反渗透制高纯水实验孙彬芳

序号:化工专业实验报告实验名称： 反渗透制高纯水实验学 院： 化学工程学院专 业： 化学工程与工艺班 级：化工095班姓 名：孙彬芳学号09402010503同组者姓名： 陈茜茜、陈俊燕、林森森沈佳璐、何可欣、吴陆萍指导教师：周琦日 期：2012年3月15日一、 实验目的1、 熟悉反渗透制备纯水的工艺流程；2、 掌握反渗透膜分离的操作技能；3、 了解测定反渗透膜分离的主要工艺参数。二、 实验原理反渗透是借助外加压力的作用使溶液中的溶剂透过半透膜而阻留某些溶质，反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单等特点。反渗透净水是以压力为推动力，利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从含有多种无机物、有机物和微生物的水体中，提取纯净水的物质分离过程。a.渗透原理如图：匕平衡C.反渗透仞 咸水膜纯水咸水膜纯水咸水膜纯水如图(a)所示，半透膜将纯水与咸水分开，水分子将从纯水一侧通过膜向咸水一侧透过，结果使咸水一侧的液位上升，直到某一高度，即渗透过程。图(b)所示，当渗透达到动态平衡状态时，半透膜两侧存在一定的水位差或压力差，此为制定温度下溶液的渗透压N。图(c)所示，当咸水一侧施加的压力P大于该溶液的渗透压N，可迫使渗透反响，实现反渗透过程。在高于渗透压的压力作用下，咸水中的化学位升高，超过纯水的化学位，水分子从咸水一侧反向地通过膜透过到纯水一侧，使咸水得到淡化，这就是反渗透脱盐的基本原理。膜的性能是指膜的物化稳定性和膜的分离透过性。膜的物化稳定性的主要指标是：膜材料、膜允许使用的最高压力、温度范围、适用的PH范围，以及对有机溶剂等化学药品的抵抗性等。膜的分离透过性指在特定的溶液系统和操作条件下，脱盐率、产水流量和流量衰减指数。三、实验设备及工艺流程本装置采用反渗透膜过滤与离子交换技术相结合，以城市自来水为原料，制备高纯水

供实验特殊分析使用，出水水质可自动检测，装置操作简单，稳定性好，具有很高的实用价值。(1)纯水制备工艺流程：系统允许压力范围为0〜1.2Mpa，超过1.2MPa时，为保护膜组件及设备，压力保护器会切断输液泵电流。(2)实验装置流程图四、实验内容及操作步骤1、实验内容：记录不同操作压力下的浓缩液流速、透过液流速、出口纯水电阻值，比较不同操作压力与膜通量的关系。2、 注意事项：增压泵启动时，请注意泵前管道充满液体，以防损坏。如发生上述现象，请立即切断电源。3、 操作步骤：1、 开启房间自来水总阀。2、 接通自来水。3、 开泵。4、 系统约稳定20分钟，出口水质基本稳定（出水电阻率电导值不低于5MQ・cm），记录纯水电阻值，同时记录浓缩液、透过液流量，计算回收率；5、 在0.5—1Mpa内改变膜出口阀门开度，调节系统操作压力。6、 待系统稳定后，记录不同压力下纯水电阻值，浓缩液、透过液流量。7、 开启离子交换树脂，制备超纯水，出水电导值不低于8MQ-cm，最好达到12MQ・cm。8、 停车时，先关闭输液泵及总电源，随后关闭自来水进水。五、原始实验数据（附页）(1)计算操作压力为1MPa下纯水回收率N：给水流速 Qf=Qb+Qt纯水回收率六、数据处理(1)计算操作压力为1MPa下纯水回收率N：给水流速 Qf=Qb+Qt纯水回收率N=—Q—Qb+QtQf、Qb、Qt分别表示平均给水流量、透过液流量速、浓缩液流速；N表示纯水回收率实验序号浓缩液流量L/h透过液流量L/h出口纯水电导率hs•cm回收率N1439.2028.8610.076.162428.0740.0811.898.563413.0250.5813.8610.91(2)膜通量：通常用单位时间内通过单位膜面积的透过物Jw表示，V~S^tJ 透过速率，m3/(m2・h)或kg/(m2.h)；V 透过组分的体积或质量，m3或kg；S——膜有效面积，m2,2521型反渗透膜的有效面积为1.1m2；t——操作时间，h。实验中测定的是两支膜的膜通量。实验序号操作压力MPa透过液流量L/h出口纯水电阻MQ-cm膜通量JwL/(m2.h)10.5129.8816.5713.5820.6940.1416.2618.2430.9551.609.5023.45噪作应方加噪作应方加Pa七、结果分析与讨论1、 结合反渗透脱盐与离子交换技术，说明本工艺的优点。答：离子交换法处理有以下特点：预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低。由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。反渗透法处理有以下特点：与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点。2、 反渗透是耗材，膜组件受污染后有哪些特征？答：反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染，这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属（铁、锰、铜、镍、铝等）氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物（如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质）、微生物（藻类、霉菌、真菌）等污染。3、 常规的树脂再生，是如何实现？答：在实验室，可用逆洗操作法再生，即先用适量蒸馏水将待处理树脂清洗1-3次，然后再将树脂填充于再生管或塔内，再用2%硫酸或5%盐酸为再生剂，以2-8VB/h的逆洗速率通过树脂柱，等到逆洗作业结束后取出再用蒸馏水清洗1-3次即成。4、 注意事项：辨识清楚阀门的开闭，严格按照顺序进行，运行过程中避免随意开关阀门导致实验效果不佳甚至反渗透膜损坏。5、 误差来源：由于纯水流量较小流量计