南大化工膜分離實驗報告

1、膜分離實驗報告實驗目的1了解不同膜分離工藝的原理、設備及流程。2掌握RO、NF的適用范圍和對象。二實驗原理1反滲透（RO）反滲透膜的孔徑在0.1-1nm之間。反滲透技術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離子濃度較低的端，從而達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RO膜，往往采用動態(tài)的方法來進行反滲透，即在進行反滲透的同時，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NaCI、MgSO4溶液進行實驗

2、，用在線電導儀測定進水、“淡水”和“濃水”的電導率變化，表示反滲透膜的處理效果。圖1反滲透（RO）示意圖2納濾（NF）納濾膜的孔徑范圍介于反滲透膜和超濾膜之間。納濾技術是從反滲透中派生出來的一種膜分離技術，是超低壓反滲透技術的延續(xù)和發(fā)展分支。一般認為，納濾膜存在納米級的細孔，可以截留95%的最小分子約為1nm的物質。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ig|I離Jo為了防止被截留下來的其他離子越積越多而堵塞NF膜，同樣采用動態(tài)的方法來進行納濾即在進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

3、，以保持納濾膜表面始終具有良好的通透性。因此，納濾設備的出水也有兩股，一股為透過液（淡水），一股為截留液（濃水）。實驗采用NaCI、MgSO4溶液進行實驗，用在線電導儀測定進水、“淡水”和“濃水”的電導率變化，表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備的1/2，超濾單元和納濾單元組成設備另外的1/2。2726272611121923212225181314118丁V苦NI1171234止“51.出水箱2.進水

4、箱3、4、6、9、13、15、22.壓力表&粗濾柱11.微濾膜柱1217、20、24在線電導儀18.反滲透膜柱25透濃水21.調節(jié)閥5.增壓泵、19、23.流量計14.反滲透高壓泵微濾出水26.反滲透淡水27.反滲7、10、16、微濾和反滲透單元工藝流程圖1413上1522一十28292011T261.岀水箱2.進水箱3、4、13、19、25.壓力表&粗濾柱壓泵20、23、27.在線電導儀6、9、12、16、11.超濾膜柱21.納濾膜柱18、24.調節(jié)閥14、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.納濾濃水31.納濾淡水圖3超濾和納濾單元工藝流

5、程圖四、實驗方法1熟悉設備根據(jù)上述的工藝流程圖結合實際的實驗設備，仔細了解設備的管路連接、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所控制的對象、各顯示儀表所對應的檢測點。2實驗用水的準備（1）去離子水的準備實驗鹽液采用去離子水配制，去離子水由反滲透膜自制。進行反滲透產(chǎn)水之前，必須將水箱中（進水箱、出水箱）的水放光，洗干凈。打開進水箱、出水箱之間的連通閥門，向水箱中放滿自來水，調節(jié)膜進口壓力0.7MPa左右，收集反滲透產(chǎn)品水。（已準備好）（2）反滲透實驗用水的準備500mg/L的NaCI溶液和1000mg/L的MgSO4溶液各40L，用去離子水配

6、制。（3）納濾實驗用水的準備與反滲透一樣，500mg/L的NaCI溶液和1000mg/L的MgSO4溶液各40L，用去離子水配制。3實驗操作步驟（1）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率遠低于濃水的電導率，濃水的電導率略大于進水的電導率。由于電導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=進水電導率瓷水電導率100%進水電導率由于進行反滲透實驗時進水箱、出水箱之間是連通的，加之本實驗設備的單位時間處理量較大，因此，實驗時的進水量可以開得大一些。具體步驟如下：打開增壓泵的進水閥

7、4、出水閥6（不要全開），高壓泵的進水閥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定要關閉。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，緩慢調節(jié)高壓泵的出水閥15和反滲透濃水閥21,使反滲透進水壓力在0.8MPa（最高不得超過1.0MPa），濃水流量在600L/h左右，最后通過調節(jié)增壓泵出水閥6，使增壓泵的出水壓力在0.08MPa左右。因為閥門15和21的調節(jié)不易掌握、隨意調動會引起總進膜流量和壓力的變動，所以在上述兩閥門調節(jié)好的情況下，一般不再調節(jié)，這樣才能穩(wěn)

8、定反滲透膜的進水條件便于實驗。正常運行10min后，可直接讀出反滲透產(chǎn)水和濃水的流量、反滲透進水、產(chǎn)水和濃水的電導值，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。納濾膜的淡水電導率應遠低于進水的電導率，濃水的電導率略大小進水的電導率。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NaCI和MgSO4兩種不同價態(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。由于進行納濾實驗時進水箱、出水箱之間是連通的，加之本實驗設備的單位時間處理量較大，因

9、此，實驗時的進水量可以開得大一些。具體步驟如下：打開增壓泵的進水閥4、出水閥6（不要全開），高壓泵的進水閥16、出水閥18（不要全開）以及納濾濃水閥24（不要全開）。注意：這時的閥門9定要關閉。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，緩慢調節(jié)高壓泵的出水閥18和納濾濃水閥24，使納濾進水壓力在0.8MPa（最高不得超過I.OMPa），農(nóng)水流量在600L/h左右（納濾總流量盡量與反滲透實驗總流量一致），最后通過調節(jié)增壓泵出水閥6,使增壓泵的出水壓力在0.08MPa左右。因為閥門18和24的調節(jié)不易掌握、

10、隨意調動會引起總進膜流量和壓力的變動，所以在上述兩閥門調節(jié)好的情況下，一般不再調節(jié)，這樣才能穩(wěn)定納濾膜的進水條件便于實驗。正常運行10min后，可直接讀出納濾產(chǎn)水和濃水的流量、納濾進水、產(chǎn)水和濃水的電導值，它們的一組數(shù)據(jù)即可評價納濾膜的除鹽性能。（3）膜清洗實驗結束后，應對反滲透膜和納濾膜進行清洗。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下降至200s.cm-i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)清洗至原水電導至1OMs.cm-i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

11、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)清洗至原水電導至10s.cm-i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，應做好水封以防止其發(fā)霉長菌。納濾：離子截留率二723-38X100%二94.74%723反滲透：離子截留率二723-8x100%二98.89%723實驗比較得出反滲透反滲透膜的截留效果比納濾膜截留效果好六、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，然后開啟相對應支路上的閥門，關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)。2反滲透膜和納濾膜的進水濁度有著嚴格的要求，所以用作實驗材料的濁度嚴格控制在v1。并且每次使用前，必須將水箱清洗干凈。3啟動泵前一定要灌泵。七、思考題1溫度變化對膜分離實驗有什么影響？答：溫度影響主要有兩個方面：1、溫度越高