反渗透膜分离制高纯水实验报告

化工原理实验报告学院：专业：班级：可见，膜的孔径大小和膜表面的化学性质将分别起着不同的截留作用。

反渗透是一种依靠外界压力使溶剂从高浓度侧向低浓度侧渗透的膜分离过程，其基本机理为Sourirajan 在Gibbs 吸附方程基础上提出的优先吸附－毛细孔流动机理，而后又按此机理发展为定量的表面力－孔流动模型（详见教材）。

3．膜性能的表征一般而言，膜组件的性能可用截留率（R ）、透过液通量（J ）和溶质浓缩倍数（N ）来表示。

100R =⨯0P 0c －c％c （12—1） 式中， R －截流率；0c －原料液的浓度，kmol/m 3；P c －透过液的浓度，kmol/m 3。

对于不同溶质成分，在膜的正常工作压力和工作温度下，截留率不尽相同，因此这也是工业上选择膜组件的基本参数之一。

()2P V S tJ L m h =⋅⋅ (12—2)式中， J －透过液通量，L/(m 2⋅h)P V －透过液的体积，L ；S －膜面积，m 2；t －分离时间，h 。

其中，t V Q p=，即透过液的体积流量，在把透过液作为产品侧的某些膜分离过程中（如污水净化、海水淡化等），该值用来表征膜组件的工作能力。

一般膜组件出厂，均有纯水通量这个参数，即用日常自来水（显然钙离子、镁离子等成为溶质成分）通过膜组件而得出的透过液通量。

PRc c N =(12—3) 式中， N —溶质浓缩倍数；Rc －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1-1Pc膜组件膜材料膜面积/m2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0.4 0.7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）。

实验10 反渗透法制备超纯水实验化33 宋来武2003012004同组实验者：马静玉熊磊王硕指导教师：王保国1技术背景反渗透是自然渗透过程相反的膜分离过程，它是通过半透膜来完成的，在浓溶液一侧施加比自然渗透压更高的压力，迫使浓溶液中的溶剂反向透过膜，流过向稀溶液一侧，从而分离提纯。

渗透压属于溶液的性质之一，与膜材料无关。

与其他的膜相似，反渗透膜具有膜的一般特点，主要表现为：①膜分离过程不发生相变，分离系数较大，和其他方法相比能耗较低；②操作温度在室温左右；③分离装置简单，操作容易，控制及维修简单。

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2实验内容本实验采用“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说明：[1] 石英砂过滤作用：滤除较大的颗粒泥砂，悬浮物等各种机械杂质； [2] 活性碳过滤作用：将砂滤去除不掉的余氯及有机物截留； [3] 精密过滤和保安过滤：两者是完全相同的两套设备，但是安装在后者的过滤芯过滤精度大于前者，分别为1020m m μμ和；[4] 一级RO ：包括两个不锈钢压力容器，共装入两个反渗透组件；浓水一部分经浓水调节阀排放，一部分经计量计单向阀疏导主机入口，重新进行处理（即回流）。

实验过程主要完成以下内容：（1）操作压力对分离效率的影响：通过测定反渗透过程压差与渗透流速的关系，确定反渗透膜的渗透系数。

（2）反渗透过程的操作方式对动力消耗的影响：测定一级、二级的离子脱除率和水回收率与动力消耗的关系，确定合适级联方式和操作条件。

3实验结果及数据处理1.实验数据表1 一级实验原始数据表2 二级实验原始数据2.实验数据处理（1）反渗透膜渗透系数的确定在本实验中，可认为反渗透过程压差和渗透流速的关系为：01()Q K A P =⋅⋅∆-∏+∏，其中，P ∆为操作压差，0∏为原水的渗透压，1∏为透过水的渗透压。

膜分离实验报告一、实验目的1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。

2.掌握RO、NF的适用范围和对象。

二、实验原理1.反渗透（RO）反渗透膜的孔径在0.1-1nm之间。

反渗透技术是利用高压液体的高压作用，克服渗透膜的渗透压，使溶液中水分子逆方向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端，从而达到去除溶液中大部分离子的目的。

为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞RO膜，往往采用动态的方法来进行反渗透，即在进行反渗透的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持反渗透膜表面始终具有良好的通透性。

因此，反渗透设备的出水有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。

溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和实验采用NaCl、MgSO4“浓水”的电导率变化，表示反渗透膜的处理效果。

图1 反渗透（RO）示意图2.纳滤（NF）纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间。

纳滤技术是从反渗透中派生出来的一种膜分离技术，是超低压反渗透技术的延续和发展分支。

一般认为，纳滤膜存在纳米级的细孔，可以截留95%的最小分子约为1nm的物质。

纳滤膜的特点在于：较低的渗透压和较高的膜通透性，因此，可以节能；通过纳滤膜的渗透作用，可以去除多价的离子，保留部分低价的对人体有益的矿物离子。

为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞NF膜，同样采用动态的方法来进行纳滤，即在进行纳滤的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持纳滤膜表面始终具有良好的通透性。

因此，纳滤设备的出水也有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。

实验采用NaCl、MgSO溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和4“浓水”的电导率变化，表示纳滤膜的处理效果。

同时将纳滤和反渗透对一价和二价离子的截留效果进行比较，可以知道纳滤膜出水中保留了比反渗透出水中更多的有益矿物离子。

三、实验流程与设备整套膜分离装置的四个单元共同安装在一个支架上，由微滤单元和反渗透单元组成设备的1/2，超滤单元和纳滤单元组成设备另外的1/2。

反渗透水处理工作总结
反渗透水处理是一种重要的水处理技术，它通过高压驱动水通过半透膜，将水
中的溶解性固体、有机物质、微生物和微粒等去除，从而得到高纯度的水。

在工业、农业和生活中，反渗透水处理技术被广泛应用，为人们提供了清洁、安全的用水。

在反渗透水处理工作中，首先需要进行水质分析，了解原水的水质情况，确定
反渗透处理的工艺参数。

然后进行预处理，包括过滤、软化、除氯等工序，以保证反渗透膜的正常运行。

接下来是反渗透膜的运行，通过高压泵将原水送入反渗透膜系统，将纯净水和浓缩水分离，最终得到高纯度的水。

在实际工作中，反渗透水处理需要注意以下几点。

首先是设备维护，定期对反
渗透膜进行清洗和更换，以保证系统的正常运行。

其次是操作技术，操作人员需要熟练掌握反渗透水处理设备的操作技巧，确保系统的稳定运行。

最后是水质监测，对处理后的水质进行监测，确保处理效果符合要求。

总的来说，反渗透水处理工作需要综合运用化学、物理、生物等知识，对水质
进行全面处理，为人们提供高品质的水资源。

在未来，随着科技的不断发展，反渗透水处理技术将会更加完善，为人们的生活和生产带来更多的便利和保障。

实验10 反渗透法制备超纯水实验实验人：韦冰心 2005011835 同组人：聂晶琦 张吉松 夏凌风 实验日期：2008年12月15日 实验地点：工物馆1021. 实验目的1） 学习和掌握反渗透膜分离基本原理，了解主要设备构成、操作方法，学习过程耦合中的处理准则。

2） 学习化工过程的级联原理与流程设计的基本方法。

3） 学习化工集成技术的基本原理：几种技术进行有效交叉与组合，可以达到各取所长、发挥优势、完成高度纯化与分离目标。

2. 实验原理将一张人工合成的半透膜固定在容器中，半透膜的一侧加入纯水，另一侧加入盐水，会发现纯水自动向盐水一侧渗透，盐水侧的页面逐渐升高到某个平衡位置，此时的两个液面差形成的压差称作渗透压。

当盐水侧施加压力大于溶液的渗透压时，会发现盐水溶液中的水分子透过半透膜向纯水侧渗透，而盐水中的各种离子被截留。

利用这种现象可以脱出溶液中的各种离子，进行水的净化。

人工合成的半透膜并不能100%截留离子，总是在一定的分离效率下工作，通过多级分离才能够完成这项任务。

图1 渗透和反渗透的示意图本实验采用北京地区自来水作为原水，其基本物理化学指标如下： 矿化度：200~500mg/L总硬度：1.5~3mmol/L pH=7.0~8.0要求经过两级反渗透处理后，水质达到以下指标： 电导率小于10 /(25)s cm C μ︒，pH=6.6~7.4，COD<0.53. 实验流程本实验采用“预处理+一级反渗透+二级反渗透”流程。

预处理为石英砂过滤+活性炭过滤+精密过滤器+保安过滤器。

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：图2 反渗透实验装置流程图系统流程说明：石英砂过滤作用：滤除较大的颗粒泥砂，悬浮物等各种机械杂质； 活性碳过滤作用：将砂滤去除不掉的余氯及有机物截留；精密过滤和保安过滤：两者是完全相同的两套设备，但是安装在后者的过滤芯过滤精度大于前者，分别为1020m m μμ和；一级RO ：包括两个不锈钢压力容器，共装入两个反渗透组件；浓水一部分经浓水调节阀排放，一部分经计量计单向阀疏导主机入口，重新进行处理（即回流）。

食品专业反渗透膜实验报告工作原理反渗透是最精密的膜法液体分离技术，在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力离加于浓溶液侧时水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部分通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水;反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，反渗透复合膜脱盐率一般大于98%，它们广泛用于工业纯水及电子超纯水制备，饮用纯净水生产，锅炉给水等过程，在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降低操作用水和废水的排放量。

反渗透作用渗透是过滤精度最高的膜分离技术。

过滤精度达到0.0001um。

过滤了自来水中的所有物质，没有矿物质和微量元素，这种水是可以直接饮用的。

水中的杂质如可溶性固体、有机物、胶体物质及细菌等则被反渗透膜截留，在截流液中浓缩并被去除。

一级反渗透可去除原水中97%以上的溶解性固体。

反渗透膜工作原理是将纯水与含有溶质的溶液用一种只能通过水的半透膜隔开，此时，纯水侧的水就自发的透过半透膜，进入溶液一侧，溶液侧的水面升高，这种现象就是渗透。

当液面升高至一定高度时，膜两侧压力达到平衡，溶液侧的液面不再升高，这时，膜两侧有一个压力差，称为渗透压。

如果给溶液侧加上一个大于渗透压的压力，溶液中的水分子就会被挤压到纯水一侧，这个过程正好与渗透相反，我们称之为反渗透。

我们可以从反渗透的过程看到，由于压力的作用，溶液中的水分子进入纯水中，纯水量增加，而溶液本身被浓缩。

反渗透除盐原理，就是施以比自然渗透压更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，从而达到除去水中盐分的目的。

这就是反渗透膜除盐原理。

工艺原理反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，其孔径大约在5～10A。

它已广泛用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术可将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。

“反渗透膜分离制高纯水实验”实验报告化工专业实验报告“反渗透膜分离制高纯水实验”实验报告学生姓名：班级：工艺一班学号：实验组号：同组姓名：实验时间： 2011年10月26撰写实验报告时间：2011年 11月 11日1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。

2 实验原理反渗透膜通常认为是表面致密的无孔膜，可截留1-10?小分子物质，反渗透膜能截留水体中绝大多数的溶质。

反渗透净水就是以压力为推动力，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。

其原理如图1。

图1 反渗透与渗透现象如图（a）所示，用半透膜将纯水与咸水分开，则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，此所谓渗透过程。

如图(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，此为指定温度下溶液的渗透压N。

如图(c)所示，当咸水一侧施加的压力P大于该溶液的渗透压N，可迫使渗透反向，实现反渗透过程。

此时,在高于渗透压的压力作用下，咸水中水的化学位升高,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。

通常，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。

根据膜分离原理，温度、操作压力、给水水质、给水流量等因素将影响膜的分离性能。

3实验装置与设备3.1 实验流程本装置采用反渗透膜过滤与离子交换技术相结合，以城市自来水为原料，制备超纯水供实验室特殊分析使用，出水水质可自动检测，装置操作简单，稳定性好，具有很高的实用价值。

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1.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。

2.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 ） 1078 40.2 6.9 6.8 0.1 0.57 0.23 1072 36.4 8.6 8.5 0.1 0.65 0.30 1062 36.5 9.1 8.9 0.1 0.66 0.31 1070 35.3 9.8 9.6 0.1 0.68 0.33 1040 34.6 10.4 10.2 0.1 0.70 0.35 1059 33.2 11.3 11.1 0.1 0.77 0.38 1050 33.2 11.9 11.8 0.1 0.75 0.41 1040 32.3 12.6 12.4 0.1 0.76 0.42 1033 31.7 13.6 13.4 0.1 0.79 0.47 1026 31.1 14.4 14.2 0.1 0.81 0.50 1029 30.3 15.1 14.9 0.1 0.84 0.53 1037 29.8 15.8 15.5 0.1 0.85 0.55 1027 29.3 16.3 16.0 0.1 0.86 0.57 1034 28.8 16.7 16.5 0.1 0.87 0.595、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：exp(0.983ln 0.7)C k =-其中，C 为水溶液浓度，mg/L ；k 为水溶液电导率，µS/cm 。