实验十 膜分离试验
膜实验报告

一、实验名称膜分离技术实验二、实验目的1. 了解膜分离技术的原理和应用;2. 掌握膜分离实验的操作方法;3. 分析膜分离过程中各种因素的影响。
三、实验原理膜分离技术是一种利用膜材料的选择透过性,将混合物中的组分按分子大小、形状、电荷等进行分离的技术。
膜分离技术具有操作简便、能耗低、分离效果好等优点,广泛应用于水处理、食品加工、医药、化工等领域。
四、实验内容1. 实验材料与仪器(1)实验材料:NaCl溶液、葡萄糖溶液、明胶溶液;(2)实验仪器:膜分离装置、蠕动泵、电子天平、玻璃仪器等。
2. 实验步骤(1)将NaCl溶液、葡萄糖溶液、明胶溶液分别配制,浓度均为0.1mol/L;(2)将膜分离装置连接好,膜材料选用聚偏氟乙烯(PVDF)膜;(3)将NaCl溶液、葡萄糖溶液、明胶溶液分别加入膜分离装置中,设定操作压力为0.1MPa;(4)开启蠕动泵,使溶液在膜分离装置中循环流动,记录循环时间;(5)在循环过程中,每隔一定时间取样,用电子天平称量溶液的质量,计算透过液的浓度;(6)重复步骤(4)和(5),直至透过液浓度基本稳定;(7)分析膜分离过程中各种因素的影响。
3. 数据处理与分析(1)计算透过液的浓度变化,绘制透过液浓度随时间变化的曲线;(2)分析操作压力、膜材料、溶液浓度等因素对透过液浓度的影响。
五、实验结果与分析1. 实验结果(1)透过液浓度随时间变化的曲线如图1所示;(2)在相同操作压力下,不同溶液的透过液浓度如表1所示。
表1 不同溶液的透过液浓度溶液名称透过液浓度(mol/L)NaCl溶液 0.08葡萄糖溶液 0.07明胶溶液 0.022. 结果分析(1)透过液浓度随时间的变化:透过液浓度随时间的推移逐渐稳定,说明膜分离过程已达到平衡;(2)操作压力对透过液浓度的影响:在相同操作压力下,不同溶液的透过液浓度不同,说明操作压力对膜分离效果有影响;(3)膜材料对透过液浓度的影响:不同膜材料的透过液浓度不同,说明膜材料的选择对膜分离效果有影响;(4)溶液浓度对透过液浓度的影响:溶液浓度越高,透过液浓度越低,说明溶液浓度对膜分离效果有影响。
膜分离实验

题目:膜分离实验0 前言(一)实验目的1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。
2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。
3.掌握膜分离流程,比较各膜分离过程的异同。
4.掌握电导率仪、紫外分光光度计等检测方法。
(二).基本原理膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。
其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。
膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。
微滤(MF )、超滤(UF )、纳滤(NF )与反渗透(RO )都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。
四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。
微滤膜的孔径范围为0.05~10μm ,所施加的压力差为0.015~0.2MPa ;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm 的微粒,其压差范围约为0.1~0.5MPa ;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2MPa 左右,也有高达10MPa 的;介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。
1微滤与超滤微滤过程中,被膜所截留的通常是颗粒性杂质,可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层,则其实质与常规过滤过程近似。
本实验中,以含颗粒的混浊液或悬浮液,经压差推动通过微滤膜组件,改变不同的料液流量,观察透过液测清液情况。
对于超滤,筛分理论被广泛用来分析其分离机理。
膜分离装置实验讲义1

膜分离实验实验讲义湖南城市学院化工实验教学中心一、实验目的1、 熟悉和了解膜分离原理;2、熟悉和了解膜污染及其清洗方法;3、熟习多通道管式无机陶瓷膜、膜组件的结构及基本流程;4、掌握表征膜分离性能参数(膜通量、截留率、粒径分离效率等)的测定方法;5、测定并讨论膜面流速、操作压差、料液性质等操作条件对膜分离性能的影响。
二、实验原理膜分离技术是利用半透膜作为选择分离层,允许某些组分透过而保留混合物中其它组分,从而达到分离目的的一大类新兴的高效分离技术,其分离推动力是膜两侧的压差、浓度差或电位差,适于对双组分或多组分液体或气体进行分离、分级、提纯或富集。
膜是两相之间的选择性屏障,选择性是膜或膜过程的固有特性。
常见的膜分离过程如图1所示,原料混合物通过膜后被分离成截留物(浓缩物)和透过物。
通常原料混合物、截留物及透过物为液体或气体,有时可在膜的透过物一侧加入一个清扫流体以帮助移除透过物。
半透膜可以是薄的无孔聚合物膜,也可以是多孔聚合物、陶瓷或金属材料的薄膜。
图1-1 膜分离过程示意图一、各类分离膜的功能比较微孔膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜的划分是以膜孔径为标准。
四类膜孔径及功能如下表所示。
项目 反渗透RO 纳滤NF 超滤UF 微滤MF 膜类型非对称膜非对称膜非对称膜对称膜 非对称膜整体厚度 150μm 150μm 150~250μm10~150μm薄膜厚度1μm1μm1μm膜原料混截留清扫透过孔径 <0.002μm<0.02μm0.01~0.2μm 0.2~10μm 截流组分HMWC ,LMWC 氯化纳 葡萄糖 氨基酸HMWC 小分子组分单糖、低聚糖 多价负离子蛋白质 多糖多聚糖 病毒 颗粒 粘土 细菌膜材质 醋酸纤维素 薄膜(CA)醋酸纤维素 薄膜(CA)陶瓷 聚醚砜(PeS)聚偏二氟乙烯(PVDF) 醋酸纤维素薄膜(CA) 陶瓷 聚丙烯(PP)聚偏二氟乙烯(PVDF)膜组件类型 卷式 板框式 管式卷式 板框式 管式卷式 板式 管式 中空纤维板式 管式 中空纤维操作压力bar 15~150 5~35 1~10<2二、卷式膜组件的结构 1.超滤膜超滤膜一般为非对称膜,超滤膜的活性分离层上有无数不规则的小孔,且孔径大小不一,很难确定其孔径,也很难用孔径去判断其分离能力,其孔径大致为m 0.20.01μ--。
实验 膜分离技术(超滤技术)

一、实验原理膜分离技术指的是以压力为驱动力,依据高分子半透膜的物理或化学性能,在液体与液体间、气体与气体间、液体与固体间、气体与固体间的体系中,进行不同组分的分离纯化。
它主要包括超滤、微滤、反渗透、电渗析等方法。
超滤是膜分离技术类型之一,是指应用孔径 1.0~20.0nm(或更大)的超滤膜来过滤含有大分子或微粒粒子的溶液,使大分子或微粒粒子从溶液中分离的过程。
它是一种以膜两侧的压力差为推动力,利用膜孔在常温下对溶液进行分离的膜技术,所用静压差一般为 0.1~0.5MPa,料液的渗透压一般很小可忽略不计。
1、超滤膜超滤膜一般为非对称膜,要求具有选择性的表皮层,其作用是控制孔的大小和形状。
超滤膜对大分子的分离主要是筛分作用。
超滤膜已发展了数代,第一代为醋酸纤维素膜;第二代为聚合物膜,如聚砜、聚丙烯膜、聚内烯腈膜、聚醋酸乙烯膜、聚酰亚胺膜等,其性能优于第一代膜,应用较广;第三代为陶瓷膜,强度较高。
其膜组件型式为片型、管型、中空纤维型及螺旋型等。
2、膜分离技术的特点(1)膜分离过程是在常温下进行,因而特别适用于对热敏感的物质,如果汁、酶、药品等的分离、分级、浓缩与富集。
(2)膜分离过程不发生相变化,能耗低,因此膜分离技术又称省能技术。
(3)膜分离过程可用于冷法杀菌,代替沿袭的巴氏杀菌工艺等,保持了产品的色、香、味及营养成分。
(4)膜分离过程不仅适用于无机物、有机物、病毒、细菌直至微粒的广泛分离,而且还适用于许多特殊溶液体系的分离,如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等。
(5)由于仅用压力作为膜分离的推动力,因此分离装置简便,操作容易、易自控、维修,且在闭合回路中运转,减少了空气中氧的影响。
(6)膜分离过程易保持食品某些功效特性,如蛋白的泡沫稳定性等。
(7)膜分离工艺适应性强,处理规模可大可小,操作维护方便,易于实现自动化控制。
2、超滤技术在食品工业中的应用(1)饮料加工经过超滤澄清的果汁可有效地防止后浑浊,保持果汁的芳香成分;茶饮料的澄清。
膜分离的实验报告

膜分离的实验报告1. 引言膜分离是一种将混合物中的组分通过膜进行分离的方法,广泛应用于化工、生物工程、环保等领域。
本实验旨在通过膜分离技术研究某种混合物中的组分分离效果,并探究影响膜分离效果的因素。
2. 实验材料与方法2.1 实验材料- 膜分离装置:包括膜分离膜、膜分离模块等。
- 混合物:包含A、B两种组分的溶液。
2.2 实验方法1. 将混合物注入膜分离装置中,并施加适当的压力。
2. 收集透过膜的溶液,并分别用适当的方法对溶液中的A、B两种组分进行定量分析。
3. 改变压力、膜材料等条件,多次进行实验,探究对膜分离效果的影响。
3. 实验结果与分析经过多次实验,得到了不同条件下的膜分离效果。
下表为部分实验结果:实验次数压力(MPa) A组分透过量(mg) B组分透过量(mg)1 1 10 202 1.5 15 183 2 18 154 1 8 255 2 16 17分析以上数据可知,压力对膜分离效果有影响,压力越大,组分透过量越大。
但压力过大也可能导致膜的破损或堵塞,影响膜的使用寿命。
另外,由于不同组分的性质不同,可能对膜具有不同的透过性,从而导致透过量的差异。
4. 结论通过实验我们得到了膜分离的实际效果,分析结果表明,在一定范围内,增加压力可以提高膜分离的效果。
但需要注意,过高的压力可能会损坏膜的结构,影响使用寿命。
此外,混合物中各组分的性质也会影响膜的透过性,因此选择合适的膜材料也是膜分离的关键因素。
5. 实验总结本次实验通过膜分离技术的应用,探究了膜分离效果和影响因素。
实验结果表明,在适当的压力下,膜分离可以有效地将混合物中的组分分离,达到预期的效果。
同时,由于膜分离涉及到膜的选择和应用条件的调整,需要综合考虑多个因素。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行膜材料的选择和操作条件的优化,以达到最佳的分离效果。
通过这次实验,我们不仅对膜分离的原理和应用有了更深入的了解,也获得了一定的实验操作技能和数据分析能力。
膜分离实验报告

膜分离实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:膜分离实验一.实验目的1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。
2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。
3. 了解和熟悉超滤膜分离的工艺过程。
二.基本原理膜分离技术是最近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜分离是以对组分具有选择性透过功能的人工合成的或天然的高分子薄膜(或无机膜)为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。
其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。
膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。
微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)与反渗透(RO)都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。
四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。
微滤膜的孔径范围为0.05~10μm,所施加的压力差为0.015~0.2MPa;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm的微粒,其压差范围约为0.1~0.5MPa;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2MPa左右,也有高达10MPa的;介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。
2.1微滤与超滤微滤过程中,被膜所截留的通常是颗粒性杂质,可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层,则其实质与常规过滤过程近似。
膜分离实验报告

膜分离实验一.实验目的1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。
2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。
3. 了解和熟悉超滤膜分离的工艺过程。
二.基本原理膜分离技术是最近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜分离是以对组分具有选择性透过功能的人工合成的或天然的高分子薄膜(或无机膜)为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。
其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。
膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。
微滤(mf)、超滤(uf)、纳滤(nf)与反渗透(ro)都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。
四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。
微滤膜的孔径范围为0.05~10μm,所施加的压力差为0.015~0.2mpa;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm的微粒,其压差范围约为0.1~0.5mpa;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2mpa左右,也有高达10mpa的;介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。
2.1微滤与超滤微滤过程中,被膜所截留的通常是颗粒性杂质,可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层,则其实质与常规过滤过程近似。
本实验中,以含颗粒的混浊液或悬浮液,经压差推动通过微滤膜组件,改变不同的料液流量,观察透过液测清液情况。
对于超滤,筛分理论被广泛用来分析其分离机理。
膜分离的实验原理

膜分离的实验原理膜分离是一种利用半透膜将混合物分离成组分的技术。
通过采用合适的半透膜,将不同大小、形状或性质的分子分隔开来,从而实现分离和纯化的目的。
膜分离技术在水处理、制药、生物工程、食品加工、化学品生产等领域得到广泛应用。
膜分离的原理基于质量传递和选择性传递的机制。
膜的选择性是通过调节膜的孔径、孔隙结构、疏水性或亲水性等特性来实现的。
膜分离的过程可以分为两个步骤:渗透和逆渗透。
渗透是指溶剂分子和小分子溶质能够通过膜的孔隙传递,而大分子溶质不能通过。
逆渗透是指通过施加一定的压力,使溶剂分子逆向通过膜孔隙,而溶质分子不能通过。
根据不同的分子尺寸、形状、电荷等性质,选择合适的膜材料和操作条件,可以选择性地分离目标组分。
常见的膜材料包括聚酯、聚丙烯、聚氨酯、聚醚砜、聚醚硫醚等。
这些膜材料通常具有一定的孔隙结构,孔径在纳米至亚微米范围内。
膜的孔径和孔隙结构可以通过多种方法控制,如选择合适的聚合物、添加剂、溶剂、调节温度等。
膜的渗透性能与膜材料的孔隙结构、孔径大小、形状等有关。
一般来说,孔径越小,分子通过膜的难度越大;孔隙结构越狭窄,阻力越大,渗透通量越小。
根据目标分离的要求,可以选择合适的膜材料和膜结构,来实现高通量、高选择性的分离效果。
膜分离的参数有许多,包括渗透通量(通量)、选择性、分离效果等。
通量是指单位时间内通过膜的溶质或溶剂的量,可以通过调节操作条件和膜结构来实现高通量的目标。
选择性是指分离过程中对不同组分的分离程度,可以通过调节膜材料和操作条件来提高选择性。
同时,还可以通过膜的反洗、倒置、交替使用等方法来延长膜的使用寿命。
膜分离的操作过程一般包括进料、加压、渗透、集液和冲洗五个步骤。
进料是将混合物输入到膜分离系统中,加压是施加一定的压力使溶剂和溶质通过膜的孔隙,渗透是指通过膜的溶剂和溶质的传递过程,集液是收集渗透液和残余液的过程,冲洗是清洗膜面和恢复膜的通量。
膜分离技术的优点包括操作简单、效率高、能耗低等。
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实验十 膜分离实验一、实验目的1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。
2.掌握EM 、UF 、RO 和NF 的适用范围和对象。
二、实验原理1.微滤(EM )微滤米的微孔直径为0.22μm ,当膜的一面遇到具有一定压力、含有一定悬浮颗粒物质的液体时,粒径>0.22μm 的悬浮颗粒物质就被截流在膜的一面,粒径小于0.22μm 的悬浮颗粒物质与水分子一起透过微滤膜排除出。
从而达到分离水体的部分悬浮颗粒物质的目的。
实验采用含有少量悬浮颗粒物质的水进行实验,通过测定进水和出水的浊度来表示微滤膜的处理效果。
2.超滤(UF )超滤膜的微孔直径在10nm —0.1μm ,截流分子量在2—5万,范围根据需要进行选择。
当膜的一面遇到具有一定压力、含有一定悬浮颗粒物质的液体时,粒径>膜孔径的颗粒物质被截流在膜的一面。
为了防止被截流下来的颗粒物质越来越多而堵塞滤膜,往往采用动态过滤的方法进行超滤,即将进行超滤的同时,利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物,以保持超滤表面始终具有良好的通透性。
因此,超滤膜设备出水与两股,一股为透过水(淡水),一股为截流物液(浓水)。
参见下面的图示:超滤液 浓缩液 原液 (图一)超滤膜示意图静态过程 (图二) 动态过程 图10-1超滤(UF )示意图超滤膜可以截流溶液中的细菌病毒、热源、蛋白质、胶体、大分子有机物等等。
实验采用含有少量染料物质的水进行实验,通过测定水、“淡水”和“浓水”的色度变化表示超滤膜的处理效果。
3.反渗透(RO)反渗透膜的孔径在0.1-1nm 之间。
反渗透技术是利用高压液体的高压作用,库夫渗透膜的渗透压,使溶液中的分子逆向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端,从而到达去除溶液只能够大部分例子的目的。
为了防止被截流下来的其他例子越积越多儿堵塞RO 膜,同样采用动态的方法来进行反渗透,即将进行反渗透的同时,利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物,以保持反渗透表面始终具有良好的通透性。
因此,反渗透膜设备出水与 流动方向 形成 滤饼 透过液流动方向透过液两股,一股为透过水(淡水),一股为截流物液(浓水)。
实验采用自来水进行实验,用在线电导仪测定进水、“淡水”和“浓水”的电导率变化表示反渗透膜的处理效果4.纳滤(NF)纳滤膜的孔径范围介于反渗透和超滤膜之间。
纳滤技术是从反渗透技术中派生出来的一种膜分离技术,是超低压反渗透技术的延续和发展分支,一般认为,纳滤膜存在着纳米级的细孔,可以截留95%的最新奥分子约为1nm的物质。
纳滤膜的特点在于:较低的渗透压和较高的膜通透性,因此,可以节能;通过纳米膜的反渗透作用,可以去除多价的离子,暴露部分低价的对人体有益的矿物质离子。
为了防止被截流下来的其他例子越积越多儿堵塞NF膜,同样采用动态的方法来进行反渗透,即将进行反渗透的同时,利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物,以保持反渗透表面始终具有良好的通透性。
因此,纳滤设备出水与两股,一股为透过水(淡水),一股为截流物液(浓水)。
实验采用自来水进行实验,用在线电导仪测定进水、“淡水”和“浓水”的电导率变化表示纳滤膜的处理效果。
可以采用原子吸收仪或其他的化学方法来测定反渗透出水与纳滤膜出水中的单价离子,二者加以比较,就可以知道纳滤膜出书中保留了比反渗透出水中更多的有益的矿物离子。
下面是四种膜材料的技术参数,供参考:名称型号规格产地尼龙、1㎡/60T/试用期杭州翠西水处理设备有微滤膜(EM)ZDS-20 截流孔径0.22μm 限公司聚砜(PS)材料截留分子量2-3万天津天方膜分离工程超滤膜(UF)ZCA-4021 处理量:600L/h0.2MPa 有限公司脓水流量:占总流量15-20%8.1M2/10.2T/天反渗透(RO)LP-4040 浓水流量:占总流量20-50%美国陶氏公司纳滤膜(NF)ESNAI-4040 8.5M2/8.0T/天美国海德能公司浓水流量:占总流量20-50%三、实验流程有设备1、膜分离实验设备整套实验设备的四个单元共同安装在一个支架上,由微滤单元和反渗透单元组成设备的1/2,超滤单元和纳滤单元组成设备的另外的1/2。
(1)微滤单元和反渗透单元(2)超滤单元和纳滤单元四、实验方法(一)根据上述的工艺流程图结合实际的实验设备,仔细了解设备的管路连接、流通方向、取水样的位置,各个阀门的控制功能,各国压力表指示的位置,电气控制箱中各控制开关所控制的对象,各显示仪表所对应的检测点。
(二)实验用水的准备1.微滤实验实验用水的准备取白陶土(高岭土,化学纯试剂)100克,分批放入一个大一些的玻璃碾钵中,向土中倒入少许的水,将土和成泥浆状态,用玻璃碾棒碾磨白陶土10分钟后倒入一个10公斤的塑料桶中,如此几次碾磨所有的白陶土,全部倒入塑料桶中。
向塑料桶中假如自来水至4/5处,用搅棍充分搅拌,自然沉淀3小时,此时可以出水箱 进水箱压力表 粗滤柱 增压泵 纳滤高压泵在线电导仪 流量计在线电导仪超 滤 膜 柱 纳 滤膜 柱压力表 压力表 压力表 流量计 流量计 和 单元工艺流程图压力表 纳滤浓水纳滤淡水超滤浓水 超滤淡水 出水箱 进水箱反渗透淡水 反渗透浓水 微滤出水 压力表 粗滤柱 增压泵反渗透高压泵 在线电导仪 流量计在线电导仪微波膜柱 反 渗 透膜柱 压力表 压力表压力表 流量计 流量计 和 单元工艺流程图看到液体的上层为淡乳白色的悬浮液层。
将自来水放入设备进水箱4/5处,用烧杯轻轻舀取塑料桶上层淡乳白色的悬浮液倒入进水箱,边倒边用搅棍搅拌,只要看到水中出现很淡的浊度就可以了。
2.反渗透实验用水准备进行反渗透实验之前,必须将水箱中(进水箱、出水箱)的水放光,洗干净。
打开进水箱、出水箱之间的连通阀门,向水箱中放满自来水即可。
3.超滤实验用水的准备向进水箱中放满自来水,往自来水中滴入几滴红墨水,用搅棍搅拌,只要出现很淡的色度就可以了。
4.纳滤实验用水的准备纳滤实验用水的准备与反渗透实验用水的准备完全一样,只要采用自来水就可以了(三)过滤1.微滤微滤实验的目的是检验滤膜对液体中超细悬浮颗粒物的截流效果,采用浊度计或分光光度计来测定实验进水和微滤出水的浊度,以浊度来计算悬浮颗粒物的去除率。
如果实验室不具备浊度计和分光光度计,则可以采用目视稀释倍数比浊法来测定进水、出水的悬浮固体物的浊度变化强狂(非标准分析方法),具体的方法如下:(1)材料的准备A.准备3支50ml的具塞比色管和一个带反光镜的比色架(每个实验小组一套),其中一支管中放入纯净水(蒸馏水)至刻度作为对照管,其他二支管分别用于实验进水和微滤出水的比浊;B.准备500ml三角烧瓶2个,用于防止进水样和出水样;C.准备10ml刻度移液管2支D.准备100ml和500ml量筒各1个。
(2)进行稀释倍数比浊发测定A.用500ml三角烧瓶分别取微滤实验的进水样和出水样。
B.用10ml刻度移液管取进水样10ml,注入500ml量筒中,缓缓向量筒中加入纯净水进行稀释,边加边进行摇匀,观察水样的浊度已经不明显时,将此稀释的水样倒入一支比色管中至刻度,盖上玻璃塞,摇匀液体,拿去玻璃塞,将闭塞观察入比色架中与对照管相邻的位置。
将比色架放在光线好的地方,用眼睛从管口想下观察,并且与对照管进行对比,如果样品馆内的液体与对照管相比还存在明显的浊度差异,则将样品馆内的液体倒回量筒中,并继续进行稀释。
如此反复,直至水样被稀释至接近于对照管的透明度时,稀释结束,将比色管中水样倒回量筒内,观察500ml量筒内的液面刻度,计算进水样被稀释的倍数。
C.将出水样直接倒入另一比色管内至刻度,与作对照管进行对比,如果出水样还存在浊度,则取10ml出水样注入100ml量筒中,按照上述的稀释方法进行稀释,直至水样被稀释至接近于对照管的透明度时,稀释结束,观察100ml量筒内德液面刻度,计算出水样被稀释的倍数。
D.浊度的去除率的计算进水样的稀释倍数-出水样稀释倍数浊度去除率= ×100%进水样的稀释倍数由于本实验设备的单位时间处理量较大,为了节省实验用水,延长设备的使用寿命,建议实验室的处理量小一些。
2.反渗透反渗透的实验目的是检验反渗透膜对正负离子的截流效果,因此,可以从在线电导仪上得到数据来了解离子的截留情况。
反渗透膜的淡水电导率应远低于浓水的电导率,浓水的电导率应略大于进水的电导率。
由于电导率值金丝正比于离子浓度,因此反渗透膜对离子的截留率计算就可以近似于:(进水样的电导率-出水样电导率)离子截留率= ×100%进水样的电导率由于进行反渗透实验室进水箱、出水箱之间是联通的,加之本实验设备的单位时间处理量较大,因此,实验室的进水流量可以开的大一些。
3.超滤超滤的实验目的是检验超滤膜对液体大分子物质的截流效果,通过测定实验进水和超滤膜的淡水、浓水的色度,以色度来表示染料大分子的去除率。
可以采用稀释倍数比色法来测定实验进水和超滤米淡水、浓水的色度。
具体的分析方法与分析过程与上面介绍的稀释倍数比浊法一样,只不过在进行目视比色时,在比色管的底部垫一块白色的磁砖进行对照比色。
色度去除率的计算(进水样的稀释倍数-出水样的稀释倍数)色度去除率= ×100%进水样的稀释倍数4.纳滤纳滤实验目的是检验纳滤膜对正负离子的截留作用,因此,可以从在电导仪上得到的数据来了解离子的截留情况。
纳滤膜的淡水电导率应远低于进水的电导率,浓水的电导率应略大于进水的电导率。
纳滤米对离子的截留率计算与上述反渗透实验的截留率计算一样。
在具有原子吸收分光光度计的实验条件下,可以测定反渗透实验出水与纳滤实验出水中的一价离子浓度,二者比较后可以判断两种膜的不同特性。
由于进行纳滤实验时进水箱、出水箱之间是联通的,加之本实验设备单位时间处理量较大,因此,实验时的进水流量可以开大一些。
四、思考题1、试述4种膜分离的方法的异同级适用条件。
答:微滤采用静态过滤方法,适用条件为粒子孔径大于0.22μm。
超滤、反渗透和纳滤均采用动态过滤。
超滤的微孔直径在10nm—0.1μm,截流分子量在2—5万,范围根据需要进行选择,因此超滤膜可以截流溶液中的细菌病毒、热源、蛋白质、胶体、大分子有机物等等。
反渗透的孔径在0.1-1nm之间,能够除溶液只能够大部分例子。
纳滤膜的孔径范围介于反渗透和超滤膜之间,纳滤膜存在着纳米级的细孔,可以截留95%的最新奥分子约为1nm的物质。
2阅读参考文献,回答什么是浓差极化?有什么害处?有哪些消除方法?答:浓差极化是电极上有电流通过时,电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。
会降低透水率,是一个可逆过程。
是指在超滤过程中,由于水透过膜而使膜表面的溶质浓度增加,在浓度梯度作用下,溶质与水以相反方向向本体溶液扩散,在达到平衡状态时,膜表面形成一溶质浓度分布边界层,它对水的透过起着阻碍作用。