“反渗透膜分离制高纯水实验”实验报告

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1、化工专业实验报告“反渗透膜分离制高纯水实验”实验报告学生姓名：班级：工艺一班学号：实验组号：同组姓名：实验时间：2011年10月26撰写实验报告时间：2011年11月11日1实验目的（1）熟悉反渗透法制备超纯水的工艺流程；（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。2实验原理反渗透膜通常认为是表面致密的无孔膜，可截留1-10Å小分子物质，反渗透膜能截留水体中绝大多数的溶质。反渗透净水就是以压力为推动力，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。其原理如图1。图1反渗透与渗透现象如图（a

2、）所示，用半透膜将纯水与咸水分开，则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，此所谓渗透过程。如图(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，此为指定温度下溶液的渗透压N。如图(c)所示，当咸水一侧施加的压力P大于该溶液的渗透压N，可迫使渗透反向，实现反渗透过程。此时,在高于渗透压的压力作用下，咸水中水的化学位升高,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。通常，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

3、、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。根据膜分离原理，温度、操作压力、给水水质、给水流量等因素将影响膜的分离性能。3实验装置与设备3.1实验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，制备超纯水供实验室特殊分析使用，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。反渗透脱盐自来水超纯水图2纯水制备流程离子交换净水紫外线杀菌浓缩水活性炭吸附5微米精滤理想的反渗透膜应耐化学和微生物侵蚀，使之在运行过程中膜的分离性能和机械性能保持稳定。因此，反渗透净水工艺

4、不是单一的反渗透脱盐过程，还应包括预处理过程，就是通过一些物化手段去除原水中的悬浮物和胶体等杂质，使其满足反渗透膜处理的进水要求，保护反渗透膜的正常使用。同时，经过反渗透膜脱盐，水的脱盐率可超过95%，但透过液中还存在一定浓度的离子，其电导率、TOC指标一般还达不到高纯水要求，工业上通常采用混床树脂处理，对水中剩余的阴阳离子进行交换，使水进一步得到净化。最后，采用紫外杀菌，可降低水中的TOC。本实验以自来水为原水，设计了预处理（活性炭、精滤）、反渗透脱盐、混床树脂处理及紫外线杀菌等净化单元，研究了自来水深度处理的反渗透净水工艺。流程示意图如图1所示。装置流程图如图2所示。图3反渗透制纯水实验

5、装置流程图3.2主要设备（1）自来水预过滤器：10英寸活性炭预过滤和5精过滤；（2）原料储槽：容积50升，材质ABS工程塑料；（3）Y预过滤器：材质工程塑料，进口；（4）增压泵：型号FLUID-O-TECH1533，进口；（5）压力控制器：型号FannioFNC-K20；（6）反渗透膜组件：2521型低压反渗透膜，纯水通量40-45L/H，脱盐率≥98%；（7）膜壳：2521型不锈钢膜壳；（8）电导仪：型号RM-220，在线检测纯水电阻仪；（9）流量计：规格10－100L/H和1－7L/M，面板式有机玻璃转子流量计；（10）紫外杀菌器：在线流过式杀菌器；（11）核级混合树脂床，约3公斤；（1

6、2）管道及阀门：UPVC管阀；（13）不锈钢电控柜及不锈钢支架。4实验内容及操作步骤4.1实验内容测定不同进料流速对膜分离效率的影响，第一在同一操作压力下，改变总进料速度，记录不同的浓缩液流速、透过液流速及出口纯水电阻值；第二在同一浓缩液流速下，改变操作压力，记录不同的操作压力、透过液流速及出口纯水电阻值4.2操作步骤（1）关闭系统排空阀，打开净水出口阀⑥、超纯水出口阀⑦；（2）接通自来水与预过滤系统，过滤水进入储槽；（3）接通电源，打开总电源开关；（4）打开泵回路阀①、浓水旁路阀②，将浓水流量阀③调至最大；（5）储槽中有一定水位高度后开启输液泵，取储槽中水样，测定其电导率；（6）水正常循环

7、后（注意排气），逐步关闭泵回路阀①和浓水旁路阀②，调节压力阀③，使系统压力（膜进口压力）控制在0-1.0Mpa内某一值；（7）若制备超纯水，切换阀④到混合树脂床，纯水可单独收集，打开浓水出口阀⑤，浓水直接排放，调节一定的自来水进水流速，保持储槽内水位基本不变；（8）稳定20~30分钟后出口水质基本稳定，记录出口纯水电阻值，同时记录浓缩液、透过液流量，计算回收率（混合树脂床中若有空气会影响超纯水质，缓慢打开树脂