组合膜分离实验室指导书

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组合膜分离法制备纯净水实验报告

组合膜分离法制备纯净水实验报告

组合膜分离法制备纯净水实验报告
纯净水是通过蒸馏法、反渗透法或离子交换膜法等方法制备而成的。

由于经济和技术上的原因,这些工艺很难获得无菌水,并且随着制水量的增加水的硬度也相应地增加了。

为了解决这一问题,科研人员利用人工合成的薄膜来进行超滤处理,从而达到饮用水的标准。

我们将以该种方式生产出的饮用水称之为“组合膜”饮用水。

首先要去除水中大部分的钙镁盐类,然后再对其他物质进行有效的截留。

所谓截流就是指使液体与固体微粒不能接触,即阻止它们混合的作用。

当两个微粒间存在着空隙时,则可以发挥截流作用;如果没有空隙,那么它们便会互相碰撞,最终形成更小的颗粒。

截流作用主要取决于液体表面张力的大小:液体表面张力越低,截流性能越好。

但是液体表面张力太低又容易造成溶液自动凝聚现象,影响传热速率。

所以,选择适宜的液体表面张力范围非常重要。

在此基础上,采用特殊设计的多层复合膜结构,具有良好的亲水疏油性及耐污染性,同时还兼顾了机械强度、化学稳定性、抗老化性、防紫外线辐射性等诸多优点。

另外,膜材料本身的微观结构也直接关系到膜的截流性能。

在实际操作中,必须根据被处理液体的浓度、温度、 pH 值、电导率、回收率等参数确定膜的孔径尺寸,保证膜元件在整个运行周期内始终维持较佳的截流状态。

在压力升高到5MPa 时,膜的截流性能才开始显著下降,这说明在膜的表面吸附了许多杂质,需要进行清洗。

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。

膜分离实验指导书

膜分离实验指导书

膜分离实验指导书中空纤维超滤膜分离聚乙二醇实验一.实验目的1.介绍超滤膜拆分的基本原理。

2.熟识超滤膜拆分的工艺流程,3.掌握中空纤维超滤膜分离的实验方法。

4.学会用分光光度计法测定水中聚乙二醇的含量。

二.实验原理约束条件器的工作原理如下:在一定的压力促进作用下,当所含高分子和高分子溶质的混合溶液通过被提振的超滤膜表面时,溶剂(例如水)和高分子溶质(例如无机盐类)将借由超滤膜,做为借由物被搜集出来;高分子溶质(例如有机胶体)则被超滤膜侵吞而做为浓缩液被废旧。

筛分理论被广为用以分析其拆分机理。

该理论指出,膜表面具备无数个微孔,这些实际存有的相同孔径的孔眼像是筛子一样,侵吞居住分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而达至拆分的目的。

应表示的就是,若约束条件全然用“筛分”的概念去表述,则可以非常模棱两可。

孔径大小并不是就是物料拆分的唯一支配因素,在有些情况下,超滤膜材料表面的化学特性起著了关键的侵吞促进作用。

例如有些膜的孔径既比溶剂分子小,又比溶质分子小,本不应当具备侵吞功能,但令人不幸的就是,它却仍具备显著的拆分效果。

由此可知,比较全面的表述就是:在超滤膜拆分过程中,膜的孔径大小和膜表面的化学性质等,将分别起至着相同的侵吞促进作用。

因此,无法直观地分析约束条件现象,孔结构就是关键因素,但不是唯一因素,另一关键因素就是膜表面的化学性质。

三.实验装置及仪器1、装置流程实验装置为天津大学基础化工实验中心生产的中空纤维超滤膜拆分装置。

1:压力表;2、3、4、5、8、9:阀门;6:原水流量;7、10:超滤膜;11:反洗水流量12、13、14、15、16、17、18:阀门;19:精滤器;20:过滤泵;21、22:阀门;23:反洗泵膜分离工艺流程图2、主要仪器:722n型可见分光光度计,用于测定聚乙二醇的吸光度。

3、其他仪器和试剂:仪器:分析天平,细天平,真空干燥箱,容量瓶,干燥器,移液管,吸量管,烧杯,量筒,秒表等。

膜分离装置实验讲义1

膜分离装置实验讲义1

膜分离实验实验讲义湖南城市学院化工实验教学中心一、实验目的1、 熟悉和了解膜分离原理;2、熟悉和了解膜污染及其清洗方法;3、熟习多通道管式无机陶瓷膜、膜组件的结构及基本流程;4、掌握表征膜分离性能参数(膜通量、截留率、粒径分离效率等)的测定方法;5、测定并讨论膜面流速、操作压差、料液性质等操作条件对膜分离性能的影响。

二、实验原理膜分离技术是利用半透膜作为选择分离层,允许某些组分透过而保留混合物中其它组分,从而达到分离目的的一大类新兴的高效分离技术,其分离推动力是膜两侧的压差、浓度差或电位差,适于对双组分或多组分液体或气体进行分离、分级、提纯或富集。

膜是两相之间的选择性屏障,选择性是膜或膜过程的固有特性。

常见的膜分离过程如图1所示,原料混合物通过膜后被分离成截留物(浓缩物)和透过物。

通常原料混合物、截留物及透过物为液体或气体,有时可在膜的透过物一侧加入一个清扫流体以帮助移除透过物。

半透膜可以是薄的无孔聚合物膜,也可以是多孔聚合物、陶瓷或金属材料的薄膜。

图1-1 膜分离过程示意图一、各类分离膜的功能比较微孔膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜的划分是以膜孔径为标准。

四类膜孔径及功能如下表所示。

项目 反渗透RO 纳滤NF 超滤UF 微滤MF 膜类型非对称膜非对称膜非对称膜对称膜 非对称膜整体厚度 150μm 150μm 150~250μm10~150μm薄膜厚度1μm1μm1μm膜原料混截留清扫透过孔径 <0.002μm<0.02μm0.01~0.2μm 0.2~10μm 截流组分HMWC ,LMWC 氯化纳 葡萄糖 氨基酸HMWC 小分子组分单糖、低聚糖 多价负离子蛋白质 多糖多聚糖 病毒 颗粒 粘土 细菌膜材质 醋酸纤维素 薄膜(CA)醋酸纤维素 薄膜(CA)陶瓷 聚醚砜(PeS)聚偏二氟乙烯(PVDF) 醋酸纤维素薄膜(CA) 陶瓷 聚丙烯(PP)聚偏二氟乙烯(PVDF)膜组件类型 卷式 板框式 管式卷式 板框式 管式卷式 板式 管式 中空纤维板式 管式 中空纤维操作压力bar 15~150 5~35 1~10<2二、卷式膜组件的结构 1.超滤膜超滤膜一般为非对称膜,超滤膜的活性分离层上有无数不规则的小孔,且孔径大小不一,很难确定其孔径,也很难用孔径去判断其分离能力,其孔径大致为m 0.20.01μ--。

膜分离设备使用说明书

膜分离设备使用说明书

膜分离设备使用说明书1. 概述膜分离设备是一种用于分离物质混合物的技术。

通过使用特定的膜材料,可以有效地分离出溶液中的固体颗粒、溶质、离子和其他物质,从而得到纯净的产物。

2. 设备安装与准备2.1 安装根据设备的尺寸和参数要求,选择合适的设备安装位置。

确保设备周围通风良好,并且有足够的空间进行操作和维护。

2.2 连接管路将进料管道与设备的进料口连接,确保连接紧固无泄漏。

同样地,将产物管道与设备的产物口连接,并确保连接处的密封性。

2.3 设备清洁在首次使用设备之前,确保设备内部干净无杂质。

使用适当的清洁剂和工具,清洁设备内部的膜和反应槽。

3. 操作步骤3.1 进料准备准备待处理的混合物溶液,并确保其符合设备的处理范围和规格要求。

根据物质的性质和处理要求,进行必要的前处理步骤,如过滤、调整溶液pH值等。

3.2 进料操作将准备好的混合物溶液通过进料管道注入设备的进料口。

控制进料的流速和压力,以确保膜分离过程的稳定进行。

3.3 分离过程通过设备内的膜材料,将溶液中的固体颗粒、溶质、离子等分离出来,使其通过膜材料的选择性透过性,而纯净的产物则被滞留在设备内部。

3.4 产物收集纯净的产物将通过产物管道收集出来,可根据需要进行进一步的处理或收集。

4. 维护与保养4.1 清洗在使用一段时间后,需要对设备进行清洗以去除膜表面的污垢和堵塞物。

使用适当的清洗剂和方法进行清洗,确保膜分离设备的正常运行。

4.2 更换膜材料根据设备使用寿命和膜材料的性能衰减情况,定期更换设备中的膜材料。

选择适当的膜材料,并按照正确的更换步骤进行操作。

4.3 检查设备定期检查设备的管路连接、膜材料状态和设备运行参数。

如发现异常情况或问题,及时采取必要的维修和调整措施。

5. 安全注意事项5.1 设备使用时,请遵循相关的安全操作规程和操作指南,确保人员和设备的安全。

5.2 使用膜分离设备时,请佩戴适当的个人防护装备,如手套、眼镜和防护服等。

5.3 避免设备长时间运行在过高的压力下,以免设备损坏或发生意外事故。

实验室膜分离设备操作说明书—杭州科膜

实验室膜分离设备操作说明书—杭州科膜

实验室膜分离设备操作说明书—杭州科膜————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:实验室膜分离装置操作说明书杭州科膜水处理工程有限公司前言感谢您选用杭州科膜水处理工程有限公司的实验室机型产品。

本手册适用于多功能卷式膜小试设备的安装和使用者,帮助使用人员对该装置进行正确的安装、使用和维护。

本手册所涉及到的各项操作严格针对于科膜公司所提供的多功能卷式膜小试设备,并不适用于非本公司生产的配件和其他由用户自己提供的设备.多功能卷式膜小试设备的主要组成部分包括高压柱塞泵、膜管、膜元件、料罐及其控制系统.特定型号和序列号的部件的使用请参考附录——技术参数表.尽管本手册已经充分考虑到了本系统各种可能发生的问题,但还是有可能发生一些并不为本手册所涵盖的情况,如果这样的情况又确实发生了,建议设备的使用者在尝试使用非本手册所提供的解决办法之前,先同科膜公司的技术服务部门联系.本手册所包含的信息是基于我们可靠的经验和科学的技术数据。

但设备的使用是由操作者按他们自己的方式进行的,由于使用条件不在科膜公司的控制范围内,所以我们并不能对不恰当地应用这些信息所获得的结果或所带来的破坏性负任何责任。

值得注意的是,这并不是允许您按自己的方式任意操作设备,也不是在建议您违反本公司所制定的操作规范。

Ⅰ、膜基础知识介绍一、错流过滤原理膜二、膜过滤精度等级通过浓缩膜发酵透过透过过三、膜微观结构Ⅱ、安全防范措施由科膜公司提供的多功能卷式膜小试设备,其设计和配套都是极严密的。

按照本手册的使用和维护说明,并在安全而无故障的情况下操作,完全能按您所需达到生产要求。

由于全套设备具有复杂的电气控制系统,加上系统所固有的一些特性,都得引起操作和服务人员的警惕。

下面是一些注意事项:一、膜的保存按照本手册说明,在未进行完全的冲洗过程之前请不要直接进行生产以免污染料液。

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。

化工单元操作任务五膜分离技术

化工单元操作任务五膜分离技术
第四十七页,共九十三页。
第四十八页,共九十三页。
• 4 超滤膜与膜材料
• (1)醋酸纤维素 这是研究最早的超滤膜,是利用 纤维素及其衍生物分子线性不容易弯曲的特点,来制 备反渗透和超滤膜。具有亲水性好、通量大、工艺简 单、成本低、无毒、操作范围窄、适用的pH范围窄 (3~6)、容易被生物将解等特点。
第十一页,共九十三页。
第十二页,共九十三页。
第十三页,共九十三页。
• (2)管式膜组件
• 管式膜组件是将膜固定在内径10~25mm,长约3m的圆管 状多孔支撑体上构成的,l0~20根管式膜并联(图 8.10a),或用管线串联,收纳在筒状容器内即构成管式 膜组件。管式膜组件的内径较大,结构简单,适合于处 理悬浮物含量较高的料液,分离操作完成后的清洗比较 容易。但是管式膜组件单位体积的过滤表面积(即比表 面积)在各种膜组件中最小。
中空纤维式 保留体积小,单位体积中 所含过滤面积较大,可以 逆洗,操作压力较低,动 力消耗较低
螺旋卷式 单位体积中所含过滤面积 大,换新膜容易
平板式 保留体积小,能耗介于管 式和螺面 积较小,压降大 料液需预处理,单 根纤维损坏时,需 调换整个膜件
料液需预处理,压 降大,溶液污染 死体积较大
第二页,共九十三页。
膜分离原理
第三页,共九十三页。
二、膜和膜组件
• 1.膜的分类
• 1)按膜的孔径大小分 微滤膜0.025~10µm;超 滤膜0.001~0.02µm;反渗透膜0.0001~0.001µm; 纳滤膜,平均直接2nm。
• 2)按膜结构分 对称性膜、对称膜、复合膜
• 3)按材料分 合成聚合物膜、无机材料膜等
• (4)聚酰胺类超滤膜 具体包括聚砜酰胺超滤膜、芳 香聚酰胺膜。其中聚砜酰胺超滤膜有耐高温、耐酸碱、 耐有机溶剂等特性。芳香酰胺膜具有高吸水性、良好的 机械强度、好的热稳定性、不耐氯离子和容易被污染等 特点。

薄膜分离实验报告

薄膜分离实验报告

一、实验目的1. 理解薄膜分离的基本原理和操作方法。

2. 掌握薄膜分离技术在分离混合物中的应用。

3. 分析薄膜分离实验的结果,并对实验现象进行解释。

二、实验原理薄膜分离是一种利用固体薄膜的选择透过性来分离混合物中不同组分的分离技术。

薄膜材料具有特定的孔径,使得混合物中的组分根据其分子大小、形状和性质等差异在薄膜表面发生选择性吸附、排斥或透过,从而实现分离。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:醋酸纤维薄膜、混合溶液(如:盐水、糖水、染料溶液等)、缓冲液、染料等。

2. 实验仪器:薄膜分离装置、电泳仪、紫外-可见分光光度计、烧杯、移液器、滴管、剪刀等。

四、实验步骤1. 将醋酸纤维薄膜剪成适当大小的条状,放入盛有缓冲液的烧杯中浸泡,使薄膜充分湿润。

2. 将混合溶液滴加到薄膜表面,使溶液均匀分布在薄膜上。

3. 将薄膜放置在薄膜分离装置中,确保薄膜表面与电极接触良好。

4. 打开电泳仪,调节电压至适当值,使混合溶液中的组分在薄膜表面发生分离。

5. 观察薄膜分离过程,记录分离效果。

6. 实验结束后,关闭电泳仪,取出薄膜,用剪刀将薄膜上的色带剪下。

7. 将色带放入烧杯中,加入适量溶剂,用紫外-可见分光光度计测定溶液的吸光度,计算各组分浓度。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示,混合溶液中的组分在薄膜表面发生分离,形成了不同颜色的色带。

2. 通过紫外-可见分光光度计测定,计算各组分浓度,得出以下结果:组分A:浓度C1组分B:浓度C2组分C:浓度C33. 分析实验现象:a. 组分A在薄膜上的迁移速度较快,说明其在薄膜中的吸附力较弱,分子大小适中,透过性较好。

b. 组分B在薄膜上的迁移速度较慢,说明其在薄膜中的吸附力较强,分子大小较大,透过性较差。

c. 组分C在薄膜上的迁移速度介于组分A和B之间,说明其在薄膜中的吸附力适中,分子大小适中,透过性适中。

六、实验讨论1. 实验过程中,薄膜分离效果受到多种因素的影响,如薄膜材料、溶液浓度、电压等。

膜分离实验装置说明书

膜分离实验装置说明书

膜分离中试实验装置一、前言本装置分离部分由六部分组成,分别是多介质过滤器、活性炭吸附器、精密过滤器、超滤膜组件、纳滤膜组件及反渗透膜组件。

本装置中,多介质过滤器、活性炭吸附器、精密过滤器、超滤膜组件作是整个系统的预处理单元。

预处理单元由增压泵为原水增压,增压泵由小型变频器控制,可方便地调节流量。

纳滤及反渗透系统由高压泵增压,装置设置了低压保护开关,可对高压泵进行保护。

装置的分析系统配备了在线检测电导率仪及测温仪表,可测定膜进水及纳滤、反渗透膜出水的电导率及水温,从而计算出膜的脱盐率。

系统的流量由转子流量计计量,系统压力由压力表测定。

装置配备了清洗系统,多介质过滤器、活性炭吸附器可进行反冲,超滤膜部分可进行反洗。

在需要时,也可用药液对超滤膜部分进行药洗。

本装置管路、阀门为ABS 材质,具有外形美观、耐腐蚀的特点。

适用于本科生和研究生教学实验,也可以作为研究人员的科学研究手段。

二、技术指标1、多介质过滤器:规格:Φ90×1000mm,外壳为ABS材质,过滤介质为不同粒度的石英砂;2、活性炭吸附器:规格:Φ90×1000mm,过滤介质为活性炭;3、精密过滤器:规格:Φ90×1000mm,外壳为ABS材质,滤芯为聚砜,过滤精度为5~10μm;4、中空纤维超滤膜: 膜组件为内压式膜组件,规格Φ90×1000mm,膜材料为聚丙烯腈,中空纤维膜外径Φ1.0-1.2mm,膜孔径在0.01-0.001μm,截留分子量6000--10万;5、美国海德能公司进口RO膜型号:ESPA2--4040,标准测试条件下,RO膜脱盐率≥99%,膜壳为耐压不锈钢膜壳;6、美国海德能公司进口NF膜型号:ESNA1--4040,标准测试条件下,NF膜脱盐率≥70%,膜壳为耐压不锈钢膜壳;7、增压泵:SZ037射流式自吸离心泵,流量最大3 m3/h,最大扬程35米;采用小型变频器对马达进行无级调速实现流量调节;8、高压泵:美国进口PROCON泵,型号104B330F;9、装置设置了清洗系统,可对多介质过滤器、活性碳吸附器进行反冲,也可对超滤膜进行反洗,还可对超滤膜进行化学清洗;10、在线电导率仪型号:CM-230面板式电导率仪。

集成膜分离实验报告(3篇)

集成膜分离实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解和掌握集成膜分离技术的原理和应用。

2. 通过实验操作,学习不同膜分离技术的集成方法。

3. 分析实验数据,评估集成膜分离技术的性能和效果。

二、实验原理集成膜分离技术是指将两种或多种膜分离技术相结合,以实现更高效的分离、提纯或浓缩过程。

常见的膜分离技术包括反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)等。

通过集成不同膜分离技术,可以优化分离效果,提高经济效益。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 水溶液:含有目标物质(如蛋白质、糖类等)的混合溶液。

- 水质标准样品:用于对比实验结果。

2. 实验仪器:- 膜分离装置:包括不同孔径的膜组件。

- 恒温水浴:用于控制实验温度。

- 离心泵:用于驱动溶液通过膜组件。

- pH计:用于测定溶液的pH值。

- 气相色谱仪:用于分析目标物质的含量。

四、实验步骤1. 准备实验材料:配制含有目标物质的混合溶液,并调节pH值至适宜范围。

2. 膜组件准备:根据实验需求选择合适的膜组件,并清洗干净。

3. 实验操作:- 第一步:进行单膜分离实验,记录不同膜组件的通量和截留率。

- 第二步:进行集成膜分离实验,将多个膜组件串联或并联,观察集成效果。

- 第三步:调整操作条件(如压力、温度、pH值等),优化集成膜分离效果。

4. 数据收集与处理:- 收集实验数据,包括通量、截留率、目标物质含量等。

- 利用气相色谱仪分析目标物质含量,并与水质标准样品进行对比。

五、实验结果与分析1. 单膜分离实验结果:- RO膜截留率:95%- NF膜截留率:90%- UF膜截留率:80%2. 集成膜分离实验结果:- RO-NF集成膜分离:截留率98%,目标物质含量降低至0.1mg/L以下。

- RO-UF集成膜分离:截留率97%,目标物质含量降低至0.2mg/L以下。

3. 操作条件优化:- 通过调整压力、温度、pH值等操作条件,发现RO-NF集成膜分离效果最佳,目标物质含量可降至0.1mg/L以下。

膜分离实验——精选推荐

膜分离实验——精选推荐

膜分离实验指导书一、 实验目的反渗透、纳滤膜分离技术是目前应用最广泛的水处理新技术之一,已经广泛应用于海水淡化、高纯水的生产、环境工程的废水处理等领域,具有广阔的应用前景。

本实验装置采用全不锈钢件、食品级UPVC 管、阀件制作,在反渗透、纳滤膜处理前增加了两级预处理,第一级为活性炭吸附过程,用于脱掉水中的有机物、氧化性物质;第二级为微滤装置,截留掉对反渗透膜有损害的固体颗粒状物质,使反渗透过程安全、可靠的运行。

反渗透可用于水中小分子盐类的脱除,纳滤能用于钙镁离子的滤除和部分脱盐,还可用于水溶液中不同分子量杂质的分离过程。

通过反渗透可以使水的电导率从降低至2~3μs/cm ,达到纯水的要求。

本实验装置水处理能力为1m 3/d 。

本实验对全院研究生、本科生开放。

通过本实验希望达到以下目的:(1)熟悉反渗透、纳滤的基本原理、反渗透和纳滤系统的结构及基本操作;(2)了解反渗透、纳滤操作的影响因素如温度、压力、流量等对脱盐效果的影响;(3)学会测定纯水渗透通量和纯水渗透系数;测定纯水渗透通量与操作压力的变化关系;测定盐(溶质)的脱除率与操作压力的变化关系。

二、实验原理反渗透、纳滤同微滤、超滤一样均属于压力驱动型膜分离技术。

反渗透是最精细的过程,因此又称“高滤”(hyperfiltration ),它是利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂而截留离子物质的性质,以膜两侧静压差为推动力,克服溶剂的渗透压,使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程, 反渗透过程的操作压差一般为1.0-10.0Mpa ,截留组分为(1-10)×10-10m 小分子溶质,水处理是反渗透用的最多的场合,包括水的脱盐、软化、除菌除杂等,此外其应用也扩展到化工、食品、制药、造纸工业中某些有机物和无机物的分离等。

纳滤是反渗透的特殊形式,又称疏松反渗透,过滤精度低于反渗透。

a. 渗透b.渗透平衡c.反渗透理解反渗透的操作原理必须从理解Van ’t Hoff 的渗透压定律开始。

膜分离设备运行实训指导书.

膜分离设备运行实训指导书.
(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。
(1)放出滤组件中的保护液。
(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内的渗透液体积,做好记录(共6次)。
《化工单元操作》实训指导书
实训项目名称
膜分离设备运行维护
学时
4学时
实训班级
课次
实训时间
实训目的
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。
实训步骤
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:

实验五-膜分离实验

实验五-膜分离实验

五、实验结果整理
1. 预处理系统实验结果
原水浊度: NTU,原水电导率: μS/cm。 μS/cm。 预处理出水浊度: NTU,预处理出水电导率:
2. 反渗透单元实验结果
序号 一 二 三 四 五
进水流量(L/h)
RO进水压力(MPa) RO出水(浓水)压力(MPa) 浓水流量(L/h) 淡水流量(L/h) 淡水电导率(μS/cm) 浓水电导率(μS/cm) 除盐率(%) 回收率(%)
反渗透系统进水水质要求
污染指数(SDI)值是反渗透系统进水的重要指标之
一。是检验处理系统出水是否达到反渗透进水要求的主要 手段。它的大小对反渗透运行寿命至关重要。在纯水系统, 特别是反渗透(RO)系统中,SDI被广泛用于预测水中胶 体以及颗粒物质对RO膜的堵塞速度。 由于水源的水质经常变化,所以常常需要每周或每月 进行SDI值的检测。
1. 一体化反渗透实验装置; 2. 浊度仪; 3. 电导率仪。
四、实验内容及参考步骤
1. 测定原水水质指标:浊度,电导率。 2. 开启预处理装置进水阀并运行一段时间(流量 30L/h ),
测预处理出水水质指标:浊度,电导率。
3. 开启反渗透装置进水泵,缓慢调节反渗透膜元件进水阀 和 浓 水阀使 其 流量达到指定值 QRO 进 水 =QRO 出 水 ( 浓 水 ) =30L/h,并运行 15min。观察 RO进水压力表和 RO浓水 压力表读数。
成不同的形式,称为膜组件( module)。膜组件有四种形
式:板框式、管式、卷式和中空纤维。
板 框 式 反 渗 透 装 置 结 构 图
管 式 反 渗 透 装 置 组 件 结 构 图
卷 式 反 渗 透 装 置 组 件 结 构 图
中 空 纤 维 式 组 件 结 构 图

练习_膜分离实验报告

练习_膜分离实验报告

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步骤;3. 分析实验结果,探讨膜分离技术在实际应用中的可行性。

二、实验原理膜分离技术是一种利用半透膜的选择透过性,对溶液中的组分进行分离、浓缩或提纯的方法。

根据膜孔径的大小,膜分离技术可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等。

本实验采用超滤膜进行实验,其孔径大小约为0.1-0.5微米。

实验过程中,溶液中的大分子物质被截留,而小分子物质则透过膜,从而达到分离的目的。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 模拟废水- 超滤膜- 滤瓶- 离心泵- 采样瓶- 实验试剂2. 实验仪器:- 超滤装置- 电子天平- pH计- 酒精灯- 恒温水浴锅- 移液管1. 准备实验材料:将模拟废水、超滤膜、滤瓶、离心泵、采样瓶等实验材料准备好。

2. 超滤膜预处理:将超滤膜浸泡在水中,用刷子轻轻刷洗,去除膜表面的杂质。

然后用蒸馏水冲洗干净,晾干备用。

3. 装配超滤装置:将滤瓶、离心泵、超滤膜等依次连接,确保连接处密封良好。

4. 实验操作:a. 将模拟废水通过离心泵泵入超滤装置,使废水在超滤膜表面形成压力差;b. 打开超滤装置,让废水通过超滤膜进行分离;c. 收集透过超滤膜的滤液,记录滤液体积。

5. 数据处理:a. 计算滤液浓度,分析超滤效果;b. 对比模拟废水和滤液,分析膜分离技术在废水处理中的应用前景。

五、实验结果与分析1. 实验结果:a. 滤液体积:根据实验记录,滤液体积为1000毫升;b. 滤液浓度:通过测定滤液中的污染物浓度,计算得出滤液浓度为50mg/L。

2. 结果分析:a. 超滤膜对模拟废水的处理效果较好,滤液体积较大,说明膜分离技术在废水处理中具有较高的可行性;b. 滤液浓度相对较低,说明膜分离技术可以有效去除废水中的污染物,具有良好的应用前景。

六、实验结论本实验通过膜分离技术对模拟废水进行处理,结果表明,膜分离技术在废水处理中具有较高的可行性。

在今后的实际应用中,可根据具体需求选择合适的膜分离技术,以实现废水的有效处理和资源化利用。

膜分离实验报告

膜分离实验报告

膜分离实验报告膜分离技术是一种将不同大小的物质分离的方法,通过膜的孔径大小和膜的特性来实现精确的分离。

本次实验使用两种不同类型的膜及两种不同物质进行分离,旨在探究膜分离技术的原理及应用。

实验材料与方法实验用的材料有:纳米膜(聚酰胺)和超滤膜(纳滤膜)、葡萄糖和葡萄糖酸钠。

实验的步骤如下:1. 将两种膜分别置于滤器中,并将两个滤器连接起来,形成一个膜分离系统;2. 将膜分离系统加入葡萄糖酸钠溶液,将膜分离系统浸泡5分钟,使膜饱和;3. 用注射器将葡萄糖溶液注入滤器中,并进行过滤;4. 收集滤液,称重并记录。

实验结果与分析|试验条件|膜类型|物质|滤液重量(g)||--------|------|----|--------------||试验1|纳米膜|葡萄糖|5.5||试验2|纳米膜|葡萄糖酸钠|5.5||试验3|超滤膜|葡萄糖|3.2||试验4|超滤膜|葡萄糖酸钠|6.8|由实验结果可知,纳米膜对葡萄糖酸钠和葡萄糖的分离效果相同,滤液重量相等;而超滤膜的分离效果则不尽相同。

在试验3中,超滤膜可以将葡萄糖分离出来,得到的滤液重量较小;在试验4中,超滤膜无法很好地分离出葡萄糖酸钠,留下更多的溶液。

这是因为超滤膜的孔径比纳米膜大一些,可以过滤掉纳米膜不能过滤掉的较大分子物质,例如葡萄糖酸钠;而纳米膜能够过滤掉大部分分子量较大的物质,但较小的葡萄糖分子则能够通过膜孔进入滤液中。

因此,超滤膜在分离物质时更有效。

结论本次实验的结果表明,膜分离技术可以有效地分离不同大小的物质,通过不同的膜类型可以实现不同的分离效果。

超滤膜可以分离掉大分子量的物质,而纳米膜则可以将分子较小的物质保留在滤液中。

膜分离技术在生物制药、污水处理、食品加工等领域有着广泛的应用和发展前景。

膜分离实验报告

膜分离实验报告

膜分离实验报告摘要:本实验通过膜分离技术,研究了溶液中目标物质的分离和浓缩过程。

实验中使用了超滤膜和纳滤膜进行溶液的分离,并通过测定溶液中溶质的浓度和膜通量来评估膜分离效果。

实验结果表明,膜分离技术具有高效、节能、环保等优点,可以广泛应用于化工、生物医药等领域。

引言:膜分离技术是一种通过膜的选择性渗透来实现溶质分离和浓缩的方法。

它基于膜的微孔、孔隙或分子筛效应,使溶质按照其分子大小、电荷、亲疏水性等特性在膜上发生渗透,从而实现溶质的分离和纯化。

与传统的分离方法相比,膜分离技术具有能耗低、操作简便、设备紧凑等优点,因此在化工、生物医药、环境工程等领域得到了广泛应用。

实验方法:1. 实验材料准备:超滤膜、纳滤膜、溶液样品、膜分离设备等。

2. 实验步骤:a. 将溶液样品注入膜分离设备中,设定操作参数。

b. 开始实验,观察溶液在膜上的渗透过程。

c. 测定溶液中目标物质的浓度,计算膜通量。

d. 分析实验结果,评估膜分离效果。

实验结果与讨论:本次实验使用了超滤膜和纳滤膜进行溶液的分离。

超滤膜是一种具有较大孔径的膜,适用于分离分子量较大的溶质,如蛋白质、胶体等。

纳滤膜则具有较小的孔径,可以分离分子量较小的溶质,如离子、小分子有机物等。

通过实验,我们研究了不同膜对溶液中目标物质的分离效果。

实验结果显示,超滤膜能够有效分离溶液中的大分子溶质。

在实验中,我们将含有蛋白质的溶液注入超滤膜中,通过控制操作参数,观察到蛋白质无法通过超滤膜,而溶液中的小分子溶质则能够通过膜的微孔渗透出来。

这表明超滤膜能够实现溶液中大分子溶质的有效分离。

而纳滤膜则可以分离溶液中的小分子溶质。

在实验中,我们将含有离子的溶液注入纳滤膜中,发现纳滤膜能够阻止离子的渗透,使溶液中的大分子溶质得以分离。

这说明纳滤膜能够实现溶液中小分子溶质的有效分离。

通过测定溶液中目标物质的浓度和膜通量,我们可以评估膜分离效果。

实验结果显示,膜分离技术能够实现高效的溶质分离和浓缩,且膜通量较大,具有较高的经济效益。

膜分离实验指导书

膜分离实验指导书

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。

微滤膜的孔径范围为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,其压差范围约为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。

共混薄膜的相分离

共混薄膜的相分离

四川理工学院毕业论文聚苯乙烯- 聚乙烯- 聚丁烯- 聚苯乙烯(SEBS118)/(SEBS89)共混薄膜相结构研究学生:杨东明学号:08031030319专业:精细化工班级:08级2班指导教师:陈永忠四川理工学院材料与化学工程学院二O一二年六月摘要近年来,大量的文献报道了对于聚合物共混的研究结果,这些研究分别从理论与唯像的角度讨论了聚合物共混的平衡热力学、相分离动力学和想结构形态学等。

高分子聚合物共混薄膜的相结构也在其中,也是高分子物理学科中的一个重要研究领域。

本文是以两相共混体系——聚苯乙烯- 聚乙烯- 聚丁烯- 聚苯乙烯(SEBS)的两种不同分子量SEBS(118)和SEBS(89)为共混为研究对象。

通过溶剂诱导薄膜的相分离,采用扫描探针显微镜观察了薄膜的微观相分离结构。

讨论了溶剂和处理时间对共混薄膜相结构的影响。

关键词:SEBS,共混,薄膜,相分离,相结构ABSTRACTIn recent years, the large body of literature has reported results for the study of polymer blends, these studies were from theory to discuss the phenomenological point of view of equilibrium thermodynamics of polymer blends, phase separation kinetics and want the morphology.The phase structure of high polymer blend thin films is also an important research areas in macromolecular physics. In this paper, the blends of SEBS(118) and SEBS(89)were as the research objectives. The phase separation of the thin films was induced by solvents, and the microstructures were observed by scanning probe microscopy (SPM). Also, the influences of solvents,treatment time of blends on the structures of blend thin films were discussed.Key words: SEBS; polymer blends; blend films; phase structure.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 共混聚合物形态发展研究 (1)1.2.1共混聚合物发展概述 (1)1.2.2加工流场中聚合物形态发展的实验研究 (2)1.2.3 微相分离基本概念 (5)1.2.4相结构分析相关实验方法 (5)1.3 嵌段共混体系概述 (6)2 实验 (8)2.1 实验原理 (8)2.2 仪器和药品 (8)2.3 实验方法 (9)2.3.1 清洗玻璃仪器,配置洗液 (9)2.3.2 溶剂的选择 (10)2.3.3 两种SEBS溶液配制 (10)2.3.4 SEBS(118)和SEBS(89)共混液配制 (11)2.3.5 制作实验样品膜 (11)2.3.6 样品测试 (11)3 结果与讨论 (12)3.1实验结果 (12)3.2 同处理时间,不同诱导溶剂的薄膜相结构分析。

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组合膜分离乳清废水实验目录:一.实验装置图二.装置性能及特点三.教学实验要求1.实验原理及目的2.实验内容及步骤3. 膜组件的清洗华东理工大学化学工程与工艺实验中心2004年12月一、实验装置图二、装置性能及特点主要设备:原料储槽:容积60升,材质ABS工程塑料;Y型预过滤器:材质工程塑料,进口;增压泵:型号 FLUID-O-TECH 1533,进口;压力控制器:型号 Fannio FNC-K20;2521型超滤、纳滤、反渗透膜组件:美国原装进口,性能如下表(1);膜壳:2521型不锈钢,进口;电导仪:型号 CM-230,在线检测仪;流量计:规格 10-100L/H和1-7L/M,面板式有机玻璃转子流量计;管道及阀门:进口UPVC;不锈钢电控柜及不锈钢支架。

表1 膜组件性能设备特点:本装置是中试型实验装置,可作为膜分离扩大工艺的实验设备,也可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,其组合膜过程可分离分子量为几十的离子物质到分子量几十万的蛋白质分子。

本装置设计紧凑,滞留量小,系统允许压力范围为0~1.6MPa,超过1.6Mpa时,为保护膜组件及设备,压力保护器会切断输液泵电流,实际操作时还应参考相应膜组件的操作压力范围。

三、教学实验及要求1.实验原理及目的现代膜技术起源于20世纪60年代,作为一门新型的分离、浓缩、提纯技术,发展十分迅速。

在膜分离过程中,由于膜具有选择透过性,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等),原料侧组分选择性地透过膜,实现双组分或多组分的溶质与溶剂的分离。

膜的透过性主要取决于膜材料的化学性质和分离膜的形态结构,因此,选用高选择性、高通量的膜和选择性能良好的膜组件是膜分离过程的关键。

通常,膜材料按来源形态和结构可分为天然膜和人工合成膜;有机膜和无机膜;对称膜、非对称膜;复合膜和多层复合膜等。

膜组件是一定面积的膜以某种形式组装成器件,常用的膜组件有管式、卷式、毛细管式、中空纤维和板框式。

膜分离技术具有高效节能、无相变、设计简单、操作方便等优点,特别是它可在常温下连续操作,对热敏性物质起保护作用,在食品加工、医药、生化技术领域有其独特的适用性。

我国是大豆生产大国,按年产8万吨大豆分离蛋白计算,每年废弃大豆乳清废水达400万吨,严重污染环境。

乳清废水中通常含有经济价值很高的可溶性蛋白和功能性大豆低聚糖,直接排放,导致了大量资源浪费。

本次实验,通过组合膜装置综合处理模拟乳清废水,浓缩、提取乳清蛋白和葡萄糖,实现水资源回复使用,对了解和熟悉膜分离技术具有重要意义。

1.1实验目的(1)学会独立设计实验方案,组织并实施;(2)掌握评价膜性能的方法,确定各膜组件分离的适宜操作条件;(3)掌握膜分离的基本原理及实验技能;1.2实验原理膜分离过程的基本特征: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。

超滤、纳滤和反渗透都是以压力差为推动力的液相膜分离方法,其三级组合膜过程可分离分子量几十万的蛋白质分子到分子量为几十的离子物质,图1是各种膜对不同物质的截留示意图。

A和B溶液浓缩B的溶液图1 膜的截留示意图超滤(Ultrafiltration,简称UF)一般认为超滤是筛孔分离过程,膜表面具有无数微孔,这些实际存在的孔眼像筛子一样,截留住了分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而达到分离目的。

膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素。

溶质被截留有三种方式:在膜表面机械截留(筛分)、在膜孔中停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内吸附(吸附)。

反渗透(Reverse Osmosis,简称RO)反渗透膜通常认为是表面致密的无孔膜,只能通过溶剂(通常是水)而截留绝大多数溶质,反渗透过程以膜两侧静压差为推动力,克服溶剂的渗透压,实现液体混合物分离。

反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关,还与膜的化学、物理性质有密切关系。

纳滤(Nanofiltration,简称NF)纳滤膜孔径范围在纳米级,截留分子量数百的物质,其分离性能介于反渗透和超滤之间,其传质机理为溶解-扩散方式,由于纳滤膜大多为荷电膜,其对无机盐的分离行为不仅受化学势梯度控制,同时也受电势梯度影响。

各膜分离过程主要差异如下表(1)。

膜分离性能的表示方法:膜性能包括膜的物化稳定性和膜的分离透过性。

膜的分离透过性主要指分离效率、渗透通量和通量衰减系数三方面,可通过实验测定。

①分离效率 对于溶液中蛋白质分子、糖、盐的脱除可用截留率R 表示,%1001⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=w p C C R (1)实际测定的是溶质的表观分离率,定义为,%1001⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=b p E C C R (2) ②渗透通量 通常用单位时间内通过单位膜面积的透过物量J W 表示,tS V J W ⨯=(3) ③通量衰减系数 膜的渗透通量由于过程的浓差极化、膜的压密以及膜孔堵塞等原因将随时间而衰减,可用下式表示,m t t J J ⨯=1 (4)膜分离实验中常采用原料的浓缩倍数表示膜分离效率,定义为bd C C N = (5) 式(1)、(2)、(5)中,c b 、c w 、c p 、c d 分别表示溶质的主体溶液浓度、高压侧膜与溶液的界面浓度、透过液浓度、浓缩液浓度。

式(3)中,V 是膜的透过液体积,S 是膜有效面积,t 是运行时间;J W 通常以mL/(cm 2·h)为单位。

式(4)中,J t 、J 1分别表示膜运转t 小时和1小时后的渗透通量,t 为运转时间。

式(5)中,N 是膜分离前后溶质的浓缩倍数。

超滤、纳滤、反渗透是压力驱动型膜,随着压力增大,膜渗透通量J 逐渐增加,截留率R 有所提高,但压力越大,膜污染及浓差极化现象越严重,膜渗透通量J 衰减加快。

超滤膜为有孔膜,通常用于分离大分子溶质、胶体、乳液,一般通量较高,溶质扩散系数低,受浓差极化的影响较大;反渗透膜是无孔膜,截留物质大多为盐类,因为通量低、传质系数大,在使用过程中受浓差极化影响较小;纳滤膜则介于两者之间。

由于压力增大,引起膜材质压密作用,膜清洗难度和操作能耗均加大。

因此,根据膜组件的分离性能,应确定适宜的操作压力。

温度也是影响膜分离性能的重要操作因素,随着温度升高,溶液扩散增强,膜的渗透速度增大,但受膜材质影响,膜的允许温度一般应低于45℃,在本实验中,不考虑温度因素。

膜污染的防治:膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜产生物化作用或机械作用,在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,从而产生膜通量下降、分离效率降低等不可逆变化。

对于膜污染,一旦料液与膜接触,膜污染即开始。

因此,膜分离实验前后,必须对膜进行彻底清洗,采用低压(≤0.2Mpa)、大通量清水清洗法;当膜通量大幅下降或膜进出口压差≥0.2Mpa,一般清洗不能有效减轻污染,应选用清洗剂或考虑更换膜。

大豆蛋白对膜污染比较严重,根据文献,用NaOH和蛋白酶清洗能有效减轻膜污染。

2实验内容及步骤实验内容:膜组件性能测定超滤配制2.5g/L大豆蛋白水溶液,在0~0.5MPa内调节操作压力,测定4~5个不同压力(膜进口压力)下截留率、渗透通量;在某一压力下,0-120分钟内测定4~5个不同时刻膜渗透通量;建立P~R、P~J、J~t关系曲线,确定超滤膜分离适宜的操作压力P1;纳滤配制5g/L葡萄糖溶液,在0~1.0MPa内调节操作压力,测定4~5个不同压力下纳滤膜的截留率、渗透通量,建立P~R、P~J关系曲线,确定纳滤膜分离适宜的操作压力P2;反渗透配制5g/L氯化钠溶液,在0~1.5MPa内调节操作压力,测定4~5个不同压力下反渗透膜的截留率、渗透通量,建立P~R、P~J关系曲线,确定反渗透分离时适宜的操作压力P3。

乳清废水浓缩分离配制乳清废水约50L(2.5g/L大豆蛋白,5g/L葡萄糖,5g/L氯化钠),加入储槽。

调节操作压力P1,通过超滤膜浓缩分离乳清废水,测定一级膜分离后大豆蛋白浓缩倍数,超滤透过液用于纳滤分离。

调节操作压力P2,通过纳滤膜分离浓缩葡萄糖,测定其浓缩倍数,纳滤透过液用于反渗透分离。

调节操作压力P3,通过反渗透脱盐,测定可回收的净水体积。

实验步骤:超滤反渗透纳滤乳清废水净水浓缩蛋白浓缩葡萄糖浓盐水组合膜分离工艺流程操作前准备1.对储槽内壁进行清洗,并对储槽下Y型过滤网进行清洗;2.在储槽内注入一定量的清水,清洗系统及膜组件保护液,时间为10分钟;3.膜组件首次使用,用低压清水(≦0.2MPa)清洗,时间为20~30分钟,去除其中的防腐液;4.待处理液需微过滤处理,去除机械杂质,防止损坏膜组件,若在储槽中配制原料液,务必保证溶液全溶,防止未溶颗粒损坏膜组件;操作步骤1.关闭系统排空阀,打开待用膜组件的料液进出口阀(其余膜组件阀关闭),打开泵回路阀①、浓液旁路阀②、浓液流量阀③、透过液阀④、浓缩液阀⑤;2.将待处理料液加入储槽;3.接通电源,开启输液增压泵;4.料液正常循环后(注意排气),逐步关闭泵回路阀①和浓液旁路阀②;5.逐步调节浓液流量阀③,在膜组件的允许范围内调节操作压力到所需值:(a) 若进行膜组件性能测定,为保证原料液浓度不变,关闭浓缩液出口阀⑤,使浓缩液返回储槽,同时用橡皮软管将透过液返回到储槽中;稳定操作5分钟后取样分析,取30ml透过液分析溶质浓度、记录透过液流量;取样后,继续调节浓液流量阀③,测定下一个操作压力时透过液浓度及流量,或者在该操作压力下测定下一个时刻透过液流量;(b) 若进行乳清废水浓缩分离,打开阀④、⑤,分别收集透过液和浓缩液,透过液用于下一级膜分离实验,浓缩液可作为产品,稳定操作后可取样分析,取30ml原料、30ml浓缩液分析溶质浓度,为防止增压泵空转,当储槽中液位极低时可停止实验。

6.关闭时,依次打开阀③、②、①,使系统压力小于0.2Mpa,关闭输液泵;7.打开系统排空阀,排出储槽、管路、膜组件内残余料液;8.关闭系统排空阀,按1~4操作步骤,用低压清水(≦0.2MPa)清洗储槽、管路及膜组件,直至浓缩液、透过液澄清透明为止,可采用分析手段监测膜组件出料口溶质含量接近于零;9.打开系统排空阀,排出储槽、管路、膜组件内清洗料液;10.重复上述1~9操作步骤,按照实验内容,进行实验。

注意及维护事项:1.本装置设置压力控制器,当系统压力大于1.6MPa时,会自动切断输液泵电流并停机;2.储槽内料液不要过少,同时保持储液槽内壁清洁,较长时间(10天以上)停用时,在组件中充入1%甲醛水溶液作为保护液,防止系统生菌,并保持膜组件的湿润(保护液主要用于膜组件内浓缩液侧);3.膜组件为耗材,液体处理后需进行清洗处理(包括纯水清洗、药剂清洗),当膜组件通量大幅降低时应考虑更换;4.待处理料液需预过滤,防止大颗粒机械杂质损坏输液泵或膜组件,膜组件进料最高自由氯浓度为0.1ppm;5.每种膜组件需单独使用,使用完毕后如需使用其他膜,必须将系统残余料液放空,并进行彻底清洗,以免料液干扰;6.增压泵启动时,请注意泵前管道需充满液体,以防损坏,如发生上述现象,请立即切断电源,短时间内空转,不一定会损坏泵。

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