反渗透和纳滤的的工艺过程设计

超滤纳滤反渗透膜分离实验报告超滤纳滤反渗透膜分离实验报告一、实验目的本实验旨在通过超滤、纳滤和反渗透膜分离技术，掌握不同类型膜的特点和应用，了解分离技术在工业生产中的应用。

二、实验原理1. 超滤膜：利用超滤膜孔径的大小选择性地过滤大分子物质，从而实现对水溶液中高分子物质的去除。

2. 纳滤膜：利用纳滤膜对溶液中的小分子物质进行筛选，从而实现对水溶液中小分子物质的去除。

3. 反渗透膜：利用反渗透膜对水溶液进行筛选，从而实现去除水中杂质和盐类等离子体。

三、实验步骤1. 实验前准备：准备好所需材料和设备，包括超滤、纳滤和反渗透膜等。

2. 超滤实验：将高分子物质加入到水溶液中，在超滤装置中进行过滤。

根据孔径大小选择合适的超滤膜，将水溶液通过超滤膜进行过滤，筛选出高分子物质。

3. 纳滤实验：将小分子物质加入到水溶液中，在纳滤装置中进行过滤。

根据孔径大小选择合适的纳滤膜，将水溶液通过纳滤膜进行过滤，筛选出小分子物质。

4. 反渗透实验：将含有盐类等离子体的水溶液加入到反渗透装置中进行过滤。

根据反渗透膜的特性，通过高压力使得水分子穿过反渗透膜而去除杂质和盐类等离子体。

四、实验结果1. 超滤实验结果：经过超滤后，高分子物质被成功地筛选出来。

2. 纳滤实验结果：经过纳滤后，小分子物质被成功地筛选出来。

3. 反渗透实验结果：经过反渗透后，含有盐类等离子体的水溶液被成功地去除了杂质和盐类等离子体。

五、实验结论本次实验通过超滤、纳滤和反渗透技术对不同类型的膜进行了分离，成功地筛选出了高分子物质、小分子物质和去除了水中的杂质和盐类等离子体。

这些技术在工业生产中具有广泛的应用前景，可以提高产品纯度和品质。

六、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免对人体造成伤害。

2. 实验前要检查设备是否正常，避免设备故障影响实验进程。

3. 实验过程中要严格按照实验步骤进行操作，避免误操作导致实验失败。

4. 实验后要及时清洗设备和材料，保持干净卫生。

反渗透膜，纳滤膜，超滤膜原理及应用反渗透过程：反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂(通常是水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。

反渗透同NF 、UF 一样均属于压力驱动型膜分离技术，其操作压差一般为15～105MPa ，截留组分为(110X10—10m 小分子物质。

除此之外还可以从液体混合物中去处全部悬浮物、溶解物和胶体，例如从水溶液中将水分离出来以达到分离、纯化等目的。

一．反渗透基本原理1随着超低压反渗透膜的开发已可在小于1MPa 压力下进行部分脱盐适用于水的软化和选择性分离。

2．分离机反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关因此除与膜孔的大小、结构有关外还与膜的化学、物理性质有密切关系即与组分和膜之间的相互作用密切相关。

由此可见，反渗透分离过程中化学因素(膜及其表面特性起主导作用。

3．反渗透的应用反渗透技术的大规模应用主要是苦咸水和海水淡化此外被大量用于纯水制备及生活用水处理以及难于用其他方法分离混合物。

反渗透工业应用包括(1海水脱盐；(2饮用水生产(3纯水生产。

二．纳滤基本原理纳滤技术是反渗透膜过程为适应工业软化水的需求及降低成本的经济性不断发展的新膜品种，以适应在较低操作压力下运行，进而实现降低成本演变发展而来的。

我国于二十世纪90年代初期开始研制纳滤膜．与国外相比，我国纳滤技术整体上只能说是刚刚开始膜的研制、组器技术和应用开发等都刚起步。

1．纳滤过程：纳滤(NF是介于反渗透很超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术。

它具有两个特性：①对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有分离性能；②对于不同价态的阴离子存在Donnan 效应。

物料的荷电性．离子价数荷浓度对膜的分离效应有很大影响。

(道(Donnan模型一道南(Donnan效应Donnan 模型以Donnan 平衡为基础用来描述荷电膜的脱盐过程一般纳滤膜多为荷电膜，所以该模型更多用来描述纳滤过程要用于饮用水和工业用水的纯化，废水净化处理，工艺流体中有价值成分的浓缩等方面，其操作压差为05～2OMPa(或0345～1035MPa 截留分子量界限为200～1000(或200～500 ，分子大小为1nm 的溶解组分的分离。

纳滤膜厂家生产方法及流程2016/10/12 16:47:57 来源：中国建材网浏览量：157纳滤膜的表层较反渗透膜疏松得多，较超滤膜的表层又要致密得多。

因此，纳滤膜制膜关键是合理调节表层的疏松程度，以形成大量具有纳米级（10-9m）的表层孔。

目前，主要有以下四种制备方法。

一、转化法转化法又分为超滤膜转化法和反渗透膜转化法两种。

1.超滤膜转化法纳滤膜的表层较超滤膜致密，故可以调节制膜工艺条件先制得较小孔径的超滤膜，然后对该膜进行热处理、荷电化后处理使膜表面致密化，而得到具有纳米级表层孔的纳滤膜。

利用此法，高田耕一等人先制得小孔径的聚β-氯苯乙炔（PPCA）超滤膜，再对该膜热处理，最后用发烟硫酸磺化，制得PPCA纳滤膜。

该膜在0.4MPa压力下，对聚乙烯醇-1000的截留率高达94%，水通量为1.3m3/（m2·d）。

2.反渗透膜转化法纳滤膜的表层较反渗透膜疏松，可以在充分研究反渗透膜制膜工艺条件的基础上，调整合适的有利于膜表面疏松化的工艺条件，如铸膜液中添加剂的选择，各成分的比例及浓度等，使表层疏松化而制得纳滤膜。

LP-300低压膜就是在PA-300反渗透膜的基础上制备成功的，低压NS-300膜也是在此思路下制备成功的。

二、共混法将两种或两种以上的高聚物进行液相共混，在相转化成膜时，由于它们之间以及它们在铸膜液中溶剂与添加剂的相容性差异，影响膜表面网络孔、胶束聚集体孔及相分离孔的孔径大小及分布，通过合理调节铸膜液中各组分的相容性差异及研究工艺条件对相容性的影响，制备具有纳米级表层孔径的合金纳滤膜。

例如将来源广，价格低，成膜性能好，但化学、热稳定性差，易降解，压密性较差的醋酸纤维素（CA）与在乙酰化程度及分子链排列的规整性方面与CA有一定差异，但具有较好的机械强度，同时具有优异的生物降解性，热稳定性的三醋酸纤维素（CTA）共混，可制得性能优良的醋酸-三醋酸纤维素（CA-CTA）纳滤膜。

三、复合法复合法是目前用得最多也是最有效的制备纳滤膜的方法，也是生产商品化纳滤膜品种最多，产量最大的方法。

化工原理实验报告学院：专业：班级：式中， N —溶质浓缩倍数；R c －浓缩液的浓度，kmol/m 3；－透过液的浓度，kmol/m 3。

该值比较了浓缩液和透过液的分离程度，在某些以获取浓缩液为产品的膜分离过程中（如大分子提纯、生物酶浓缩等），是重要的表征参数。

三、实验装置本实验装置均为科研用膜，透过液通量和最大工作压力均低于工业现场实际使用情况，实验中不可将膜组件在超压状态下工作。

主要工艺参数如表1-1膜组件 膜材料 膜面积/m 2最大工作压力/Mpa纳滤（NF ） 芳香聚纤胺 0.4 0.7 反渗透(RO)芳香聚纤胺0.40.7表1-1膜分离装置主要工艺参数反渗透可分离分子量为100级别的离子，学生实验常取0.5％浓度的硫酸钠水溶液为料液，浓度分析采用电导率仪，即分别取各样品测取电导率值，然后比较相对数值即可（也可根据实验前做得的浓度－电导率值标准曲线获取浓度值）。

Pc图1-1膜分离流程示意图1－料液灌；2－低压泵；3－高压泵；4－预过滤器；5－预过滤液灌；6－配液灌；7－清液灌；8－浓液灌；9－清液流量计；10－浓液流量计；11－膜组件；12－压力表；13－排水阀四、实验步骤（1）用清水清洗管路，通电检测高低压泵，温度、压力仪表是否正常工作。

（2）在配料槽中配置实验所需料液，打开低压泵，料液经预过滤器进入预过滤液槽。

（3）低压预过滤5－10min后，开启高压泵，分别将清液、浓液转子流量计打到一定的开度，实验过程中可分别取样。

（4）若采用大流量物料（与实验量产有关），可在底部料槽中配好相应浓度料液。

（5）实验结束，可在配料槽中配置消毒液（常用1％甲醛，根据物料特性）打入各膜芯中。

（6）对于不同膜分离过程实验，可采用安装不同膜组件实现。

五、原始数据记录原始数据记录表实验条件电导率k（ms/cm）室温（℃）压力(MPa)原料液透过液浓缩液10.4 0.82 6.07 0.13 6.9910.4 0.8 5.95 0.07 7.26六、数据处理(1)料液浓度计算：常温常压下，电导率与溶液浓度关系曲线如图1所示：图1 电导率与溶液浓度关系曲线电导率与溶液浓度模型：C= 0.6253k - 0.0195式中k为电导率，单位ms/cm；C为溶液浓度，单位×10-3g/cm3。

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反渗透、超滤设计计算导则水通量、选泵、选膜参数陶氏，美国海德能设计参数1 反渗透和纳滤设计规范 (2)1.1 原始设计资料 (2)1.2 参数选择 (2)2 超滤设计规范 (7)2.1 设计原始资料 (7)2.2 参数选择.................................................................. 错误!未定义书签。

3 微滤设计规范 (13)3.1 微滤膜的应用范围 (13)3.2 常用微滤器的设计 (13)1 反渗透和纳滤设计规范反渗透和纳滤的设计流程是：首先根据水质类型、进出水指标选择膜的厂家、型号，然后在通过相应的膜计算软件进行模拟计算，得出最终的设计结果。

1.1 原始设计资料1.1.1 齐全的设计资料反渗透设计所需提供的原水参数：阳离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、Ba2+、Sr2+阴离子：CO32－、HCO3－、SO42－、Cl－、F－、NO3－、其它：水源类型、温度、pH、游离CO2、Fe、SiO2、溶解性总固体、电导率、浊度1.1.2 简单的设计资料当原水水质不全，做反渗透估算时需提供的原水参数：水源类型、溶解性总固体、电导率、水温、pH值1.2 参数选择1.2.1 膜型号的选择1. 各型号反渗透膜的适用范围2. 各型号纳滤膜的适用范围1.2.2 设计软件参数选择1. 设计水温：一般15℃2. 膜数量计算通常4”膜的设计产水量为250L/h ；8”寸膜的设计产水量为1000L/h单支膜设计产水量产水量膜数量＝3. 系统回收率系统回收率参照《反渗透水处理设备》GB/T 19249－2003设计，同时根据具体的设计调整➢ 小型设备（日产水量≤100m 3/d ，4m 3/h ）≥30％➢ 中型设备（日产水量≤100～1000m 3/d ，4～40m 3/h ）≥50％ ➢ 大型设备（日产水量≥1000m 3/d ，40m 3/h ）≥70％ 4. 水通量➢ Hydranautics➢ DOW➢KOCH1.2.3 工艺设计参数选取1. RO/NF系统设计预处理水量：＝反渗透/纳滤产水÷回收率高压泵：根据RO计算软件的设计结果选型，一级高压泵出口压力＝3年计算结果+0～1bar二级高压泵出口压力＝3年计算结果+1～2bar 膜数量及排列方式：根据RO计算软件进行模拟2. 清洗系统➢清洗泵的选择扬程＜5kg，3~4kg（30~40m）流量：按压力容器的个数选择，单支压力容器×并联的个数8英寸或8.5英寸压力容器，流量为133~151L/min（7~9t/h）6英寸压力容器，流量为57~76L/min（3~5t/h）4英寸压力容器，流量为34~38L/min（2t/h）➢清洗水箱的选择对于正常污染时，按下式计算，对于严重污染时，可将溶液体积加倍每根4"×40"膜元件配制2.2加仑（0.00836m3）溶液每根8"×40"膜元件配制8.7加仑（0.033m3）溶液➢清洗用保安过滤器通常采用孔径为5至10微米的过滤器以除去清洗出来的污垢。