高纯水制备
反渗透膜分离制高纯水实验报告
反渗透膜分离制高纯水实验预习报告一、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。
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）、渗透汽化（PV）和气体分离（GS）等。
根据不同的分离对象和要求，选用不同的膜过程。
反渗透（RO）技术是20世纪60年代发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术，它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、提纯的有效手段。
由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、耗费低等特点，在诸多水处理技术中，反渗透被认为是最先进的方法之一，发展十分迅速，已广泛应用于海水、苦咸水淡化、工业污水处理、纯水和超纯水制备领域。
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，既EW-I、EW-II、EW-III和EW-IV,其电阻率指标分别为≧18MΩ*cm、≧15MΩ*cm、≧12MΩ*cm、≧0.5MΩ*cm。
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。
其原理图如下：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。
高纯水制备流程
高纯水制备流程嘿，朋友们！今天咱来聊聊高纯水制备流程这档子事儿。
你说这高纯水啊，就好比是我们生活中的纯净宝贝，那可是超级重要的呢！想象一下，如果没有纯净的水，好多实验啦、生产啦可都没法好好进行啦。
要得到高纯水，第一步就是预处理。
这就像是给要上台表演的大明星先化个妆、整理整理造型。
先把水里那些大个头的杂质啊、悬浮物啊什么的给弄走，让水初步变得干净一些。
这可不是随随便便就能搞定的哦，得用心去做呢。
接下来呢，就是反渗透啦。
这反渗透就好像是个超级厉害的筛选器，能把更小的杂质也给过滤掉。
水经过这一遭啊，就更纯净啦。
然后呢，到了离子交换这一步。
这就好比是给纯净的水再做一次深度的清洁护理，把那些看不见的离子杂质都给揪出来，让水真正达到高纯水的标准。
哎呀，你说这过程是不是很神奇呀！就这么一步步地，普通的水就华丽转身变成高纯水啦。
在这个过程中，每一步都得细心照料，就像照顾小婴儿一样。
要是哪一步出了差错，那可就前功尽弃咯。
就好像建房子，一块砖没放好，可能整座房子都不牢固呢。
制备高纯水可不简单呢，需要专业的设备和技术。
那些设备就像是一个个忠诚的卫士，守护着水变得纯净的过程。
而且操作人员也得非常专业才行，要知道什么时候该调整，什么时候该维护。
咱再想想，要是没有高纯水，那些高科技产品怎么能生产出来呢？那些需要高纯度水的实验又怎么能成功呢？所以说呀，高纯水制备真的是太重要啦！总之呢，高纯水制备流程就是一个神奇又精细的过程，需要我们认真对待，用心去呵护每一个环节。
只有这样，我们才能得到那纯净无比的高纯水，让它为我们的生活和工作发挥更大的作用！这就是我对高纯水制备流程的理解啦，你们觉得呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
超纯水制备工艺
超纯水制备工艺超纯水是指经过多重净化和处理后，几乎不含任何杂质的水。
其制备工艺是一项非常复杂的过程，需要经过多个步骤和设备的协同作用，以确保最终获得高纯度的水。
超纯水的制备需要从原水中去除各种固体颗粒和悬浮物。
这一步骤通常通过预处理设备，如过滤器和沉淀池来完成。
过滤器能够有效地去除大部分固体颗粒，而沉淀池则可将较大的悬浮物沉淀至底部。
接下来，超纯水的制备需要去除水中的溶解性无机盐和有机物。
这一步骤通常采用离子交换器和活性炭过滤器来完成。
离子交换器能够去除水中的钠、钙、镁等离子，而活性炭过滤器则可去除水中的有机物和部分溶解性无机盐。
然后，超纯水的制备需要进一步去除水中的微量离子和有机物。
为此，通常需要采用反渗透膜和电离交换树脂等设备。
反渗透膜能够通过半透膜的作用，将水中的溶质和溶剂分离，从而实现对微量离子和有机物的去除。
而电离交换树脂则可以选择性地去除水中的特定离子。
超纯水的制备还需要进行最终的精处理，以确保水的质量达到超纯级别。
这一步骤通常采用电极深度处理和臭氧消毒等手段。
电极深度处理能够通过电解的方式去除水中的细菌和微生物，而臭氧消毒则可以消除水中的异味和杂质。
总的来说，超纯水的制备工艺涉及到多个步骤和设备，每个步骤都起着关键的作用。
通过预处理、离子交换、反渗透和精处理等步骤的有机组合，可以有效地去除水中的固体颗粒、溶解性无机盐、有机物和微量离子，从而获得高纯度的超纯水。
需要注意的是，在超纯水制备工艺中，设备的选型和使用条件非常重要。
不同的设备具有不同的工作原理和适用范围，正确选择和操作设备可以提高超纯水的制备效果。
此外，对于超纯水的储存和输送也需要采取相应的措施，以确保超纯水的质量不受污染。
超纯水在许多领域都有广泛的应用，例如电子、制药、化工等行业。
在这些领域中，超纯水的纯度对产品的质量和性能有着重要的影响。
因此，超纯水的制备工艺的研究和优化对于提高产品的质量和竞争力具有重要意义。
制备纯水的工艺过程
制备纯水的工艺过程纯水是指纯净的H2O，不含任何杂质的水，具有极高的纯度。
纯水在许多领域都有广泛的应用，比如实验室、医药、电子、化妆品等行业。
下面将详细介绍制备纯水的工艺过程。
1.原水处理a.澄清使用过滤器或澄清剂去除悬浮物、泥沙等杂质。
澄清后的水质更清澈透明。
b.活性炭吸附使用活性炭去除水中的有机物、色素等，提高水的透明度和口感。
c.软化使用软水器去除水中的硬度物质，如钙、镁离子，以减少对后续设备的影响。
2.反渗透经过原水处理后，将原水通过反渗透设备进行处理。
反渗透是一种通过半透膜分离溶质和水的方法，可以有效去除原水中的可溶性盐类、微生物、重金属等杂质。
该过程主要包括三个步骤：a.预处理预处理包括混凝和消毒，以去除水中的胶体、杂质等，并杀灭或去除水中的微生物。
将预处理后的水通过精密滤芯过滤，去除微小颗粒和胶体，保护反渗透膜的完整性。
c.反渗透分离将过滤后的水送入反渗透设备，通过高压迫使水通过半透膜，将溶质和杂质留在膜的一侧，得到纯净的反渗透水。
3.再处理反渗透得到的水称为初级纯水，但仍可能含有少量溶解性气体和有机物。
为了获得更高纯度的水，需要进行再处理。
再处理常用的方法有：a.离子交换使用离子交换树脂去除水中的离子，如钠、钾、氨等，以提高水的纯度。
b.电去盐使用电离子交换装置，利用电解作用将阳离子和阴离子分开，去除水中的离子和溶解物。
c.超纯水设备运用超滤、电积等技术，进一步去除微小颗粒、气体和有机物，得到高纯度的纯水。
4.储存和消毒纯水处理后，需要经过储存和消毒，以确保水的纯净和安全。
纯水通常通过不锈钢或玻璃容器储存，防止二次污染。
b.消毒使用消毒剂进行消毒，杀灭残留的微生物，确保纯水的卫生安全。
以上就是制备纯水的工艺过程。
纯水的制备需要经过原水处理、反渗透、再处理以及储存和消毒等步骤，每个步骤都起着关键的作用，以确保获得高纯度的纯净水。
反渗透膜分离制高纯水实验报告
反渗透膜分离制高纯水实验报告一、实验目的1.掌握反渗透膜的基本原理，学会使用反渗透膜分离制高纯水。
2.掌握反渗透膜的组成结构及其影响因素。
3.通过实验，了解反渗透膜在水处理中的应用和优点。
二、实验器材实验器材包括：反渗透膜分离装置、超纯水制备设备、PH计、计时器、天平、移液管、量筒、实验用水、电导率计等。
三、实验原理反渗透膜是由多层薄膜复合而成，具有微孔结构，可使水分子透过，而截留其中的微小杂质和病原菌等物质，从而实现水的纯化。
在反渗透膜分离制高纯水时，首先要将原水通过机械过滤器等装置除去较大的悬浮颗粒物和粗大的杂物，然后由加压泵将原水压入反渗透膜分离器中，靠分离膜对浓缩水进行截留和去除。
经过反渗透膜的过滤，就可以得到高纯水。
四、实验操作1.准备工作（1）检查并确认实验器材是否完好无损。
（2）将反渗透膜分离装置竖放于实验台上，并插上电源。
（3）将清洁后的实验用水放入水箱内，并将水箱置于实验台下方平台上。
（4）确保反渗透膜分离器滤芯已清洗干净，各连接管路已连接牢固。
（5）开启水泵，排出风管内的气体，压缩空气排除干净。
2.实验操作（1）通过机械过滤器等装置处理掉原水中较大的悬浮颗粒和杂物。
（2）将原水通过电动加压泵压入反渗透膜装置。
（3）待反渗透膜分离器排出的浓缩液为淡紫色时，关闭仪器电源，取出所制备的高纯水做PH值和电导率测试，记录测试结果。
（4）根据需要，可将所制备的高纯水进行二次及三次甚至更多次处理，以获得更高纯度的水。
五、实验结果分析通过实验操作可以得到较高纯度的水，对于实验、工业等领域具有一定的应用前景。
实验操作需要严格按照操作规程进行，不然会影响实验结果的正确性。
在实验操作过程中应注意实验用水的处理，将水质保持在清洁的状态，才能获得较高纯度的水。
实验室用纯水的制备原理
实验室用纯水的制备原理
制备纯水的过程称为脱离子化，其原理是通过特殊的物理或化学方法，将水中的杂质离子和分子从水中分离出来，从而得到极其纯净的水。
常用的制备纯水的方法包括：
1. 蒸馏法：将水加热至沸点以上，产生水蒸气，通过冷凝器将水蒸气重新凝结成纯水的方法。
这种方法特别适用于制备超纯水。
2. 反渗透法：通过半透膜将水经过一定压力的作用，将杂质离子和分子挡在半透膜的一侧，而纯水则通过半透膜被收集。
3. 离子交换法：利用强酸型或强碱型交换树脂，对水样进行交换处理，去除质子和其他离子，得到纯净水。
4. 电渗析法：利用电场的作用，将水中的电解质分子和离子带到阳极或阴极上，在阳阴极之间的中间腔内进行离子分离，从而得到纯净水。
以上方法均可得到较高纯度的纯水，但并不能完全去除所有的离子和杂质分子。
因此，在实际应用中，需要根据具体需要选择合适的制备方法。
制备纯化水的工艺流程
制备纯化水的工艺流程纯化水是一种去除了杂质和离子的纯净水，它在实验室、医疗和工业领域都有着重要的应用。
制备纯化水需要经过一系列的工艺流程，以确保最终获得高纯度的水。
本文将介绍制备纯化水的工艺流程，包括反渗透、离子交换、蒸馏等步骤。
首先，反渗透是制备纯化水的重要工艺流程之一。
反渗透是利用半透膜将水中的溶质和杂质分离的过程。
在反渗透装置中，水通过高压泵被迫通过半透膜，而溶质和杂质则被留在半透膜的另一侧。
通过反渗透工艺，可以有效去除水中的大部分离子和有机物质，使水的纯度得到提高。
其次，离子交换是另一个重要的纯化水工艺流程。
离子交换是利用离子交换树脂去除水中的离子的过程。
在离子交换装置中，水通过离子交换树脂床层，树脂上的功能基团与水中的离子发生置换反应，从而将水中的离子去除。
离子交换工艺可以有效去除水中的硬度离子、重金属离子等，提高水的纯度。
另外，蒸馏也是制备纯化水的一种常用工艺流程。
蒸馏是利用水的沸点和汽液平衡原理，将水中的溶质和杂质与水分离的过程。
在蒸馏装置中，水被加热至沸点，产生蒸汽，然后通过冷凝器冷凝成纯净水。
蒸馏工艺可以有效去除水中的大部分有机物质、细菌和病毒等，得到高纯度的水。
除了以上几种工艺流程，还可以采用超滤、电去离子等工艺来制备纯化水。
超滤是利用超滤膜将水中的大分子溶质和杂质截留的过程，电去离子是利用电化学原理去除水中的离子的过程。
这些工艺流程可以根据具体的水质要求和工艺条件进行选择和组合，以获得所需的纯化水。
在纯化水工艺流程中，需要注意对水质的监测和控制，以确保工艺流程的稳定和水质的一致性。
此外，还需要对废水进行处理，以减少对环境的影响。
通过科学合理的工艺流程和严格的操作管理，可以获得高纯度的纯化水，满足不同领域的需求。
总之，制备纯化水的工艺流程包括反渗透、离子交换、蒸馏等步骤，通过这些工艺流程可以去除水中的溶质和杂质，获得高纯度的水。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的工艺流程和设备，以满足不同领域的纯化水需求。
高纯水制备工艺流程
高纯水是指纯净度非常高的水，通常用于实验室、医药、电子等领域的特殊需求。
以下是
一种常见的高纯水制备工艺流程：
1.初级过滤：首先，将自来水或其他原始水源通过初级过滤器进行过滤。
初级过滤器通
常使用物理过滤方法，如过滤网或砂滤器，以去除大颗粒悬浮物、泥沙和植物残渣等。
2.活性炭过滤：将初级过滤后的水通过活性炭过滤器。
活性炭过滤器能有效去除水中的
有机物、氯和某些化学污染物。
3.离子交换：将经过活性炭过滤的水导入离子交换器。
离子交换器中含有阴离子交换树
脂和阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂可以去除水中的阴离子，如硝酸盐、氯离子和硫酸
根离子等。
阳离子交换树脂可以去除水中的阳离子，如钠离子、钙离子和镁离子等。
4.反渗透：将经过离子交换的水导入反渗透膜系统。
反渗透是一种通过膜分离的过程，
能够去除绝大部分溶解在水中的离子、有机物、细菌和微生物等。
反渗透膜能够产生高压，使得水分子逆渗透通过，而将大部分杂质留在膜的另一侧。
5.紫外灭菌：经过反渗透的水还需要进行紫外灭菌处理，以消除可能存在的微生物和病
原体。
紫外灭菌使用紫外线照射水流，杀死细菌和病毒等微生物。
6.混合床处理：将经过紫外灭菌的水导入混合床。
混合床通常由阳离子交换树脂和阴离
子交换树脂组成，用于进一步去除水中的离子和其他残留杂质。
7.二次反渗透：将混合床处理后的水再次导入反渗透膜系统，以进一步提高纯净度。
8.精密过滤：最后，经过二次反渗透的水通过精密过滤.。
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化工原理实验报告
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：
姓名：
指导教师：
日期：
一、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。
二、基本原理
工业化应用的膜分离包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、渗透汽化（PV）和气体分离（GS）等。
根据不同的分离对象和要求，选用不同的膜过程。
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。
其原理图如下：
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。
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。
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、实验装置流程示意图
1.设备的特点：
本装置将超滤、纳滤、反渗透三种卷式膜组件并联于系统，并有阴、阳离子混合树脂交换柱，可用于制备高纯水。
表1 膜组件性能
本实验以自来水为原水，设计了预处理（精馏）、反滤渗透脱盐、混床树脂处理等净化单元，研究了自来水深度处u理的反渗透净水工艺。
浓缩水
高纯水制备工艺流程示意图
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。
反渗透制纯水实验装置流程图
四、实验步骤及注意事项
1、开启房间自然水总阀；
2、接通自来水；
3、开泵；
4、系统稳定约20分钟，出口水质基本稳定（出水电阻率不低于5μS,数据不一定标准），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8 MΩ·㎝，最好达到12MΩ·㎝；
8、停车时，先关闭输液泵及总电源，随后关闭自来水进水。
注意事项：
增加泵启动时，请注意泵前管道充满流体，以防损坏。
如发生上述情况，请立即切断电源。
五、原始实验数据（附页）
六、数据处理
表一：室温：22.5℃原料水电导率：112.3μS/cm操作压力：0.33Mpa
N回收率 = 透过液流量/（透过液流量 + 浓缩液流量）=Q t/(Q b+Q t)
各组回收率计算：
浓缩液流量Q b=132 ml/s；透过液流量Q t=11.7 ml/s
回收率N=Q t/(Q b+Q t)=11.7/（132+11.7）*100%=8.14%
浓缩液流量Q b=133 ml/s；透过液流量Q t=11.6 ml/s
回收率N=Q t/(Q b+Q t)=11.6/（133+11.6）*100%=8.02%
浓缩液流量Q b=131 ml/s；透过液流量Q t=11.5 ml/s
回收率N=Q t/(Q b+Q t)=11.5/（131+11.5）*100%=8.07%
平均回收率：N=(8.14%+8.02%+8.07%)/3=8.08%
表二：室温：22.5℃原料水电导率：112.3μS/cm
J w=V/(S×t) V是膜的透过液体积，S是膜的有效面积，t是运行时间，2521型反渗透膜的有效面积是1.1m2 ，由于两层膜所以J w=2V/(S×t)。
图一、不同压力P-J w的关系曲线
七、实验结果分析与讨论
1、实验中浓缩液的流量是通过量筒测量的，由于其流速过大，导致在记录其
流量大小时的人为误差较大，使试验结果不准确；
2、表二的数据，出口纯水的电阻呈下降趋势，表明反渗透膜的工作压力，有
一定的范围，超过这个范围反渗透作用反而会受到负面影响；
3、在调整阀门口开度时，要注意一下不能开太大，否则会导致压力超过反渗
透膜的限度而使膜被破坏；
4、根据图一，可以知道单位膜面积的透过物量随着压力的增大而增大
误差分析：
1.仪器本身存在的误差；
2.读数时存在视觉误差；
3. 渗透膜的性能不够好；
4. 数据处理时，有效值的取值存在误差。
八．思考题
1、结合反渗透脱盐与离子交换技术，说明本工艺的优点？
答：本实验采用反渗透膜过滤与离子交换技术相结合，制备供实验室用的高纯水，结合两项技术的优点，弥补各自的缺点，装置操作简单，稳定性好，具有很高的实用价值，工业上常采用混床树脂处理，对水中剩余的阴阳离子进行交换，进一步净化水。
2、反渗透膜是耗材，膜组件受污染后有哪些特征？
答：不同的污染物具有不同的特征：金属氧化物、胶体、细菌残骸污染会使膜组件压差明显增加，生物、有机物污染使组件压差适度增加，水垢使组件压差适当降低。
3、常规的树脂再生是如何实现的？
答：用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。