反渗透制高纯水实验.doc

《反渗透制高纯水实验.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反渗透制高纯水实验.doc（6页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化工专业实验报告采用三号黑体字，左对齐。数字和字母用Times New Roman字体。采用三号黑体字，左对齐。下同。实 验名 称： 反渗透制高纯水实验 学生名单序号用长号学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 化工091班 姓 名： 黄康康 学 号： 序号： 26 同组者姓名： 董孝石 戴梨勇 孙吉群 指 导教 师： 丛杨 日 期： 2012年3月31日 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）

2、、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。图一 膜的截留示意图 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二阻留某些溶质，是一种分离、浓缩和提纯的有效手段。由于反渗透技术有无相变、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，已广泛的应用于海水、苦咸水淡化、化工污水处理、纯水和超纯水之辈领域。 高纯水主要在电子工业、医药工艺以及实验分析使用，按国标GB/T11446.1-1997规定，电子级水分为四级：EW-I、E

3、W-II、EW-III、EW-IV，起电阻率指标分别为：、。 反渗透膜通常认为是表面致密的无孔膜，反渗透膜能截留水中绝大多数的溶质。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，从含有多种有机物、无机物和微生物的水体中，提取纯净水的物质分离过程。起原理如下图二：图二、反渗透与渗透现象 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。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

4、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的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、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。三、实验设备及工艺流程1、设备的特点 本装置是中试型实验装置，可作为膜分离扩大

5、工艺的实验设备。也可以作为小批量生产设备使用。本装置将超滤、纳滤、反渗透三种卷式膜组件并联于系统，根据分离要求选择不同膜组件单独使用，适用范围广，起组合膜过程可以分离分子量为几十的离子物质到分子来那个几十万的蛋白质分子。另外，该装置并有阴、阳离子混合树脂交换柱，可用于制备高纯水。表一 膜组件性能膜组件规格纯水通量面积压力范围分离性能反渗透252140-50L/h1.1m2除盐率98%纳滤M-N2521A340-50L/h1.1m2二价除盐率98%一价除盐率50%超滤M-U2521PES1040-50L/h1.1m2截留分子1玩，截留率90% 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

6、来水为原料，制备高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。 反渗透净水工艺不是单一的反渗透脱盐过程，应包括预处理过程，即通过一些无话手段除去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，报复反渗透膜的正常使用。同时，经过反渗透膜脱盐，水的脱盐率可以达到98%，但透过液中还存在一定浓度的离子，起电导率、TOC指标一般达不到高纯水的要求，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。本实验以自来水为原水，设计了预处理的（精滤）、反渗透脱盐、混床树脂处理等净化单元，研究了自来水深度处理的反渗透净水工艺。2

7、、工艺流程图三 高纯水制备工艺流程图 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的电流。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的流速、透过液流速、出口纯水电阻值，比较不同操作压力与膜通量的关系。 2、注意事项 增压泵启动时，请注意泵前管道充满液体，以防损坏。如发生上述现象，请立即切断电源。3、操作步骤1. 开启房间的自来水总阀。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（出水电阻率电导值不低于），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

8、出口的开度，调节系统操作压力。6. 带系统稳定后，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，最好达到。8. 停车时，先关闭输液泵及总电源，随后关闭自来水进水。五、实验数据处理1、实验原始数据记录表二 制备纯水实验数据记录室温：15.5 原料水电导率：91.4us/cm 操作压力：0.37MPa实验序号浓缩液流量L/h透过液流量L/h出口纯水电阻1 468.033.00.07732 492.033.480.07853 510.032.80.0788表三 制备超纯水实验数据记录室温：15.5 原料水电导率：91.4us/cm 实验序号操作压

9、力MPa透过液流量L/h出口纯水电阻1 0.4333.4417.022 0.6550.4011.553 0.7959.047.572、计算1) 计算0.37MPa下纯水的回收率N。 =6.33%2) 绘制不同压力P-膜通量Jw的关系曲线。-首先，计算不同压力下，膜通量Jw；由上表2计算，P=0.43MPa时，Jw1=60.8L/（m2h） P=0.65MPa时，Jw2=100.7L/（m2h） P=0.79MPa时，Jw3=107.3L/（m2h） 根据表三的数据可以得到下图：图四 P-Jw关系曲线 由曲线图可以看出，随着操作压力的增大，膜通量增大，透过液流量增大。原料水中的杂质无法透过渗透膜，所以透过液的电阻相对浓缩液来说很大。六、实验结果分析与讨论1.实验结果分析：从本次实验所得数据来看，本次实验操作基本符合要求，所测数据非常真实，但是存在相应的误差，需要总结。2.误差分析：本次实验，由于设备关系，所测透过液流量是由量筒承接所测，这样数据相对实际产生较大误差；另外，测量纯水电阻，仪表所显示数据需要估读，不利于数据计算。