反渗透法制备超纯水实验..docxVIP

化工专业实验实验名称反渗透法制备超纯水实验班级化21姓名张腾学号2012011864成绩实验时间 2014年12月17日同组成员苏剑晓张圣龙郭明钊1、实验内容操作压力对分离效率的影响：通过测定反渗透过程压差于渗透流速的关系，确定反渗透膜的渗透系数。反渗透过程的操作坊式队动力消耗的影响：测定一级、二级的例子脱除率和水回收率和动力消耗的关系，确定合适连方式和操作条件。2、实验原理渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐水中,黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。对透过的物质具有选择性的薄膜成为半透膜。一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜视为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。利用反渗透现象，可以通过加压的方式制备消除水中的杂质离子，得到超纯水。关于渗透和反渗透的示意图如图1：图1 渗透和反渗透的示意图3、实验装置和流程本实验采用“预处理+一级反渗透+二级反渗透”流程。通过预处理的原水能有效地保证RO膜组件长期正常工作。主要流程如图2：图2 实验装置流程示意图注：虚线表示实际操作中没有进行的流程，实线表示实验过程中实际进行的流程。4、实验记录表1 原始数据记录表原水电导（μS/cm）一级电导（μS/cm）一级入水压（kPa）一级出水压（kPa）一级产水压（kPa）回水流量（m3/h）产水流量（m3/h）107840.26.96.80.10.57048.68.50.10.65059.18.90.10.66039.89.60.10.680610.410.20.10.700211.311.10.10.770211.911.80.10.750312.612.40.10.760713.613.40.10.790114.414.20.10.810315.114.90.10.840815.815.50.10.850316.316.00.10.860816.716.50.10.870.595、实验结果及讨论5.1 数据处理查文献得到25℃下氯化钠溶液的浓度与其电导率之间的经验公式为：其中，C为水溶液浓度，mg/L；k为水溶液电导率，μS/cm。操作压差通过以下公式计算：脱盐率的计算公式为：Ci为原水中NaCl浓度，mg/L；C0为一级产水中NaCl浓度，mg/L。根据上式，经过计算得到结果如下：表2 实验数据处理结果原水浓度Ci/产水浓度C0/脱盐率Φ操作压差/Pa渗透通量J*10-4/475.4018.750.968567500.6389472.8017.000.972084500.8333468.4617.050.974089000.8611471.9316.500.978496000.9167458.9216.180.9715102000.9722467.1615.530.9720111001.0556463.2615.530.9724117501.1389458.9215.120.9722124001.1667455.8814.840.9727134001.3056452.8514.570.9723142001.3889454.1514.200.9714149001.4722457.6213.970.9720155501.5278453.2813.740.9711160501.5833456.3213.510.9699165001.6389根据渗透通量的计算表达式其中R是常数；T认为在实验过程中变化不大，可以认为是常数；原水浓度变化不大，一级水浓度相较原水浓度很小，所产生的变化对于差值变化不大，所以括号里的一项也可以认为是常数。故这一项可看作常数。根据公式对表2数据进行线性拟合，得到下图：图3 J-△P拟合图，因此，传质系数为作脱盐率与压强差关系图如下图4 脱盐率与压强差关系图从图中可以看出，随着操作压差增大，反渗透的驱动力也随之增大，使得更多的水分子透过半透膜到超纯水这一边来，脱盐率的总体趋势随之升高。总体上脱盐率出于一个较高的水平，说明