膜法水处理实验（一）超滤膜纯水通量测量
一、实验目的
（1）掌握中空纤维超滤膜纯水通量测量的标准方法。（2）掌握中空纤维膜组件运行过程跨膜压差的调控方法。（3）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
Q（1）At其中，J表示通量，m3m2h；Q表示液体（或气体）透过量，m3；A表示膜面J
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：
RtRmRpRfRmRpRefRifRmRcRif
（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（RefRif）表示污染阻力；Ref表示凝胶层阻力；Rif表示内部污染阻力；Rc（RpRef）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：
J
PPRtRmRpRefRif
（3）
其中，μ表示溶液的粘度，Pas，24°C时纯水粘度μw9186×104Pas。J0表示新膜纯水通量。
J0PwRm
（4）
由公式（4）可计算过滤膜自身阻力。
1
f调压阀浓缩液透过液
流量计
调节阀
内压超滤膜组件
水
罐泵压力表
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。2、中空纤维膜组件，内含直径为012cm、有效长度为25cm的PVC材质中空纤维膜53根，截留分子量约为10kDa。使用前膜组件浸泡在去离子水中。3、百分之一电子天平。4、秒表。5、1L烧杯。6、去离子水2L。
四、实验步骤
1、用去离子水清洗中空纤维膜组件，并将其安装至实验装上。2、熟悉实验装，连接管路，将调压阀、产水流量计阀门调至全开状态。将去离子水倒入水槽中，打开隔膜泵，膜组件在内压条件下运行。3、逐步降低产水流量计阀门开度，将产水流量调至20mlmi
，观察压力表读数变化，并逐渐排空膜组件r