出水閥和納濾濃水閥、使納濾進(jìn)水壓力在（最高不得超過），濃水流量在左右（納濾總流量盡量與反滲透實驗總流量一致），最后通過調(diào)節(jié)增壓泵出水閥、使增壓泵的出水壓力在左右。因為閥門18和2、的調(diào)節(jié)不易掌握、隨意調(diào)動會引起總進(jìn)膜流量和壓力的變動，所以在上述兩閥門調(diào)節(jié)好的情況下，一般不再調(diào)節(jié)，這樣才能穩(wěn)定納濾膜的進(jìn)水條件便于實驗。正常運行后，可直接讀出納濾產(chǎn)水和濃水

10、的流量、納濾進(jìn)水、產(chǎn)水和濃水的電導(dǎo)值，它們的一組數(shù)據(jù)即可評價納濾膜的除鹽性能。（）膜清洗實驗結(jié)束后，應(yīng)對反滲透膜和納濾膜進(jìn)行清洗。反滲透膜的清洗方法為：先排空鹽液，向水箱中不斷加入自來水，同時將濃水移出水箱，產(chǎn)水另外收集，循環(huán)清洗一段時間至原水電導(dǎo)下降至M以下時，停止加入自來水，并加入已收集的去離子水，同樣操作循環(huán)清洗至原水電導(dǎo)至p左右，清洗過程遵循低壓大流量的原則。若一段時間不使用反滲透膜，應(yīng)做好水封以防止其發(fā)霉長菌。納濾膜的清洗方法為：先排空鹽液，向水箱中不斷加入去離子水，同時將濃水移出水箱，循環(huán)清洗至原水電導(dǎo)至p左右，清洗過程遵循低壓大流量的原則。若一段時間不使用納濾膜，應(yīng)做好水封以防止

11、其發(fā)霉長菌。五、注意事項1.因為這一系列可做微濾和反滲透兩種實驗，要明確你要做哪種實驗，然后開啟相對應(yīng)支路上的閥門，關(guān)閉另一支路上的閥門，兩只閥門只能有一只處于開啟狀態(tài)。因為實驗室電壓不足，不具備同時做兩種實驗的能力。2.反滲透膜和納濾膜的進(jìn)水濁度有著嚴(yán)格的要求，所以用作實驗材料的濁度嚴(yán)格控制在V。并且每次使用前，必須將水箱清洗干凈。啟動泵前一定要灌泵。六、數(shù)據(jù)記錄與處理記錄每組實驗下的水溫、膜進(jìn)出口壓力、產(chǎn)水和濃水的流量，進(jìn)水、產(chǎn)水、濃水的電導(dǎo)值，并計算淡水產(chǎn)率以及膜對鹽的截留率?？缒翰?進(jìn)口壓力+跨膜壓差=進(jìn)口壓力+出口壓力淡水產(chǎn)率=淡水流量進(jìn)水流量100%進(jìn)水流量=淡水流量+濃水流量項目溫度C跨膜壓差原水電導(dǎo)M淡水電導(dǎo)M原水流量淡水流量濃水流量截留率淡水產(chǎn)率進(jìn)口壓力出口壓力反滲透實驗溶液()溶液()納濾實驗溶液()0溶液()原始數(shù)據(jù)表：實驗日期：年月日原水溫度：C工藝參實驗號進(jìn)水側(cè)壓力()出水側(cè)壓力()原水電導(dǎo)率(卩)淡水電導(dǎo)率(Uc濃水電導(dǎo)率(Uc淡水流量濃水流量七、實驗結(jié)果與討論1.分別比較1、3和2、4組實驗，反滲透膜對一價離子和二價離子的截留效果均比納濾膜截留效果好。2.分別比較1、2組和3、4組實驗，反滲透膜和納濾膜均對二價離子的截留效果比一價離子好。八、思考題1.溫度變化對膜分離實驗有什么影響？答：溫度影響主要有兩