中空纤维超滤膜分离试验课件

实验步骤
（5） 打开阀门，然后开启电源，使泵正常运转。 （6）调节控制阀门，使膜组件进口压力为0.04MPa。 （7）启动泵稳定运转30min后，分别取透过液和浓缩液样 品，并分析样品中PVA的浓度。然后改变流量，重复进行 实验，共测定5个流量。实验完毕后即可停泵。 （8）清洗中空纤维超滤组件。待超滤组件中的表面活性 剂溶液放净之后，用自来水代替原料液，在较大流量下运 转20min左右，清洗超滤组件中残余表面活性剂溶液。
本实验采用中空纤维超滤膜分离聚乙烯醇(PVA)溶液。
实验装置
1 —储罐； 2，3，5，6，8，9，10，12，13， 14，18，19—阀门； 4—输液泵； 7—预过滤器； 11，17—膜组件； 15，16—压强表； 20，21－转子流量计； 22—接收器。
实验流程示意图
实验装置
实验步骤
1．准备工作
注意事项
3、分析方法：PVA浓度的测定方法是先用发色剂使PVA显 色，然后用分光光度计测定。
首先测定工作曲线，然后测定浓度。吸收波长为 690nm。具体操作步骤为：取定量中性或微酸性的PVA溶 液加入到50mL的容量瓶中，加入8mL发色剂，然后用蒸馏 水稀释至标线，摇匀并放置15min后，测定溶液吸光度，经 查标准工作曲线即可得到PVA溶液的浓度。 4、进行实验前必须将保护液从膜组件中放出，然后用自来 水认真清洗，除掉保护液；实验后，也必须用自来水认真 清洗膜组件，洗掉膜组件中的PVA，然后加入保护液。
◆ 在超滤膜分离过程中，膜的孔径大小和膜表面的化 学性质等对溶质的截留分别起着各自不同的作用。
实验原理
超滤膜多数为非对称膜，由一层极薄的(通常为0.1～ 1μm) 、 具 有 一 定 孔 径 的 表 皮 层 和 一 层 较 厚 的 ( 通 常 为 125μm)、具有海绵状或网状结构的多孔层组成。前者起到 筛分作用，后者起到支撑作用。
流量(L·h-1)
号
间
原料液 浓缩液 透过液 浓缩液 透过液
数据处理
2、数据处理 （1）表面活性剂截留率(R)：
R

原
料
液初始浓度 透过液 原料液初始浓度
浓
度
100%
（2） 透过液通量(J)：
J

渗透液体积 试验时间 膜面积(
L m2

h1
)
数据处理
（3）表面活性剂浓缩倍数(N)：
思考题
1、请简要说明超滤膜分离的基本机理。 2、超滤组件长期不用时，为何要加保护液？ 3、在实验中，如果操作压力过高会有什么后果？ 4、提高料液的温度对膜通量有什么影响？
实验目的
1、了解超滤膜分离的主要工艺参数。 2、了解液相膜分离技术的特点。 3、训练并掌握超滤膜分离的实验操作技术。
实验原理
超滤膜分离和反渗透、纳滤和微滤等膜分离方法一样， 是以压力差为推动力的分离过程。各种渗透膜对不同物质 的截留如图：
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实验原理
在一定的压力作用下，当含有高分子溶质(A)和低分子 溶质(B)的混合溶液流过被支撑起来的超滤膜表面时，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 物被收集起来；高分子溶质(如有机胶体)则被超滤膜截留而 浓缩回收。
浓 缩 液 中 表 面 活 性 剂 浓度 N 原料液中表面活性剂浓度
（4）在坐标上绘制R～流量、J～流量和N～流量的关系 曲线。
注意事项
1、泵启动之前一定要“灌泵”，即将泵体内充满液体。 2、样品取样方法：从表面活性剂料液储罐中用移液管吸 取5mL浓缩液配成100mL溶液；同时在透过液出口端和浓 缩 液 出 口 端 分 别 用 100mL 烧 杯 接 取 透 过 液 和 浓 缩 液 各 约 50mL，然后用移液管从烧杯中吸取透过液10mL、浓缩液 5mL分别配成100mL溶液。分别用751型紫外分光光度计 测定三个样品中PVA的浓度。烧杯中剩余的透过液和浓缩 液全部倒入表面活性剂料液储罐中，充分混匀后，随后进 行下一个流量实验。
（1） 配制1%～5%的甲醛溶液作为保护液。 （2） 配制1%的PVA溶液。 （3） 配制发色剂。发色剂为碘和硼酸的混合溶液，浓度 为碘0.003mol·L-1、硼酸0.32mol·L-1。 （4） 751型紫外分光光度计通电预热20min以上。 （5） 测定标准工作曲线。
实验步骤
2．实验步骤
（1）打开阀门8和10，将超滤组件中的保护液放净。 （2）为洗去中空纤维超滤组件中残余的保护液，用自来 水清洗膜组件2～3次，然后放净清洗液。 （3）检查实验系统阀门开关状态，使系统各部位的阀门 处于正常运转状态。 （4）将配制的PVA料液加入料液罐1，分析并记录表面活 性剂料液的初始浓度。
实验步骤
（9）加入保护液至中空纤维超滤组件的2/3高度。然后 密闭系统，避免保护液损失。 （10）将751型紫外分光光度计清洗干净，放在指定位置， 切断分光光度计的电源。
数据处理
1、 实验条件和数据记录如下：
压强(表压)：________ MPa；温度：________℃
实验序 起止时
浓度(mg·L-1)