膜分离实验报告

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超过滤膜分离实验报告

超过滤膜分离实验报告

实验二 超过滤膜分离一、实验目的1.了解和熟悉超过滤膜分离的工艺过程;2.了解膜分离技术的特点;二、分离机理根据溶解-扩散模型,膜的选择透过性是由于不同组分在膜中的溶解度和扩散系数不同而造成的。

若假设组分在膜中的扩散服从Fick 定律,则可推出透水速率F W 及溶质通过速率F S 方程。

1、 透水速率'()()w w M w D c V p F A p RT ππδ∆-∆==∆-∆式中22332/;;//;;;/w w w M w w MF g cm s D cm s c g cm V cm mol p atm atm R T K cm D c V A g cm s at RT πδδ-⋅-⋅--∆-∆-----⋅⋅’透水速率,水在膜中的扩散系数,水在膜中的浓度,;水的偏摩尔体积,膜两侧的压力差,膜两侧的渗透压差,气体常数;温度,;膜的有效厚度,;膜的水渗透系数(=),。

2、溶质透过速率2323()()s s s s s D K cD K c c F B c B c c δδ∆-===∆=-式中2/;s s D cm s K B c ---∆-溶质在膜中的扩散系数,溶质在溶液和膜两相中的分配系数;溶质渗透系数;膜两侧的浓度差。

有了上述方程,下面建立中空纤维在定态时的宏观方程。

料液在管中流动情况如图十三所示。

取假设条件:(1)径向混合均匀;(2)A BX π=A ,渗透压正比于摩尔分数; (3)AB N N ,31A X ,B 组分优先通过;(4)/AM D K δ⋅,1A X K 同或无关; (5)0U LPeB E==∞,忽略轴向混合扩散。

图十三 料液在管中流动示意图由假设看出,其实质是一维问题,只是侧壁有液体流出的情况,因为关心的是管中组分的浓度分布和平均速度分布,只需做出两个质量衡算方程即可求解。

由连续性方程:和总流率方程:可推出013[()]w V l r c c du dx h--= (1) 式中,h 为装填系数。

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

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。

膜实验报告

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。

膜分离实验报告

膜分离实验报告

膜分离实验报告一、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RO、NF的适用范围和对象。

二、实验原理1.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,克服渗透膜的渗透压,使溶液中水分子逆方向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端,从而达到去除溶液中大部分离子的目的。

为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞RO膜,往往采用动态的方法来进行反渗透,即在进行反渗透的同时,利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物,以保持反渗透膜表面始终具有良好的通透性。

因此,反渗透设备的出水有两股,一股为透过液(淡水),一股为截留液(浓水)。

溶液进行实验,用在线电导仪测定进水、“淡水”和实验采用NaCl、MgSO4“浓水”的电导率变化,表示反渗透膜的处理效果。

图1 反渗透(RO)示意图2.纳滤(NF)纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间。

纳滤技术是从反渗透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,纳滤膜存在纳米级的细孔,可以截留95%的最小分子约为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;通过纳滤膜的渗透作用,可以去除多价的离子,保留部分低价的对人体有益的矿物离子。

为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞NF膜,同样采用动态的方法来进行纳滤,即在进行纳滤的同时,利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物,以保持纳滤膜表面始终具有良好的通透性。

因此,纳滤设备的出水也有两股,一股为透过液(淡水),一股为截留液(浓水)。

实验采用NaCl、MgSO溶液进行实验,用在线电导仪测定进水、“淡水”和4“浓水”的电导率变化,表示纳滤膜的处理效果。

同时将纳滤和反渗透对一价和二价离子的截留效果进行比较,可以知道纳滤膜出水中保留了比反渗透出水中更多的有益矿物离子。

三、实验流程与设备整套膜分离装置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另外的1/2。

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

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。

无机膜分离实验报告(3篇)

无机膜分离实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在探究无机膜在分离技术中的应用效果,通过对特定溶液进行分离实验,验证无机膜在分离过程中的稳定性、选择性和效率。

实验主要针对无机陶瓷膜进行操作,研究其在实际应用中的可行性。

二、实验材料与设备1. 实验材料:- 赖氨酸发酵液(含赖氨酸、短杆菌、菌体蛋白质、颗粒杂质等)- CO2混合气体(含N2、CF4、C3F6等)- 工业废气(含SO2、NOx、颗粒物等)- 无机陶瓷膜(孔径约0.4~0.6μm)- 聚四氟乙烯(Teflon AF 2400)- 有机-无机复合膜材料2. 实验设备:- 膜过滤装置- 气体分离装置- 工业废气净化装置- 分光光度计- 精密天平- 恒温水浴锅- 高压气体钢瓶三、实验方法1. 赖氨酸分离实验:- 将赖氨酸发酵液通过无机陶瓷膜进行过滤,收集滤液和滤渣。

- 分析滤液中赖氨酸的含量,计算提取率。

- 观察滤液悬浮物和浊度,评估过滤效果。

2. 气体分离实验:- 将CO2混合气体通过Teflon AF 2400制作用于分离氮气、四氟甲烷和六氟丙烯的气体分离无机膜。

- 分析分离后气体的成分,计算分离效果。

3. 工业废气净化实验:- 将工业废气通过有机-无机复合膜材料进行净化。

- 分析净化前后废气中污染物的含量,评估净化效果。

四、实验结果与分析1. 赖氨酸分离实验:- 经无机陶瓷膜处理后,赖氨酸提取率可达80%以上。

- 滤液悬浮物小于0.5%,浊度在10 NTU以内,过滤效果稳定。

2. 气体分离实验:- N2/CF4的理想选择性为88,N2/C3F6的理想选择性为71。

- 聚四氟乙烯层对沸石层的密封作用是获得较高选择性的原因。

3. 工业废气净化实验:- 有机-无机复合膜材料对工业废气中的SO2、NOx等污染物具有较好的净化效果。

- 净化后废气中污染物含量显著降低,净化效果明显。

五、实验结论1. 无机陶瓷膜在赖氨酸分离提取过程中具有稳定、高效、操作简便等优点,是赖氨酸分离提取的理想膜材料。

膜分离的实验报告

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。

超滤微滤膜分离实验报告

超滤微滤膜分离实验报告

超滤微滤膜分离实验报告
超滤和微滤是常用的膜分离技术,可以将溶质和溶剂分离开来。

超滤
是通过压力差将大分子物质和水分离开来,而微滤是通过滤网将大分子物
质滤掉。

本次实验旨在探究超滤和微滤的原理及其应用。

实验材料与方法:
材料:蛋白酶胰酶液、超滤膜和微滤膜。

方法:
1. 在2个应用超滤的实验管中各加入1ml含蛋白酶胰酶的液体;
2.各管盖上超滤膜,用放置于等温区的膜分离设备应用压力将溶剂透
过膜向下渗透;
3. 在2个应用微滤的实验管中各加入1ml含蛋白酶胰酶的液体;
4.各管盖上微滤膜,用放置于等温区的膜分离设备应用压力将溶剂透
过膜向下渗透;
5.通过分析分离前和分离后的溶液,比较超滤和微滤分离效果的差异。

结果:
在超滤实验中,分离后的液体中含有蛋白质,而微滤实验中的分离后
液体中则不含蛋白质。

结论:
超滤和微滤都是膜分离技术,其差异在于应用的膜的孔径大小。

超滤
和微滤的分离效果也不同,具体应根据需要选择不同的技术应用于不同的
场合。

超滤适用于分离分子量较大的物质,例如蛋白质、多糖等,而微滤适用于分离颜料、细菌等较小分子量的物质。

此外,超滤和微滤还有一定的应用限制,例如超滤膜容易被堵塞,需要定期清洗换膜,而微滤膜则较容易损坏,需要小心使用。

总之,超滤和微滤均具有其独特的分离效果和应用范围,在实际应用中应当注重选择合适的技术,以达到最佳的分离效果。

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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。

该理论认为,膜表面具有无数个微孔,这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样,截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而
达到分离的目的。

应当指出的是,在有些情况下,孔径大小是物料分离的决定因数;但对另一些情况,膜材料表面的化学特性却起到了决定性的截留作用。

如有些膜的孔径既比溶剂分子大,又比溶质分子大,本不应具有截留功能,但令人意外的是,它却仍具有明显的分离效果。

由此可见,膜的孔径大小和膜表面的化学性质将分别起着不同的截留作用。

2.2膜性能的表征
一般而言,膜组件的性能可用截留率(R )、透过液通量(J )和溶质浓缩倍数(N )来表示。

%1000
0⨯-=c c c R P
(1—1) 式中, R -截流率;
0c -原料液的浓度,kmol/m 3;
P c -透过液的浓度,kmol/m 3。

对于不同溶质成分,在膜的正常工作压力和工作温度下,截留率不尽相同,因此这也是工业上选择膜组件的基本参数之一。

t
S V J P
•= (1—2) 式中, J -透过液通量,L/(m 2
⋅h)
P V -透过液的体积,L ;
S -膜面积,m 2
; t -分离时间,h 。

其中,t
V Q p =
,即透过液的体积流量,在把透过液作为产品侧的某些膜分离过程中(如
污水净化、海水淡化等),该值用来表征膜组件的工作能力。

一般膜组件出厂,均有纯水通量这个参数,即用日常自来水(显然钙离子、镁离子等成为溶质成分)通过膜组件而得出的透过液通量。

P
R
c c N = (1—3) 式中, N —溶质浓缩倍数;
R c -浓缩液的浓度,kmol/m 3;
P
c -透过液的浓度,kmol/m 3。

该值比较了浓缩液和透过液的分离程度,在某些以获取浓缩液为产品的膜分离过程中(如大分子提纯、生物酶浓缩等),是重要的表征参数。

三.实验装置与流程
本实验装置均为科研用膜,透过液通量和最大工作压力均低于工业现场实际使用情况,
膜组件膜材料膜面积/m2最大工作压力/Mpa 超滤(UF)聚砜聚丙稀0.1 0.15
表1-1膜分离装置主要工艺参数
本装置中的超滤孔径可分离分子量5万级别的大分子,医药科研上常用于截留大分子蛋白质或生物酶。

作为演示实验,可选用90ml聚乙二醇加适量水配成的水溶液作为料液进行实验。

图1-1膜分离流程示意图
四.实验步骤及方法
超滤膜分离
以自来水为原料,考察料液通过超滤膜后,膜的渗透通量随时间的衰减情况,并考察操作压力和膜表面流速对渗透通量的影响。

操作步骤如下:
(1)放出超滤组件中的保护液。

(2)用去离子水清洗加热60度后清洗超滤组件2~3次,时间30分钟。

(3)在原料液储槽中加入一定量的自来水后,打开低压料液泵回流阀和低压料液泵出口阀,打开超滤料液进口阀、超滤清液出口阀和浓液出口阀,则整个超滤单元回路已畅通。

(4)启动泵至稳定运转后,通过泵出口阀门和超滤馏液出口阀门调节所需要的流量和压力,待稳定后每隔10分钟测量一定实验时间的渗透液体积,做好记录(共6次)。

(5)调节膜后的压力为0.03MPa,稳定后,测量渗透液的体积,,做好记录。

(6)依次增加膜后的压力分别为0.04 MPa,0.06 MPa,0.08 MPa,分别测量渗透液的体积,做好记录。

(7)利用用去离子水清洗超滤组件2~3次,时间30分钟。

(8)加入保护液甲醛溶液于超滤膜组件中,然后密闭系统,避免保护液的损失。

注意事项
1.每个单元分离过程前,均应用清水彻底清洗该段回路,方可进行料液实验。

2.整个单元操作结束后,先用清水洗完管路,之后在保护液储槽中配置0.5-1%浓度的甲醛溶液,经保护液泵逐个将保护液打入各膜组件中,使膜组件浸泡在保护液中。

3.对于长期使用的膜组件,其吸附杂质较多,或者浓差极化明显,则膜分离性能显著
下降。

对于预滤和微滤组件,采取更换新芯的手段;对于超滤、纳滤和反渗透组
件,一般先采取反清洗手段。

若反清洗后膜组件仍无法回复分离性能(如基本的截
留率显著下降),则表面膜组件使用寿命已到尽头,需更换新芯。

五.数据处理与讨论
膜前压力P1=0.12MPa,膜后压力P2=0.04MPa,压力差△P=0.08Mpa 膜面积0.1/m2
膜前压力P1=0.14MPa,膜后压力P2=0.06MPa,压力差△P=0.08MPa 膜面积0.1/m2
数据处理举例:
以膜后压力为0.04MPa时,,过滤时间为50min的第一组数据为例:
V3=V1+V2=115+30=145ml, s=0.1/m2
J1=V3/st=145/1000/(0.1*50/60)=1.74L/m2*h, 同理J2=1.73L/m2*h,
J3=1.72L/m2*h,故J平均=(J1+J2+J3)/3=1.73L/m2*h
膜前压力P1=0.16MPa,膜后压力P2=0.08MPa,压力差△P=0.08MPa 膜面积0.1/m2
膜前压力P1=0.16MPa,膜后压力P2=0.08MPa,压力差△P=0.08MPa 膜面积0.1/m2
由以上数据及图表可得,在相同压力下,膜的透过量随时间的增加而降低,而现象明显。

在不同压力下,压力增大时,由于超滤膜的截留作用在加入的聚乙烯醇在膜的表面形成凝胶层,并且凝胶层的阻力随压力的升高而升高。

故压力越大并没有使得渗透通量的增大。

随着时间的增加,相隔相同时间,膜的透过液通量不断的减小。

主要原因是:随着超滤的进行,聚乙二醇由于分子大,被阻挡在膜前,小分子不断通过膜,在膜表面上形成一个高浓度区,浓度达一定程度时,形成膜表面的二次薄膜,这层膜极大增加了小分子物质的透过阻力,也使膜的有效管径变小,使之更易堵塞,因此膜的透过液通量也越来越低。

随着膜后操作压力的增加,浓液的流量增加速度快,膜的通量也较大,但是呈下降趋势。

膜的平均浊液体积和平均清液体积比较稳定,随时间变化不大。

相同时间,随着膜后压力的增大,平均通透量减小,呈下降趋势。

六.思考题
1.膜组件中加保护液有何意义?
答:为了防止灰尘或者微生物进入膜组件,造成堵塞或者破坏,从而起到膜的保护作用。

2.查阅文献,回答什么是浓差极化?有什么危害?有哪些消除方法?
答:在超滤过程中,待浓缩循环液加压于膜面,由于小分一子物质的透过,以及每根膜管壁边界层的存在,膜表面形成高浓区,其高浓度区呈圆筒状,以膜管中心为对称轴,均梯
度地分布于膜表面。

在高浓度区附着于膜壁形成一个新的“皮”,使小分子物质透过膜的阻力大大增加,因此产生了浓度极差。

危害:小分子物质透过后,高浓度区产生的浓度极差化是影响小分子物质透过速率的最主要因素。

消除方法:选择更大流量,使流体流动状态处于或者接近于湍流,扩大分子对流,以破坏浓度极差的形成。

3.为什么随着分离时间的进行,膜的通量越来越低?
答:随着小分子物质的透过,在膜表面上形成一个高浓度区,浓度达一定程度时,形成膜表面的二次薄膜,这层膜极大增加了小分子物质的透过阻力,也使膜的有效管径变小,使之更易堵塞,因此膜的通量也越来越低。

4.实验中如果操作压力过高或流量过大会有什么结果?
答:压力虽然是超滤的推动力,但压力也增加了浓度极差化的程度,所以超滤时,不能无限制增加压力。

流量越小,流体在膜管的流动状态就越接近于层流,边界层就越厚。

这显然增加了浓度极差化。

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