3_防渗透制高纯水

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1、一、实验目的1、熟悉反渗透法制超纯水的工艺流程；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。二、实验原理工业化应用的膜分离包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗透气化(PV)和气体分离(GS)等。反渗透技术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，是一种分离、浓缩和提纯的有效手段。高纯水主要在电子工业、医药工业以及实验室分析使用，按国标GB/T11446、1—1997规定，电子级水分为四级，即EW—Ⅰ、EW—Ⅱ、EW—Ⅲ和EW—Ⅳ，其电阻率指标分别为≥18MΩ·cm、≥15MΩ·cm

2、、≥12MΩ·cm、≥0.5MΩ·cm。①膜的截留示意图：图1、膜的截留示意图②反渗透与渗透现象：图2、反渗透与渗透现象三、实验设备及工艺流程图1、设备特点：本装置是中试型实验装置，可作为膜分离扩大工艺的实验设备，也可作为小批量生产设备使用。2、工艺流程：自来水20毫米精滤反渗透膜脱盐反渗透膜脱盐混床树脂离子交换图3、反渗透制高纯水的工艺流程图透过液浓缩液净水纯水浓缩液系统允许压力范围为0~1MPa，超过1MPa时，为保护膜组件及设备，压力保护器会切断输液泵电流。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

3、率、比较不同操作压力与膜通量的关系。2、实验注意事项：增压泵启动时，请注意泵前管道充满液体，以免损坏。如发生上述现象，请立即切断电源。停车时，先关闭输液泵及总电源，随后关闭自来水进水。3、实验步骤1、将阀门调至制去离子水的状态。2、开启房间自来水总阀。3、接通自来水。4、插上电源。5、开泵。6、将压力调至0.9MPa的某个值。7、待系统稳定约15分钟，出口水质基本稳定，通过秒表计时分别测量一定时间内的流出的透过液体积、浓缩液体积来计算出最后的流量，测量出口去离子水和原料水的电导率并记录室温。8、测量三组数据并记录。9、将阀门调至制超纯水的状态，并将压力调

4、至0.4MPa。10、待系统稳定约15分钟，如上测量定时间内的流出的透过液体积、浓缩液体积，并记录仪器上显示的电阻率。11、实验完毕，进行停车操作，先关闭输液泵及总电源，随后关闭自来水进水。五、实验数据的记录与处理①实验数据的记录：表1、实验条件室温/℃原料水电导率/μs/cm操作压力/MPa10.780.60.9表2、去离子水的原始实验数据实验序号透过液浓缩液电导率(MΩ·cm)时间/s体积/ml时间/s体积/ml134.25106.073016.08228.84404.757016.28326.04285.867715.47表3、超纯水的原始实验数据

5、实验序号透过液操作压力/MPa电阻率（MΩ·cm）时间/s体积/ml141.13170.410.5233.53900.716.8326.84311.017.2②实验数据处理：给水流速Qf=Qb+Qt纯水回收率Nf=Qt/(Qb+Qt)Qf、Qb、Qt分别表示平均给水速率、透过液流速、浓缩液流速；N表示纯水回收率膜通量。通常用单位时间内通过单位膜面积的透过物量Jw表示：Jw=V/(S×t)V是膜的透过液体积、S是膜有效体积、t是运行时间，2521型反渗透膜的有效面积为1.1m2。实验中测定的是两支膜的膜通量。1、实验数据整理表4、去离子水数据实验序号浓缩液

6、流量(L/h)透过液流量(L/h)去离子水电阻率(MΩ·cm)1438.0053.680.0622436.6055.000.0613420.2159.260.065电阻率=1/电导率表5、超纯水数据实验序号操作压力(MPa)透过液流量(L/h)超纯水电阻率(MΩ·cm)10.427.7710.520.741.9116.831.055.4817.22、计算一定压力下纯水回收率NQb=(438.00+436.60+420.21)/3=431.60L/hQt=(53.68+55.00+59.26)/3=55.98L/hQf=Qb+Qt=431.60+55.98

7、=487.58L/hN=Qt/(Qb+Qt)=Qt/Qf=55.98/487.58=0.113、计算不同压力下的Jw值以第一组为例：V=317ml=3.17×10-4m3S=1.1m2/2=0.55m2t=41.1sJw=V/(S×t)=3.17×10-4/(0.55×41.1)=1.4×10-5m/s同理可得：表6、不同压力下的膜通量值操作压力/MPa0.40.71.0膜通量/(m/s)1.4×10-52.1×10-52.9×10-5由表6的数据可得到图3：图3、压力P~膜通量Jw的关系图六、实验结果N=0.11压力P~膜通量Jw的关系图呈一条直线，即

8、压力P与膜通量Jw呈线性关系。七、实验讨论这次实验操作上还是很简单的，只要搞清楚