反渗透膜分离制高纯水实验预习报告
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)、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。
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而阻留某些溶质,是一种分离、浓缩、提纯的有效手段。由于反渗透技术具有无相变、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,已广泛应用于海水、苦咸水淡化、工业污水处理、纯水和超纯水制备领域。高纯水主要在电子工业、医药工业以及实验室分析使用,按国标GBT1144611997规定,电子级水分为四级,既EWI、EWII、EWIII和EWIV其电阻率指标分别为18Mcm、15Mcm、12Mcm、05Mcm。反渗透是借助外加压力的作用使溶液中的溶剂透过半透膜而阻留某些溶质,反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单等特点。反渗透净水是以压力为推动力,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。其原理图如下:
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fb平衡a渗透C.反渗透
咸水
膜
纯水
咸水
膜
纯水
咸水
膜
纯水
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。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大于该溶液的渗透压N,可迫使渗透反响,实现反渗透过程。在高于渗透压的压力作用下,咸水中的化学位升高,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。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。
三、主要仪器设备与实验装置流程图主要仪器设备与实验装置流程图:主r