“反渗透膜分离制高纯水实验”实验报告
8页1、化工专业实验报告“反渗透膜分离制高纯水实验”实验报告学生姓名: 班 级: 工艺一班 学 号: 实验组号: 同组姓名: 实验时间: 2011年10月26 撰写实验报告时间:2011年 11月 11日 1 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。2 实验原理反渗透膜通常认为是表面致密的无孔膜,可截留1-10小分子物质,反渗透膜能截留水体中绝大多数的溶质。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。其原理如图1。 图1 反渗透与渗透现象如图(a)所示,用半透膜将纯水与咸水分开,则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,此所谓渗透过程。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,此为指定温度下溶液的渗透压N。如图(c)所示,当咸水一侧施加的压力P大于该溶液的渗透压N,可迫使渗透反向,实现反渗透过程。此时,在高于渗透压的压力作用下,咸水
2、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。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。根据膜分离原理,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。3实验装置与设备3.1 实验流程本装置采用反渗透膜过滤与离子交换技术相结合,以城市自来水为原料,制备超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。反渗透脱盐自来水超纯水图2纯水制备流程离子交换净 水紫外线杀菌浓缩水活性炭吸附5微米精滤理想的反渗透膜应耐化学和微生物侵蚀,使之在运行过程中膜的分离性能和机械性能保持稳定。因此,反渗透净水工艺不是单一的反渗透脱盐过程,还应包括预处理过程,就是通过一些物化手段去除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,保护反渗透膜的正常使用。同时,经过反渗
3、透膜脱盐,水的脱盐率可超过95%,但透过液中还存在一定浓度的离子,其电导率、TOC指标一般还达不到高纯水要求,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。最后,采用紫外杀菌,可降低水中的TOC。本实验以自来水为原水,设计了预处理(活性炭、精滤)、反渗透脱盐、混床树脂处理及紫外线杀菌等净化单元,研究了自来水深度处理的反渗透净水工艺。流程示意图如图1所示。装置流程图如图2所示。图3 反渗透制纯水实验装置流程图3.2 主要设备(1)自来水预过滤器:10英寸活性炭预过滤和5精过滤;(2)原料储槽:容积50升,材质ABS工程塑料;(3)Y预过滤器:材质工程塑料,进口;(4)增压泵:型号 FLUID-O-TECH 1533,进口;(5)压力控制器:型号 Fannio FNC-K20;(6)反渗透膜组件: 2521型低压反渗透膜,纯水通量40-45L/H,脱盐率98%;(7)膜壳:2521型不锈钢膜壳;(8)电导仪:型号 RM-220,在线检测纯水电阻仪;(9)流量计:规格 10100L/H和17L/M,面板式有机玻璃转子流量计;(10)紫外杀菌器:在线流过式杀菌器
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