中空纤维超滤膜分离能力测试
中空纤维超滤膜实验报告
一、实验目的1. 了解中空纤维超滤膜的基本结构和工作原理；2. 掌握中空纤维超滤膜的实验操作技术；3. 通过实验测试，分析中空纤维超滤膜的分离性能和抗污染性能；4. 探讨中空纤维超滤膜在废水处理、医药、食品等领域的应用前景。
二、实验原理中空纤维超滤膜是一种具有微孔结构的薄膜，孔径一般在0.01-0.1μm之间。
在一定的压力作用下，溶液中的小分子物质可以通过膜孔，而大分子物质则被截留在膜表面。
中空纤维超滤膜具有分离效率高、操作简便、能耗低等优点。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：自来水、标准溶液（如葡萄糖、盐等）、活性炭、絮凝剂、废水样品等；2. 实验仪器：中空纤维超滤膜组件、高压泵、流量计、紫外-可见分光光度计、电导率仪、滤液收集瓶等。
四、实验方法1. 准备实验装置：将中空纤维超滤膜组件安装在实验装置上，连接高压泵、流量计等仪器；2. 标准溶液测试：分别配制一定浓度的葡萄糖、盐等标准溶液，进行超滤实验，记录滤液浓度和透过率；3. 自来水测试：将自来水通过超滤膜进行实验，记录滤液浓度和透过率；4. 废水测试：取一定量的废水样品，经过絮凝、沉淀等预处理后，通过超滤膜进行实验，记录滤液浓度和透过率；5. 活性炭和絮凝剂测试：将活性炭和絮凝剂加入废水中，进行预处理，然后通过超滤膜进行实验，记录滤液浓度和透过率；6. 抗污染性能测试：在超滤膜运行一段时间后，模拟实际应用场景，对膜进行污染，然后进行清洗和恢复性能实验，记录清洗前后滤液浓度和透过率。
五、实验结果与分析1. 标准溶液测试结果：通过实验，发现中空纤维超滤膜对葡萄糖、盐等标准溶液具有较好的分离效果，透过率较高；2. 自来水测试结果：自来水经过超滤膜处理后，滤液浓度明显降低，表明中空纤维超滤膜对自来水中的悬浮物、胶体等杂质有较好的去除效果；3. 废水测试结果：废水经过预处理和超滤膜处理后，滤液浓度明显降低，表明中空纤维超滤膜在废水处理中具有较好的应用前景；4. 活性炭和絮凝剂测试结果：在预处理中加入活性炭和絮凝剂，可以进一步提高废水处理效果，降低膜污染；5. 抗污染性能测试结果：经过污染和清洗后，膜的性能得到恢复，表明中空纤维超滤膜具有良好的抗污染性能。
中空纤维超滤膜性能检测方法验证过程探讨
中空纤维超滤膜性能检测方法验证过程探讨作者：罗嫣来源：《价值工程》2015年第31期摘要：本文探讨了采用t-检验法（对照试验法）对中空纤维超滤膜性能检测方法进行实验验证的过程；介绍了验证依据、验证前期准备、验证方法和验证结果统计分析过程。
Abstract： This paper discusses the verification process of test method for hollow fiber ultrafiltration membrane performance with t-test method and introduces the verification basis，pretreatment， verification method as well as the statistical analysis of the result.关键词：检测方法；验证；t-检验Key words： test method；verification；t-test中图分类号：V448.25+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）31-0143-020 引言检测方法是指实验室用于实施检验检测工作所依据的标准检验方法和技术规范，是实验室实施检验工作的主要依据，是开展检验检测工作所必须的资源，如果方法不可靠就会造成检测结果的差异。
方法验证的目的是证明所采用的方法达到相应的检测要求。
《实验室资质认定评审准则》5.3.2条款中规定：“实验室应确认能否正确使用所选用的新方法。
如果方法发生了变化，应重新进行确认。
实验室应确保使用标准的最新有效版本[1]。
”在GB/T 27025-2008 《检测和校准实验室能力的通用要求》的条款中也有相应的规定[2]。
因此，对于新建立的检测方法或者对原有检测方法有所改变时开展实验验证，确保方法具有广泛的适用性是十分必要的。
本文所涉及的中空纤维超滤膜性能检测方法包括：纯水通量、纯水透过率、截留率、截留分子量、拉伸强度、亲水性、出水浊度、出水污染指数、耐酸碱性、耐氧化性、完整性和耐污染性12项检测方法。
膜性能测试
中空纤维超滤膜性能测试一、 实验目的1.掌握超滤膜组件封装分离的实验操作技术；2.掌握中空纤维膜渗透通量和分离效率的测试方法。
二、实验原理膜的性能包括物理化学性能和分离透过性能。
膜的物理化学性能是指承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。
膜的分离透过特性主要是指渗透通量和分离效率。
超滤膜分离基本原理是用压力差作为推动力，利用膜孔的渗透和截留性质，使不同的组分实现分离，因此要达到良好的分离目的，要求被分离的组分间相对分子质量至少要相差一个数量级以上。
超滤膜分离的工作效率以渗透通量和分离效率作为衡量指标。
膜通量计算如下式：tS V J ⨯=式中，J 为膜的渗透通量（通常测试纯水通量）（L/m 2h ，0.1 MPa ）；S 为中空纤维膜的有效面积（通常指外表面积，内压法为内表面积）（m 2）； V 为透过液体的体积（L ）；t 为时间（h ）。
组分截留率的定义如下：%100C C 1R 01⨯-= 式中—R 为截留率；C 0为原溶液浓度；C 1为透过液浓度。
将中空纤维膜封成膜组件后，进行中空纤维膜的通量与截留率的测试。
进料液可以从膜的内表面透过膜，也可以通过膜的外表面透过膜，因此测试水通量和截留率的方式分为：内压法和外压法，如图1所示。
另一方面，根据料液在膜组件中流动方式的不同，测试水通量和截留率的方式又可以分为：错流法和死端法。
综上所述，测试中空纤维膜的水通量和截留率的方式可以分为：内压错流法、外压错流法、内压死端法和外压死端法，如图2所示。
本实验中测试中空纤维膜的通量和截留率用的都是内压错流过滤，如图2 (a)所示。
图1内压法和外压法示意图图2 过滤过程示意图 (a) 内压错流过滤; (b) 外压错流过滤; (c) 内压死端过滤; (d) 外压死端过滤对于疏水性高分子膜材料，在测试水通量之前，需将中空纤维膜组件用95%的乙醇水溶液润湿，然后将组件安装在过滤器上进行过滤。
实验四 中空纤维超滤膜分离
超滤膜
浓缩液
超滤液
图 3.2-1 超滤膜分离原理示意图
三 预习与思考 （1）超滤组件长期不用时，为何要加保护液？ （2）实验之前为何要进行系统检漏和清洗？ （3）在启动泵之前为何要灌泵? （4）在实验中，如果操作压力过高会有什么结果?
四 实验装置及流程 （1）实验装置
视 镜
F11
膜
膜
组
组
精 滤 器
（2）实验流程 本实验将聚乙二醇水溶液通过泵从料液储槽经精滤器精滤后，由转子流量计控制流量，
输送到中空纤维超滤膜组件。经超滤膜将料液分为两部分：一是透过液，即透过膜的稀溶液， 经过一视镜汇集到储液桶中，二是浓缩液，回流到料液储槽 2。
本流程有两个膜，可以单独操作，也可以串联或并联操作；高位槽 3 可以向系统加保护 液，阀 9 可以排放保护液。
件
件
1
2
F9
C1-清洗水储槽； C2-溶液储槽； C3-高位罐； C4-储液筒； F1、F2-C2 和 Cl 的排液阀； F3、F4-C2 和 C1 的出口阀； F 7、F8-组件 1 和 2 的入口阀； F9-排液阀； F10-保护液阀；
F1l、F14-组件 1 和 2 出口调节阀； F17-组件并联阀； F15-浓缩液取样阀； F16-浓缩液循环阀； P 一压力表； L 一玻璃转子流量计； Po 一液体输送泵 图 3.2-2 中空纤维超滤膜分离实验工艺流程图
5）开始实验： 关闭阀 1，4，将约 35L 料液加入槽 2，并取出 l00ml 原料液待测。 开阀 3 灌泵，按操作要求打开相应阀门： 单膜操作（以膜 1 为例）：开阀 7，14，16，阀 8，11， 17，9，10，15 关闭： 串联操作：开阀 8，17，14，16，阀 7，11，9，10，15 关闭。 并联操作：开阀 7，8，11，14，16，阀 17，9，10，15 关闭。（不建议采用） 流程确认后，通电，开泵，用出口阀门和泵频调节至流量和出口压力达到操作条件， 稳定运行 30min 后，收集透过液和浓缩液 l00ml，测量。改变条件用同样方法进行实验。 6）停止实验，放尽溶液，用槽 1 中水清洗 20min，方法同前，注意确保阀 3 关闭。 7）加保护液：如果两天以上不用设备，为了防止纤维膜被细菌“吞食”，从保护液槽 3 加入组成约 1％的甲醛水溶液，即开阀 10，7，8，11，14，16，阀 9 关闭，加约 350m1。之 后关闭阀 16，11，14，10，9，8，7 等，封闭系统，避免保护液损失。 8）分析原料液，透过液，浓缩液等的浓度： ●用比色法测量原料液，超滤液和浓缩液的浓度。 ●仪器：722 型分光光度计，使用前认真阅读说明书。 ●开启分光光度计电源，将测定波长置于 510mm 处，预热 20 分钟。 ●绘制标准曲线：准确称取在 60℃下干燥 4 小时的聚乙二醇 1.00g 溶于 1000ml 容量瓶 中，分别吸取聚乙二醇溶液 0.5，1.5，2.5，3.5，4.5ml 稀释于 100ml 容量瓶内配成浓度为 5， 15，25，35，45mg/L 的聚乙二醇标准溶液。再各取 50ml 加入 100ml 容量瓶中，分别加入 Dragendoff 试剂及醋酸缓冲液各 10ml，蒸馏水稀释至刻度，放置 15 分钟，于波长 510mm 下，用 1cm 比色池，在 722 型分光光度计上测定光密度，蒸馏水为空白。以聚乙二醇浓度 为横坐标，光密度为纵坐标作图，绘制出标准曲线。 ●取试样 50ml 置于 100ml 容量瓶内，用标准曲线操作相同的方法测试样光密度值，再 从标准曲线上查取浓度值。 9）清洗分光光度计，放在指定位置。 10）切断设备和仪表电源，并闭水阀。
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果及误差分析
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果及误差分析
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果是根据不同的实验条件和参数来确定的，实验结果应与所设定的目标相比较。
误差分析是评估实验结果的准确性和可靠性的过程。
在中空纤维超滤膜分离实验中，常见的实验结果包括膜分离效果、透水通量、截留率等。
例如对某种污水进行处理，可以通过测量入水和出水的污染物浓度来评估膜的分离效果，通过测量单位时间内通过膜的水量来计算透水通量，通过对截留率的计算来了解膜的分离性能。
误差分析是对实验结果的误差来源进行识别和分析的过程。
误差分析常见的方法包括误差源识别、误差类型分类和误差大小评估。
常见的误差来源包括仪器误差、操作误差和环境误差等。
通过合理的实验设计和数据处理方法，可以减小误差的影响，并提高实验结果的准确性。
需要注意的是，具体的实验结果和误差分析需要根据实验所用的中空纤维超滤膜、实验条件和参数来确定，因此无法提供具体的结果和误差分析，请您自行进行实验和数据分析。
化工专业实验：实验5-中空纤维超滤膜分离
中孔超滤膜分离实验设备说明一、用途膜分离技术是近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜的种类很多，中空纤维超滤膜是其中之一。
中空纤维膜分离广泛应用于双组分或多组分的溶质和溶剂的分离、分级、提纯和富集操作过程。
该过程的特点是：处理对象无相态变化，节能，分离效率高，设备简单，占地面积小，操作方便等。
本装置具有耐蚀性和耐用性，外观漂亮，整体性强，适用于本科生和研究生教学实验，也可作为研究人员进行研究的手段。
二、技术指标双组件结构，外压式流程。
组件技术指标：截留分子量：6000；膜材料：聚砜；流量范围：6~60L/h；操作压力：≤0.2Mpa；适用温度：5~30℃；膜面积：2M2；泵：不锈钢射流式自吸离心泵；膜组件可串、并联操作，流程为不锈钢材料制。
三、膜组件结构及工艺流程2、工艺流程图见图2四、操作方法1.按工艺流程图连接好管路。
2.在槽C1内放入清水。
3.检漏。
打开阀F4使泵充满液体，设备必须有良好的接地。
严禁水泵在无液体情况下运行。
以组件1为例，打开阀F7、F14、F16通电启动水泵。
视各接口有否漏液现象，若有漏，必须解决到不漏为止。
4.检查各液流是否畅通。
在一定流量和压力下运转数分钟，观察浓缩液和超滤液均有液体出现，说明组件正常。
5.系统清洗。
系统处理一定浓度的料液，停车后，用清水清洗系统。
方法是放掉系统存留的料液，接通清洗水系统，开泵运转10~15分钟，清洗污水经F17放入下水道。
停泵，并切断电源。
6.加保护液。
停泵，放净系统的清洗水，从保护液缸加入保护液，保护液的作用是防止纤维膜被细菌“吞食”。
保护液的组成约1%的甲醛水溶液，夏季气温高，停用两天之内可以不加，冬季停用五天之内可以不加，超过上述期限，必须有效的加入保护液。
下次操作前放出保护液，并保存，下次继续使用。
五、故障处理1.泵运转声音异常。
停泵检查电源电压是否正确，或泵内没有充满液体。
2.泵不运转。
检查电源符合要求否，有无线路故障。
3.流量不足。
中空纤维超滤膜的纺丝及性能测试
中空纤维超滤膜的纺丝及性能测试一、实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程；2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及主要工艺参数；3.掌握中空纤维膜主要渗透性能的测试方法。
二、实验原理中空纤维膜的制备方法有：湿法纺丝、干-湿法纺丝、熔融纺丝和干法纺丝。
本实验采用干－湿法纺丝。
在干-湿法纺丝中，中空纤维膜的凝胶化过程，将从纤维内侧和外侧同时发生，纺丝工艺参数对于膜的性能有很大影响。
干－湿纺丝过程见图1。
首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的纺丝液用计量泵输送至插入管式喷丝头，从环行缝隙中挤出，同时将芯液注入喷丝头插入管，经过一段空气浴后，喷出的纤维浸入凝固浴，在凝固浴中环形铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散，凝固浴中凝固剂向铸膜液细流扩散，皮层很快形成，随着双扩散的进一步进行细流内部的组成不断变化，当达到临界浓度时，中空纤维膜完全沉析出来，经过进一步的成形，最后将其卷绕在具有往复结构的绕丝机上，得到中空纤维膜。
主要的纺丝参数包括：泵供量、纺丝液温度、聚合物溶液的挤出速率、芯液流速、卷绕速度、空气间隙、及喷丝头规格等。
这些参数与成膜参数如聚合物溶液组成、凝固浴组成和温度等互相影响。
图2给出了三种喷丝头的横断面结构。
喷丝头的形式、规格对中空纤维膜的成形过程和中空纤维膜的结构、性能有很大影响。
图2 喷丝头断面结构示意图（a）插入管式；（b）插入柱式；（ｃ）异形喷丝板膜的性能通常包括物理化学性能和分离透过性能。
膜的物理化学性能主要包括承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。
膜的分离透过特性主要是指分离效率和渗透通量。
三、实验原料和设备1. 原料：聚砜或聚丙烯腈；聚乙二醇（2万相对分子质量）；二甲基乙酰胺；环氧树脂；三乙基四胺；丙三醇。
2. 计量泵规格为1.2 ml/r，喷丝头规格为插入管式，环形孔外径1.2mm，环形孔内径0.5mm。
中空纤维超滤膜实验报告
中空纤维超滤膜实验报告中空纤维超滤膜实验报告摘要：本实验旨在研究中空纤维超滤膜的过滤性能和应用前景。
通过实验测试，得出了中空纤维超滤膜在水处理领域的潜力，为其进一步应用提供了科学依据。
引言：中空纤维超滤膜是一种新型的膜分离技术，具有高效、节能、环保等优点，在水处理、饮用水净化、废水处理等领域具有广泛应用前景。
本实验通过对中空纤维超滤膜的实验测试，旨在探究其过滤性能以及可行性。
实验方法：1. 实验材料准备：准备中空纤维超滤膜样品、水样、溶液等。
2. 实验装置搭建：将中空纤维超滤膜样品装置于实验装置中，确保流体能够通过膜孔。
3. 实验参数设置：调整实验装置的操作参数，如压力、流速等。
4. 实验过程监测：通过实验仪器对实验过程进行监测，记录数据。
5. 数据处理与分析：对实验数据进行处理与分析，评估中空纤维超滤膜的过滤性能。
实验结果与分析：通过实验测试，我们得出了以下结论：1. 中空纤维超滤膜具有良好的过滤性能，能够有效去除水中的悬浮固体、胶体、微生物等。
2. 中空纤维超滤膜的过滤效率与操作参数有关，适当调整压力和流速可以提高过滤效果。
3. 中空纤维超滤膜的膜通量较高，能够满足大规模水处理需求。
4. 中空纤维超滤膜的耐污染性较好，能够长时间稳定运行。
应用前景：中空纤维超滤膜在水处理领域具有广泛的应用前景：1. 饮用水净化：中空纤维超滤膜能够有效去除水中的有害物质，提供安全健康的饮用水。
2. 工业废水处理：中空纤维超滤膜可以用于工业废水的处理，实现废水的回用和资源化利用。
3. 海水淡化：中空纤维超滤膜可以应用于海水淡化领域，解决淡水资源短缺问题。
4. 医药领域：中空纤维超滤膜可以用于药物的分离纯化和血液透析等医药应用。
总结：通过本实验，我们对中空纤维超滤膜的过滤性能和应用前景有了更深入的了解。
中空纤维超滤膜作为一种新型的膜分离技术，具有广泛的应用潜力。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，相信中空纤维超滤膜将在水处理领域发挥越来越重要的作用，为人类提供更清洁、健康的生活环境。
中空纤维超滤膜标准要点评述
中空纤维超滤膜标准要点评述
今年膜行业的国家抽检已经完成，在超滤膜组件中就有五家的产品不合格，包括上海一鸣、浙江开创、浙江净源、厦门鲲扬、山东恒沣。
超滤膜组件产品的检测包括产品的完整性、纯水通量、截留分子量、截留率、渗漏检验等项目。
那么，在检测这些指标中，检测标准是否有什么问题呢下面让我们直接看评述。
评述：
超滤膜的截留性能包括截留分子质量和截留率两项指标，是超滤膜最重要的分离性能指标。
截留率是指超滤膜截留特定溶质占溶液总特定溶质的比率，截留分子质量是指膜对某种特定溶质截留率达到90%以上时的最小分子质量。
它们是反映膜孔径大小和分布的替代参数，决定了超滤膜的分离性能。
我国超滤膜的3 项标准中，关于截留性能的测试，都采用标准HY/T050- 1999 的方法。
在该标准中，规定用于超滤膜截留性能的测量的基准物质为以下几种：聚乙二醇;细胞色素C;卵清蛋白;牛血清蛋白。
尽管目前已经有较多的基准物质应用于超滤膜截留性能的测试，但是这些化合物并不完全具备超滤膜截留性能检测用基准物质的特性，不能很好地满足准确测定超滤膜截留性能的要求。
主要存在如下问题：
①单一化合物分子质量分布不集中，凝胶色谱测试测得重均/数均分子质量比值>1.1，不适合用作基准物质;
②聚乙二醇、聚环氧乙烷及葡聚糖等化合物虽然具备纯度高、性质稳定、分子质量分布窄等优点，但是这类化合物的分子构型为线型且浓度随环境变化而变化，不能确切地表征超滤膜的截留性能，测出的截留率不可靠。
中空纤维超滤膜测试方法
中空纤维超滤膜测试方法首先，需要准备以下实验设备和试剂：中空纤维超滤膜、实验室超滤设备、透析袋、天平、滤液采样瓶、移液器、蒸馏水、溶液样品等。
步骤一：准备中空纤维超滤膜1.将中空纤维超滤膜从包装袋中取出，注意避免损坏膜片。
2.用蒸馏水冲洗膜片表面，清除表面可能存在的污染和杂质。
3.将膜片安装到实验室超滤设备中。
步骤二：设置实验条件1.根据实验要求，确定超滤设备的操作参数，例如操作压力、操作温度、搅拌速度等。
2.根据膜的特性，选择适当的操作参数。
例如，如果需要对溶剂进行浓缩处理，通常会选择较高的操作压力和较低的操作温度。
步骤三：样品处理1.准备待测试的溶液样品，可以是模拟溶液或真实样品。
确保样品的浓度和pH值处于合适的范围。
2.根据实验要求，将样品加入到超滤设备中。
3.启动超滤设备，开始超滤过程。
步骤四：采样与分析1.在超滤过程中，定时采样超滤液，可以采用滤液采样瓶或移液器进行采样。
确保采样的时点和采样量符合实验要求。
2.对采样液进行分析，可以使用适当的分析仪器或化学试剂进行分析。
例如，可以使用紫外吸收光谱仪、高效液相色谱仪等进行分析。
步骤五：数据处理与结果分析1.根据实验数据，计算出超滤膜的分离效果。
可以通过计算溶质的截留率、透过率等参数来评估膜的分离性能。
2.对实验结果进行分析，根据需要进行数据处理和统计。
总结：中空纤维超滤膜的测试方法主要包括准备膜片、设置实验条件、样品处理、采样与分析以及数据处理与结果分析。
通过该测试方法，可以评估中空纤维超滤膜的分离效果，为膜的应用和改进提供参考。
注意，在实际操作中应根据实验要求和具体的膜材料特性进行相应的调整和优化。
实验五 中空纤维超滤膜分离
实验五中空纤维超滤膜分离膜分离技术是近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质与溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。
膜分离法可用于液相和气相。
对于液相分离可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其它微粒的水溶液体系。
膜分离包括反渗透、超过滤、电渗析、微孔过滤等。
膜分离过程具有无相态变化、设备简单、分离效率高、占地面积小、操作方便、能耗少、适应性强等优点。
目前，在海水淡化、食品加工工业的浓缩分离、工业超纯水制备、工业废水处理等领域的应用越来越多。
超过滤是膜分离技术的一个重要分支，通过实验掌握这项技术具有重要的意义。
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；3、培养学生的实验操作技能。
二、分离机理通常，以压力差为推动力的液相膜分离方法有反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)等方法。
图1为各种渗透膜对不同物质的截留示意图。
对于超滤（UF）而言，一种被广泛用来形象地分析超滤膜分离机理的说法是“筛分”理论。
该理论认为，膜表面具有无数微孔，这些实际存在的孔径不同的孔眼象筛子一样，截留住了分子直径大于孔径的溶质和颗粒，从而达到分离的目的。
最简单的超滤器的工作原理，如图2所示，在一定的压力作用下，当含有高分子（A）和低分子（B）溶质的混合液流过被支撑的超滤膜表面时，溶剂（如水）和低分子溶质（如无机盐类）将透过超滤膜，作为透过液被收集起来，高分子溶质（如有机胶体）则被超滤膜截留而作为浓缩液被回收。
应当指出的是，若超滤完全用“筛分”的概念来解释，则会非常含糊。
在有些情况下，似乎孔径大小是物料分离的唯一支配因素，但对有些情况，超滤膜材料表面的化学特性起到决定性的截留作用。
如有些膜的孔径既比溶剂分子大，又比溶质分子小，本不应具有截留功能，但令人意外的是，它仍具有明显的分离效果。
中空纤维超滤膜测试方法
中空纤维超滤膜测试方法中空纤维超滤膜（Hollow Fiber Ultrafiltration Membrane）是一种常用于液体分离与净化的膜技术。
它的广泛应用于水处理、饮料工业、生物制药等领域，得益于其高效过滤和净化效果。
中空纤维超滤膜测试方法在保证其质量和性能的基础上，对其应用进行评估和优化，对于生产过程的改进和提升具有重要意义。
下面将介绍一种常用的中空纤维超滤膜测试方法。
首先，测试前需要准备样品和设备。
样品可以是待处理的水或其他液体，设备包括中空纤维超滤膜模块、泵、过滤储槽、收样瓶等。
其次，进行膜的分离性能测试。
将样品通过泵抽取，通过管道连接至中空纤维超滤膜模块，调节压力控制进入超滤膜管道的液体流动速度。
根据需要的处理量和分离效果，可以调节泵的抽取速度和压力控制阀的开关程度。
在膜模块的出水口设置收样瓶，收集通过膜的滤液进行分析。
分析过程中，可以测定滤液中悬浮物、微生物、溶解物质等指标，评估中空纤维超滤膜的过滤效果。
另外，进行膜的通量测试。
通量是指单位时间内通过膜的流体量，是评估中空纤维超滤膜性能的重要指标。
通量测试可以通过两种方法进行。
第一种方法是直接测量法。
在测试过程中，可以记录进入模块的流量和膜外的滤液流量，并计算流量的差值。
通过测量时间和膜的有效面积，可以得到单位时间内通过膜的流体量。
第二种方法是浓缩法。
通过在一定时间内，将待处理液连续地通过膜模块，累积浓缩液体的量。
根据浓缩前后液体的重量差异，以及浓缩时间和膜的有效面积，可以计算出单位时间内通过膜的流体量。
最后，对测试结果进行分析和评估。
根据膜的分离性能和通量测试结果，可以评估中空纤维超滤膜的过滤效果和处理效率。
根据不同的需求，可以对膜材料、工艺参数等方面进行优化，提高中空纤维超滤膜的性能和使用寿命。
总之，中空纤维超滤膜测试方法是评估和优化其性能的重要手段。
通过膜的分离性能和通量测试，可以评估中空纤维超滤膜的过滤效果和处理效率。
这些测试结果为生产过程的改进和提升提供了重要的指导意义，同时也为应用中空纤维超滤膜的领域提供了参考依据。
中空纤维实验报告
一、实验目的1. 了解中空纤维的结构、性能和制备方法；2. 掌握中空纤维膜分离技术的原理和应用；3. 通过实验验证中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中的效果。
二、实验原理中空纤维是一种具有细长管状空腔的纤维，其内外表面具有不同的化学性质，可用于微滤、超滤、透析等膜分离技术。
中空纤维膜分离技术是基于膜分离原理，通过膜的选择性透过性实现物质分离的一种方法。
在本实验中，利用中空纤维膜分离技术对纳米颗粒进行纯化。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 聚砜中空纤维膜（孔径100 kD）- 聚合物纳米颗粒溶液（8%，1200 mL）- 缓冲液- 离心管、移液器、烧杯等2. 实验仪器：- 中空纤维膜组件- 离心机- 酶标仪- 电子天平- 温度计四、实验步骤1. 准备实验材料：将聚砜中空纤维膜浸泡于水中，去除膜表面的杂质；将聚合物纳米颗粒溶液与缓冲液混合均匀。
2. 安装中空纤维膜组件：将中空纤维膜组件按照要求安装好，确保连接处密封良好。
3. 液体过滤：将聚合物纳米颗粒溶液加入中空纤维膜组件的进料端，调节进料流速，观察中空纤维膜分离效果。
4. 检测纯化效果：利用酶标仪检测过滤后的溶液中纳米颗粒的含量，与原溶液进行对比，评估中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中的效果。
5. 数据记录与分析：记录实验过程中各项参数，如进料流速、过滤时间、纳米颗粒含量等，对实验数据进行统计分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验发现，中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中具有较好的效果。
在进料流速为0.5 mL/min的情况下，过滤后的溶液中纳米颗粒含量明显降低，达到了纯化的目的。
2. 数据分析：根据实验数据，计算纳米颗粒的纯化效率，并与传统纯化方法进行比较。
结果表明，中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中具有较高的纯化效率，且操作简单、成本低。
六、实验结论1. 中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中具有较好的效果，可作为一种高效、便捷的纯化方法。
中空纤维超滤膜功能介绍以及完整性检测
中空纤维超滤膜功能介绍以及完整性检测1.膜分类滤膜法液体分离技术从分离精度上划分，一般可分为四类:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)，它们的过滤精度按照以上顺序越来越高。
微滤能截留0.1-1微米之间的颗粒。
微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过，但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。
微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。
超滤能截留0.002-0.1微米之间的大分子物质和蛋白质。
超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。
超滤膜的运行压力一般1-7bar。
纳滤能截留纳米级(0.001微米)的物质。
纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物的分子量约为200-800MW左右，截留溶解盐类的能力为20%-98%之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐，在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。
纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
反渗透是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。
反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。
反渗透膜的运行压力一般介于苦咸水的12bar到海水的70bar。
2.超滤膜的种类及应用特点超滤膜按结构来分主要用四种:板式膜，卷式膜，管式膜，中空纤维膜。
板式膜: 它是最早出现的膜，但因为难以保证膜表面适当的流速及复杂的密封问题，这类膜的应用非常有限。
前处理要求不严格;卷式膜: 以板式膜为起点发展起来的，因为卷式膜的格网带来死点及无法反洗，通常不适用于工业原水处理。
它们适用于高温、高压物料分离等，前处理要求也不严格。
膜法水处理实验——超滤膜通量测定
膜法水处理实验（一）——超滤膜通量测量一、实验目的（1）掌握中空纤维超滤膜通量测量的标准方法。
（2）理解中空纤维超滤膜过滤过程中的膜污染现象。
（3）掌握中空纤维膜组件运行过程跨膜压差的调控方法。
（4）根据Darcy定律计算中空纤维膜过滤阻力。
二、实验原理通量是指在一定流速、温度、压力下，单位时间、单位膜面积的液体（或气体）透过量，是衡量膜组件性能及运行状况的重要参数。
根据上述定义，膜通量可由式（1）计算（1）其中，F表示通量，m3/(m2?h)；Q表示液体（或气体）透过量，m3；A表示膜面积，m2；t表示收集透过液体（或气体）的时间，h。
对于液体，透过量通常通过直接测量一段时间内透过膜的液体体积或质量的方法获得。
在超滤进行的过程中，由于膜孔对水溶液中溶质或悬浮物的截留和吸附作用，以及溶质的浓差极化作用或凝胶层的形成，均会导致超滤过滤性能的下降，即在恒压操作下表现为膜通量的下降而在恒流操作下表现为跨膜压差的升高。
这就是所谓的膜污染现象，是膜过滤过程中不可避免的现象。
根据形成膜污染的原因，膜过滤阻力可表示为：（2）其中，Rt表示膜过滤过程的总阻力；Rm表示清洁膜的固有阻力；Rp表示浓差极化阻力；Rf（=Ref + Rif）表示污染阻力；Ref表示凝胶层阻力；Rif表示内部污染阻力；Rc（=Rp + Ref）表示沉淀阻力。
以Darcy定律为基础得出下列过滤通量的表达式：（3）其中，μ表示溶液的粘度，Pa?s，24 °C时纯水粘度μw=9.186×10-4 Pa?s。
J0表示新膜纯水通量，J1表示过滤原水的稳定通量，J2表示纯水冲洗后的纯水通量，J3表示刷洗后的纯水通量。
（4）（5）（6）（7）可得膜过滤过程中各部分阻力（8）（9）（10）（11）（12）由此可计算各部分阻力及其所占比例的大小，从而对膜污染机理有所认识。
图1 实验装置图三、实验装置与设备1、自制中空纤维膜过滤装置一套，含隔膜泵、压力表、流量计、膜组件支架等单元，如图1所示。
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实验九 中空纤维超滤膜分离能力测试
一. 实验目的
1. 掌握超滤膜的分离原理。
2. 了解超滤膜分离能力的评价指标。
3. 了解影响超滤膜分离能力的主要因素。
4. 熟练掌握分光光度计在定量分析中的应用。
二. 实验原理
膜分离技术是21世纪绿色和节能的高科技产业技术。
由于其独特的高效性、节能性、无污染、过程简单等特点，因而在石油化工、生物化学制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、食品环保领域得到广泛应用。
超滤是指溶剂小分子与分子量在500以上的溶质大分子借助于超滤膜进行的分离过程。
超滤膜是对不同分子量的物质进行选择性透过的膜材料，通常为高分子材料制成的多孔物质，它的分子量范围介于5,000~200,000之间，孔径范围介于0.02 ~ 0.03μm 之间。
超滤膜性能参数为截留相对分子质量。
将一定孔径范围（即截留相对分子质量）的超滤膜置于溶剂小分子和溶质大分子组成的溶液中，例如聚乙二醇的水溶液，以膜两侧的压力差为推动力，水分子可以透过超滤膜的孔转移到膜的另一侧，而聚乙二醇大分子则被截留下来（如图1）。
因此，膜两侧溶液的浓度发生了相对变化，溶质和溶剂得到了一定程度上的分离。
图2是由超滤膜材料卷成的管，制成类似于列管式换热器的中空纤维超滤膜组件。
料液在超滤膜管的外侧流动，超滤液被收集到管内，在超滤膜管外侧得到浓缩液。
超滤膜分离能力评价参数为对某一分子量的溶质的脱除率。
分别测定过滤前原料液中溶质浓度、过滤后滤出液中溶质浓度，按（1式）计算超滤膜对溶质的脱除率Ru 。
Ru 越大表示超滤组件分离效果越好。
010
100%C C Ru C -=⨯ （1） C 0——过滤前溶液中大分子溶质的浓度；C 1——为过滤后滤出液中大分子溶质的浓度。
影响膜的分离能力的主要因素可以总结为三个方面：膜的截留相对分子质量（截留分子量）、被分离的溶液的组成及溶质分子量大小、分离过程的操作条件（原料液流量、膜两侧压力差）。
本实验分别以聚砜4000和聚砜6000为中空纤维超滤膜组件，测定其对一定初始浓度的分子量为4000~10000聚乙二醇的水溶液的分离能力，测定流量及压力对聚乙二醇脱除率的影响。
图1 单根中空纤维过滤聚乙二醇的放大示意图
图2 中空纤维超滤膜组件
分离过程中，原料由泵从料液入口打入，在高压的作用下，透过液从中空纤维的中心流出，浓缩液从出口回到出料罐，再循环使用。
三. 实验仪器
中空超滤纤维膜分离实验装置如图3所示。
原料液由泵送出，经精滤器过滤除杂、转子流量计计量流量，然后进入中空纤维超滤膜组件。
通过控制各阀门的开启与关闭，可以实现两个超滤膜组件的串联、并联或单独操作。
浓缩液循环返回原料液储槽，透过液流入超滤液储槽。
图3 中空超滤纤维膜分离实验装置
1—超滤液储槽；2—原料液储槽；3—泵；4—转子流量计；5—精滤器；
6，7—中空纤维超滤膜组件；8—阀门；9—压力表
四. 实验步骤
1. 实验药品
聚乙二醇：MW4000~10000，500g；冰乙酸：化学纯，500ml；次硝酸铋：化学纯，500g；碘化钾：化学纯，500g；醋酸钠：化学纯，500g；蒸馏水；棕色容量瓶：100ml，二个；容量瓶：500ml，一个，1000ml，一个，100ml，十个；移液管：50ml，一支；量液管：10ml，一支；量筒：10ml，一支；工业滤纸若干。
2. 发色剂配制
（1）A液：准确称取1.600g次硝酸铋置于100ml容量瓶中，加冰乙酸20ml，全溶，蒸馏水稀释至刻度。
（2）B液：准确称取40.000g碘化钾置于100ml棕色容量瓶中，蒸馏水稀释至刻度。
（3）Dragendoff 试剂：量取A液、B液各5ml置于100ml棕色容量瓶中，加冰乙酸40ml，蒸馏水稀释至刻度。
有效期为半年。
（4）醋酸缓冲液的配制：量取0.2mol/L醋酸钠溶液590ml及0.2mol/L冰乙酸溶液410ml 置于1000ml容量瓶中，配制成pH4.8醋酸缓冲液。
3. 绘制标准曲线
准确称取在60℃下干燥4小时的聚乙二醇1.000g溶于1000ml容量瓶中，分别吸取聚乙二醇溶液1.0，3.0，5.0，7.0，9.0ml稀释于100ml容量瓶中配成浓度为10，30，50，70，
90mg/L的聚乙二醇标准溶液。
再各取50ml加入100ml容量瓶中，分别加入Dragendoff 试剂及醋酸缓冲液各10ml，蒸馏水稀释到刻度，放置15分钟，于波长510nm下，用1cm比色池，在722型分光光度计上测定光密度，以蒸馏水为透过液制备参比液。
以聚乙二醇浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作图，绘制出标准曲线，作为定量依据。
3. 实验步骤
（1）于溶液槽内加入约一定量浓度为30—70ml/L的聚乙二醇水溶液。
（2）系统运转。
在总阀关闭的情况下启动泵，然后根据需要打开总阀及相应阀门，在某一流量和压力下运转使仪器运转，此时超滤液和浓缩液均流回原料液槽，运转数分钟（一般为15~20分钟）后，取原料液样品约50ml 待分析。
（3）开始实验，按实验要求调节流量及相应压力，将超滤液导入超滤液储槽，并开始计时，运转20分钟时，取超滤液约50ml进行分析。
注意事项
在调节下一个参数之前，需要将超滤液储槽中液体倒回原料液储槽。
五. 数据处理
1. 实验数据记录
2. 实验数据处理
根据工作曲线计算原料液以及各滤出液浓度，计算截留率。
3. 通过做压力对聚乙二醇截留率的图形得出压力对截流率的影响结论。
六. 思考题
1. 影响膜分离的主要因素是什么？
2. 超滤膜的分离能力评价指标有哪些？
3. 压力对聚乙二醇截留率的影响如何，为什么？。