膜法水处理实验(二)——纳滤与反渗透截留性能比较

1、膜法水处理实验(二)纳滤与反渗透截留性能比较4实验目的(1)掌握评价纳滤和反渗透除盐率的标准方法。(2) 了解纳滤和反渗透除盐性能差异。实验原理反渗透(R0, Reverse Osmosis)又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。 对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗 透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。 从而在膜的低压侧得到透过的 溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在 膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量 N为:(1)N = Kh(Ap-A兀)其中，Kh表示水力渗透系数，它随温度升高

2、稍有增大；巾表示膜两侧的静压差; n表示膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压n可表示为:(2)兀=iCRT其中，i表示溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体 常数；T为绝对温度。反渗透膜渗透压水反渗透外，压外反渗透膜图1反渗透原理反渗透通常使用非对称膜和复合膜。 反渗透所用的设备，主要是中空纤维式 或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、 胶体物质和大分子 溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。 由于反渗透过 程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水淡 化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，目前

3、其应用范围 正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。纳滤(NF, Nanofiltration )是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离 过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。 纳滤分离原理近似机械筛分，但由于纳滤膜本体带有电荷性使其在很低压力下仍具有较高脱盐性能。纳滤具有以下两 个特征:1、对于液体中分子量为数百的有机小分子具有分离性能;2、对于不同价态的阴离子存在道南效应。物料的荷电性，离子价数和浓度对膜的分离效应有很大影响。由于纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，如醋酸纤维素膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比，其操作压力更低，因此纳滤又被称

4、作“低 压反渗透”或“疏松反渗透（Loose RO）。纳滤主要运用于饮用水和工业用水的纯化，废水净化处理，工艺流体中有价值成份的浓缩等方面，在电子、食品和医药 等行业的应用愈发广泛实验装置与设备1、自制纳滤/反渗透实验装置一套，含隔膜泵、压力表、流量计、膜组件支架等单元，如图2所示。水槽阀 门流量计 浓缩液 压力表题图2纳滤/反渗透实验装置2、栅网片，纳滤膜片（47 mm），反渗透膜片（47 mm）。3、电导率仪。4、分析天平。5、NaCI （分析纯）、MgSO4 （分析纯），配制成浓度为4 g/L的贮备液。6 50 mL、500 mL 烧杯，1000 mL 量筒，1、2、5、10、25、50

5、 mL 移液管。7、去离子水。四、实验步骤1、由贮备液配制浓度为 0.1、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0 g/L 的 NaCI 和 MgSO4标准溶液，各100 mL;2、测量标准溶液的电导率，填入下表并绘制电导率与电解质浓度的标准曲线;表1标准溶液浓度及其对应的电导率溶质浓度（g/L）电导率（Q/cm）NaCl0.10.20.40.81.02.0MgSO40.10.20.40.81.02.03、配制浓度为2.0 g/L NaCI和MgSO4溶液作为工作液，各1 L； 4、测量工作液的电导率，并记录于表 2中;5、熟悉实验装置，链接管路，安装栅网片和纳滤;6将NaCI溶液倒入水槽，泵出口阀和流量计针法处于关闭状态，接通电源,逐步调节泵出口阀和流量计针法，使流量稳定在60 mL/min，压力稳定在5 bar； 7、用烧杯接取透膜液，弃去最初的 20