实验9反渗透实验

实验10反渗透法制备超纯水实验1.技术背景与实验目的反渗透是与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，流向稀溶液一侧，进而分离提纯。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。此外，反渗透膜还有它所独有的特点。现代高技术产业的发展对化学制品提出了越来越高的纯度要求，例如，超大规模集成电路以及宇宙航空用设备的制造过程，对所使用溶剂的纯度要求十分苛刻。水作为无毒、无害的“绿色”溶剂，成为这些工业的首选溶剂之一。然而，地球上所存在的天然水全部混有微量杂质，如Ca2+,Mg2+,Na+等离子和某些有机杂质，甚至少量微生物，如菌类、病毒等，不能满足高技术产业的要求。近年来，人们根据各种不同场合需求，开发了几种纯水制造系统，其中电渗析-反渗透膜分离-离子交换联合流程，能够生产电导率达兆级的超纯水，它是这一工艺过程的典型代表。利用电渗析去除原水中大部分离子，可减轻反渗透膜分离负荷，保证系统长期稳定运行。反渗透膜能够分离全部不溶物，彻底脱除菌类、病毒等微生物和大部分有机化合物，各种离子脱除率达到99%以上，在超纯水制造工艺过程中起关键作用。通过反渗透实验教学，希望达到以下目的：(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。·67