纳滤反渗透膜分离实验上课讲义
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反渗透系统操作说明书培训课件教材1反渗透系统操作说明书培训课件教材1一、引言反渗透系统是一种应用于水处理领域的膜分离技术,通过高压作用下,将水中溶质和溶解离子与水分离,从而使得水被净化。
反渗透系统在工业、农业和家庭中均有广泛应用,因此对于操作人员来说,了解反渗透系统的操作是非常重要的。
二、操作前的准备工作1.确认系统的工作原理和操作流程。
2.确保系统的设备和部件完好无损,无漏水现象。
3.确认系统的运行参数,如水量、压力等。
三、系统的启动与停止1.启动:a.打开系统进水阀,使得进水进入系统。
b.打开循环泵,使得水在系统内循环。
c.将系统的压力调整到设定值。
d.正常工作后,逐步增加产水量,直到达到设定值。
2.停止:a.关闭系统进水阀,停止供水。
b.关闭循环泵,停止水循环。
c.降低系统压力至零。
d.关闭系统排水阀,排尽系统内的水。
四、常见故障及解决方法1.滤芯堵塞:a.检查滤芯是否需要更换或清洗。
b.清洗滤芯,移除堵塞物。
c.更换滤芯,确保系统正常运行。
2.压力过高:a.检查进水阀门是否完全打开。
b.检查滤芯是否堵塞。
c.检查泵的运行状态,是否正常工作。
d.检查管道是否漏水或堵塞。
3.产水量不稳定:a.检查进水阀门的开启程度。
b.检查泵的运行状态,是否正常工作。
c.检查系统内部的漏水情况,并及时修复。
五、注意事项1.定期维护系统,进行滤芯的更换和清洗。
2.注意检查系统的运行参数,如压力、温度等。
3.如需停机维护时,请提前通知相关人员,并采取相应的安全措施。
4.不得擅自改变系统的工作参数,以免影响系统的正常运行。
5.对于有故障的系统,及时报告并采取措施进行修理。
六、总结反渗透系统的操作是一项重要的任务,正确地操作系统能够确保系统的高效运行并保证水处理的质量。
通过对系统的准备、启动、停止和常见故障的解决方法的了解,能够更好地应对各种情况,并及时修复系统故障,保证系统的稳定运行。
操作人员应根据该操作说明书进行培训,通过实践操作加深对系统操作的理解和熟悉度。
超滤、反渗透讲课内容死端/全流过滤(Dead-end):当超滤进水悬浮物、浊度和COD 值低,如洁净的地下水、山泉水以及较好预处理的海水等水质,或超滤前处理较严格,如有砂滤器、多介质过滤器等过滤,超滤可按照全流/死端过滤模式操作。
此过滤模式与传统过滤相仿,原水进入超滤膜件,100%经过超滤膜过滤后自滤过液侧产出。
被超滤膜截流的大分子颗粒物、胶体等杂质在超滤定时反冲洗、快冲和化学清洗过程中排出。
单通错流过滤(Single Pass):一般上当原水中悬浮物和胶体含量较低时可按单通错流过滤模式来操作。
原水以较低的错流流速进入膜件,浓水以一定比例从膜件另一头排出。
产水在膜件透过液侧产出,运行回收率通常是92-99%,这由原水中微粒的浓度来决定。
循环错流过滤(Recirculation):当原水中悬浮物含量较高及在大多数废水应用领域,就需要通过减少回收率来保持纤维内部较高的错流流速。
这样会造成大量的浓水排放。
为了避免浪费,排出的浓水就会被重新加压后回到膜件内,这就称为循环模式。
循环模式虽会降低膜件的回收率但整个系统的回收率仍旧可以很高。
在循环流程模式,进水连续不断地在膜表面循环。
循环水的高流速阻止了微粒在膜表面的堆积,并增强了膜的通量。
在相同的产水率下,此过滤模式的能耗会比死端过滤和单通错流模式要高。
这三类过滤模式操作中都需要定时的反洗和定期的化学清洗。
(1)反洗程序这是中空纤维超滤所特有的非常有效防止污染的手段。
其他型式的膜在反洗时会脱层或分解。
在此程序中加压的透过液从产水侧透过膜丝而进入原水侧的进/出口,水流方向与生产时相反,故称为反洗。
上下原水口可交错排液。
超滤产水水质的水可用于反洗。
由于由反洗水带进的悬浮物将会聚集在支撑结构内而随后再不断释放出颗粒,细菌及TOC 等,故原水不适合作反洗水。
(2)快冲程序快冲的主要目的是把反冲洗下来的大量污染物冲出膜件和系统,所以快冲程序一般伴随着反洗程序。
快冲过程中,产水口是关闭的,因此对一半的滤膜会同时有反洗的效果,这是由进出口压差造成。
反渗透(RO、纳滤、超滤基础知识
1分离膜与膜过程
膜分离
膜分离技术的基础是分离膜。
分离膜是具有选择透过性能的薄膜,某些分子(或微粒)可以透过薄膜,而其它的则被阻隔。
这种分离总是要依赖于不同的分子(或微粒)之间的某种区别,最简单的区别是尺寸,三维空间之中,什么都有大小巨细,而膜有孔径。
当然分子(或微粒)还有其它的特性差别可以利用,比如荷电性(正、负电),亲合性(亲油、亲水),深解性,等等。
按照阻留微粒的尺寸大小,液体分离膜技术有反渗透(亚纳米级)、纳滤(纳米级)、超滤(10纳米级)和微滤(微米和亚微米级),另外还有气体分离、渗透蒸发、电渗析、液膜技术、膜萃取、膜催化、膜蒸馏等膜分离过程。
表-1主要的膜分离过程。
纳滤反渗透膜分离实
验
化工原理实验报告学院:专业:班级:
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/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)。
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
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。
①
原料液浓度C0=0.6253*6.07-0.0195=3.776071*10-3(g/cm3)=0.026584561 kmol/m3
透过液浓度C P=0.6253*0.13-0.0195=0.061789*10-3(g/cm3)=0.000435011 kmol/m3
浓缩液浓度C R=0.6253*6.99-0.0195= 4.351347*10-3(g/cm3)= 0.030634659 kmol/m3
②
原料液浓度C0=0.6253*5.95-0.0195= 3.701035*10-3(g/cm3)
=0.026056287 kmol/m3
透过液浓度C P=0.6253*0.07-0.0195=0.024271*10-3(g/cm3)
=0.000170874 kmol/m3
浓缩液浓度C R=0.6253*7.26-0.0195= 4.520178*10-3(g/cm3)
=0.031823275 kmol/m3
(2)膜组件性能表征:
利用公式:
100R =
⨯0P
c -c %c 计算截留率R 。
式中, R -截流率;
c -原料液的浓度,kmol/m 3; P
c -透过液的浓度,kmol/m 3。
①截留率R 。
②截留率R 。
七、实验结果及讨论
经过对实验数据的处理,计算结果R o 为98%和99%,截留率较好,与理论值有一定差距,说明过滤膜有一定杂质堵塞。
实验较为成功,存在一定误差,误差分析:存在一定的操作误差,对低浓度取样后的仪器没有高浓度润洗,仪器显示实验数据不稳定进行读数,造成读数误差。
八、思考题
1.常用膜分离技术有哪些?其特点和用途各是什么?答:微滤,超滤,纳滤,反渗透。
微滤:特点:微滤利用微孔膜将滤液中大于膜孔径的微粒、细菌及悬浮物资等截留下来达到澄清的膜技术。
用途:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。
超滤:特点:以压力差为推动力,通过膜的筛分作用截留溶液中大于膜孔的大分子溶质。
用途:早期的工业超滤应用于废水和污水处理。
三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
纳滤:特点:用于从有机溶液中脱除氯化钠等单价无机盐离子,理论可截留摩尔质量大于200的有机溶质,使之与盐离子分离。
用途:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。
反渗透:特点:是利用膜两侧溶液中的盐溶质浓度不同所产生的渗透压,使低盐浓度侧的水渗透过膜,实现溶质的浓缩,饮用水的制备。
用途:由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓。