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正滲透膜性能測試系統(tǒng)及測試方法與流程

文檔序號:11100678閱讀:1481來源:國知局
正滲透膜性能測試系統(tǒng)及測試方法與制造工藝

本發(fā)明屬于膜性能測試領(lǐng)域,具體涉及正滲透膜性能測試系統(tǒng)及測試方法。



背景技術(shù):

正滲透(Forward osmosis,F(xiàn)O)是在無需外加壓力的作用下,在膜兩側(cè)的原料液和驅(qū)動液產(chǎn)生的滲透壓差的作用下,滲透壓低的原料液中的水分子通過選擇性的正滲透膜進入滲透壓高的驅(qū)動液一側(cè)中,使得某一側(cè)的原料液被濃縮另一側(cè)的驅(qū)動液被稀釋的過程(如圖1所示),這種具有選擇性的半透膜正是正滲透膜,其僅能透過水,溶液中的其他溶質(zhì)分子或者溶質(zhì)離子不能透過正滲透膜而被正滲透膜截留。

正滲透膜的主要性能指標(biāo)是水通量和截鹽率,室現(xiàn)有的正滲透膜性能測試裝置測量準(zhǔn)確,滲透進程控制顯著,可以連接電腦通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在線監(jiān)控汲取液質(zhì)量的變化、原料液中電導(dǎo)率的變化,并實時通過流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量,但不能對汲取液和原料液進行循環(huán)利用,導(dǎo)致了原料的浪費和測試成本的增加。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了正滲透膜性能測試系統(tǒng)及測試方法,用于測試正滲透膜的水通量和截鹽率,本發(fā)明設(shè)計合理,能夠?qū)崿F(xiàn)汲取液和原料液的循環(huán)利用,降低了測試成本,若應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)可大大降低生產(chǎn)成本,且操作方便。

達到上述目的,本發(fā)明提供了正滲透膜性能測試裝置,包括對接的汲取液儲液罐和原料液儲罐,接口處設(shè)置有正滲透膜和密封圈,所述汲取液儲液罐用于容置汲取液,所述原料液儲罐用于容置原料液,所述汲取液儲液罐設(shè)置有出料口,所述出料口通過汲取液出料管A與汲取液罐連通,所述汲取液罐的第一出口通過管道與汲取液儲箱連接,所述汲取液儲箱的出口通過汲取液進料管與汲取液儲液罐連接,所述原料液儲罐通過原料液出料管與原料液罐連通,原料液罐出口通過管道與原料液儲箱入口連接,原料液儲箱的出口通過原料液進料管連接原料液儲罐的入口。

所述汲取液罐還設(shè)置有第二出口,所述汲取液罐的第二出口處依次設(shè)置有汲取液調(diào)節(jié)閥A、汲取液泵、蒸發(fā)裝置和分離組分儲箱,所述分離組分儲箱包括分離組分儲箱A和分離組分儲箱B,分別通過出口調(diào)節(jié)閥A和出口調(diào)節(jié)閥B與蒸發(fā)裝置的出口連接,所述分離組分儲箱與汲取液儲箱的入口通過管道連接,所述分離組分儲箱的出口設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。

所述汲取液罐的第一出口與汲取液儲箱27入口之間設(shè)置有汲取液調(diào)節(jié)閥B、汲取液進口泵,所述汲取液儲箱出口與汲取液儲液罐入口之間設(shè)置有汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵、汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)閥和汲取液儲液罐進口壓力表,原料液儲罐出口與原料液罐之間設(shè)置有原料液出口泵,所述原料液箱的出口與原料液儲罐入口之間設(shè)置有原料液進口泵、原料液進口壓力表和原料液進口調(diào)節(jié)閥,所述原料液罐出口與原料液儲箱入口之間設(shè)置有原料液罐出口泵和原料液罐出口閥。

所述正滲透膜為圓形。

還包括用于對原料液儲罐中的原料液進行攪拌的攪拌器和用于對汲取液儲液罐中的汲取液進行攪拌的攪拌機,所述電動攪拌機的攪拌棒伸入汲取液中。

還包括所述電導(dǎo)率控制儀,所述電導(dǎo)率控制儀的探頭伸入原料液罐中的液體中,所述電導(dǎo)率控制儀與電腦的連接,利用電腦動態(tài)監(jiān)控在測試過程中原料液電導(dǎo)率的變化,所述汲取液罐下端設(shè)置有電子天平,所述電子天平與電腦連接,用于動態(tài)監(jiān)控在測試過程中汲取液重量的動態(tài)變化。

所述汲取液儲液罐、原料液儲罐、汲取液罐和原料液罐均采用透明材料制成,且設(shè)置有刻度。

所述汲取液儲液罐上部開設(shè)有汲取液出料液管,所述汲取液出料液管出口處設(shè)置有用于盛放從汲取液出料液管中流出的液體的燒杯,所述汲取液儲箱和原料液儲箱下方設(shè)置有用于減小內(nèi)濃差極化的水浴鍋。

所述汲取液儲液罐和原料液儲罐的接口處設(shè)置有原料液密封圈和汲取液密封圈,汲取液儲液罐和原料液儲液罐通過螺栓式法蘭進行固定。

正滲透膜性能測試的方法,包括以下步驟:

1)組裝正滲透膜性能測試裝置;

2)打開汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵,調(diào)整汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)閥,向汲取液儲液罐注入汲取液至汲取液儲液罐的2/5-3/5處,關(guān)閉汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵,停止向汲取液的注入;打開原料液進口泵,調(diào)整原料液進口壓力表,向原料液儲液罐注入原料液,直至原料液裝滿原料液儲液罐;

3)觀察并記錄汲取液液位隨時間的變化量,并據(jù)此得出原料液的水通量的變化;

正滲透膜水通量的計算公式:Jw=Δm/ρst;

其中:Jw——正滲透水通量,L/m2h;

Δm——汲取液質(zhì)量的增加值,kg;

ρ———水的密度,kg/m3;

s———正滲透膜的有效膜面積,m2;

t———測試的時間,h;

4)打開攪拌器和電動攪拌機,同時攪拌原料液儲液罐內(nèi)的原料液和汲取液儲液罐內(nèi)部的汲取液;

5)觀察并記錄汲取液罐上升的液位變化,用電導(dǎo)率儀測量被稀釋的汲取液的電導(dǎo)率的變化;

6)通過水通量和反向鹽通量的變化,計算取得截鹽率,計算公式如下:

正滲透膜截鹽率的計算公式:R=1-Cp/Cf;

其中:Cp——透過液中的鹽濃度;

Cf——初始原料液中的鹽濃度;

C=K/Λm;

其中:C——溶液的濃度mol/l;

K——電導(dǎo)率控制儀測得原料液的電導(dǎo)率;

Λm——溶液的摩爾電導(dǎo)率(s.cm2)/g;

Λm=λM;

λ——電解質(zhì)的當(dāng)量電導(dǎo)率(s.cm2)/g;

M——電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量g/mol。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少具有以下有益的技術(shù)效果,本發(fā)明在正滲透膜的兩側(cè)分別設(shè)置有汲取液儲液罐和汲取液儲液罐與原料液儲罐,使原料液中的水分子在自由狀態(tài)下通過正滲透膜,并且在接口處設(shè)置有密封圈,提高了本裝置的密封性,設(shè)置的汲取液和原料液循環(huán)利用系統(tǒng),將使用后的汲取液和原料液進行循環(huán)利用,降低測試成本,同時汲取液儲液罐與汲取液罐聯(lián)通,可根據(jù)汲取液罐的液位和質(zhì)量的變化得到汲取液儲液罐的液位和質(zhì)量的變化,可獲得正滲透膜的水通量的變化,便于試驗數(shù)據(jù)的獲得。

進一步的,汲取液罐還設(shè)置第二出口,汲取液罐的第二出口處依次設(shè)置有汲取液調(diào)節(jié)閥A、汲取液泵、蒸發(fā)裝置和分離組分儲箱,分離組分儲箱包括分離組分儲箱A和分離組分儲箱B,分別通過出口調(diào)節(jié)閥A和出口調(diào)節(jié)閥B與蒸發(fā)裝置的出口連接,分離組分儲箱與汲取液儲箱的入口通過管道連接,分離組分儲箱的出口設(shè)置有調(diào)節(jié)閥,對于易分解的汲取液,汲取液儲液罐中的汲取液在調(diào)節(jié)閥和汲取液泵的共同作用下,進入蒸發(fā)裝置,因為沸點不同,低沸點組分A最先出來,打開出口調(diào)節(jié)閥B,關(guān)閉出口調(diào)節(jié)閥A,可將低沸點的組分A收集于分離組分A箱中;高沸點B較后出來,打開出口調(diào)節(jié)閥A,關(guān)閉出口調(diào)節(jié)閥B,可將低沸點的組分B收集于分離組分B箱中,通過調(diào)節(jié)閥按比例輸送至汲取液儲箱;對于不易分解的汲取液(氯化鎂MgCl2溶液、硫酸鈉Na2SO4溶液),汲取液儲液罐中的汲取液在出口調(diào)節(jié)閥和出口調(diào)節(jié)泵作用下輸送至汲取液儲箱。

進一步的,汲取液罐的第一出口與汲取液儲箱入口之間設(shè)置有汲取液調(diào)節(jié)閥B、汲取液進口泵,汲取液儲箱出口與汲取液儲液罐入口之間設(shè)置有汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵、汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)閥和汲取液儲液罐進口壓力表,原料液儲罐出口與原料液罐之間設(shè)置有原料液出口泵,原料液箱的出口與原料液儲罐入口之間設(shè)置有原料液進口泵、原料液進口壓力表和原料液進口調(diào)節(jié)閥,原料液罐出口與原料液儲箱入口之間設(shè)置有原料液罐出口泵和原料液罐出口閥,可根據(jù)需要打開相應(yīng)的泵和閥門,以控制各容器中液體的流向。

進一步的,正滲透膜為圓形,避免了材料浪費,節(jié)約了測試成本。

進一步的,還包括用于對原料液儲罐中的原料液進行攪拌的攪拌器和用于對汲取液儲液罐中的汲取液進行攪拌的攪拌機,電動攪拌機的攪拌棒伸入汲取液中,攪拌器和電動攪拌機同時攪拌原料液和汲取液,改善正滲透膜兩側(cè)的內(nèi)部流態(tài),提高流體流速時,邊界層會隨之變薄,傳質(zhì)速度增大,從而減少外濃差極化。

進一步的,還包括電導(dǎo)率控制儀,電導(dǎo)率控制儀的探頭伸入原料液罐中的液體中,電導(dǎo)率控制儀與電腦的連接,利用電腦動態(tài)監(jiān)控在測試過程中原料液電導(dǎo)率的變化,汲取液罐下端設(shè)置有電子天平,電子天平與電腦連接,用于動態(tài)監(jiān)控在測試過程中汲取液重量的動態(tài)變化,通過測定原料液罐中的電導(dǎo)率,獲得原料液的電導(dǎo)率,利用電腦動態(tài)監(jiān)控在測試過程中原料液電導(dǎo)率的變化,隨著滲透進行,實時準(zhǔn)確獲得原料液的電導(dǎo)率和汲取液重量的動態(tài)變化,獲取更多的試驗數(shù)據(jù)。

進一步的,汲取液儲液罐、原料液儲罐、汲取液罐和原料液罐均采用透明材料制成,且設(shè)置有刻度,便于實時觀察和讀取數(shù)據(jù)。

進一步的,汲取液儲液罐上部開設(shè)有汲取液出料液管,汲取液出料液管出口處設(shè)置有用于盛放從汲取液出料液管中流出的液體的燒杯,隨著試驗的進行,原料液中的水分子不斷進入汲取液儲液罐,當(dāng)汲取液儲液罐中的液體大于一定值時,其對正滲透膜的壓力會使正滲透膜損壞,因此在汲取液儲液罐上部開設(shè)汲取液出料液管,當(dāng)汲取液儲液罐中的汲取液的液位高于汲取液出料液管的位置時,汲取液將從汲取液出料液管中流出,以避免汲取液對正滲透膜造成損壞,保證試驗的順利進行,汲取液儲箱和原料液儲箱下方設(shè)置有用于減小內(nèi)濃差極化的水浴鍋,隨著溫度的升高,溶液的粘度降低,擴散系數(shù)增大,傳質(zhì)效果也隨著溫度的升高而變得更好,水通量變大,但水通量升高到一定程度后會加重內(nèi)濃差極化,所以在測試時要選擇合適的溫度,而水浴鍋可以實現(xiàn)汲取液儲箱中溶液溫度的調(diào)節(jié)。

進一步的,汲取液儲液罐和原料液儲罐的接口處設(shè)置有原料液密封圈和汲取液密封圈,汲取液儲液罐和原料液儲液罐通過螺栓式法蘭進行固定,提高了密封性和裝置的穩(wěn)定性,且易于拆卸清洗。

進一步的,汲取液為循環(huán)利用型汲取液,例如NH3/CO2汲取液、MgCl2溶液或Na2SO4溶液,循環(huán)利用汲取液,可節(jié)約測試的成本。

附圖說明

圖1為實驗室正滲透膜膜分離結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實驗室正滲透膜測試系統(tǒng)示意圖;

圖3為本發(fā)明實驗室正滲透膜膜組件裝置主視圖;

圖4為本發(fā)明實驗室正滲透膜膜組件裝置左視圖;

圖5為本發(fā)明實驗室正滲透膜膜組件裝置俯視圖。

附圖中:1、汲取液儲液罐,2、原料液儲液罐,3、正滲透膜,4、汲取液密封圈,5、原料液密封圈,6、螺栓式法蘭,7、電動攪拌機,8、電導(dǎo)率控制儀,9、磁子,10、磁力攪拌器,11、汲取液出料管A,12、汲取液出口泵,13、汲取液出口調(diào)節(jié)閥,14、汲取液進料管,15、原料液出口泵,16、汲取液罐,17、汲取液調(diào)節(jié)閥A,18、汲取液調(diào)節(jié)閥B,19、汲取液泵,20、汲取液進口泵,21、蒸發(fā)裝置,22、出口調(diào)節(jié)閥A,23、出口調(diào)節(jié)閥B,24、分離組分A儲箱,25、分離組分B儲箱,26、調(diào)節(jié)閥,27、汲取液儲箱,28、汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵,29、汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)閥,30、汲取液儲液罐進口壓力表,31.原料液進料管,32、帶有刻度的原料液罐,33、原料液進口調(diào)節(jié)閥,34、原料液儲箱出口壓力表,35、原料液儲箱出口泵,36、汲取液出料液管B,37、燒杯,38、電子天平,39、水浴鍋,40、原料液儲箱,41、原料液罐出口泵,42、原料液罐出口閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

參照圖2,正滲透膜性能測試系統(tǒng),包括對接的汲取液儲液罐1和原料液儲罐2,汲取液儲液罐1和原料液儲罐2的接口處設(shè)置有原料液密封圈4和汲取液密封圈5,汲取液儲液罐1和原料液儲液罐2通過螺栓式法蘭6進行固定,提高了密封性和裝置的穩(wěn)定性,且易于拆卸清洗,汲取液儲液罐1用于容置汲取液,原料液儲罐2用于容置原料液,所述汲取液儲液罐1設(shè)置有出料口,所述出料口通過汲取液出料管A11與汲取液罐16連通,可根據(jù)汲取液罐的液位和質(zhì)量的變化得到汲取液儲液罐的液位和質(zhì)量的變化,可獲得正滲透膜的水通量的變化,便于試驗數(shù)據(jù)的獲得,所述汲取液罐16設(shè)置有兩個出口,汲取液罐16的第一出口通過管道與汲取液儲箱27連接,汲取液罐16的第二出口處依次設(shè)置有汲取液調(diào)節(jié)閥A17、汲取液泵19、蒸發(fā)裝置21和分離組分儲箱,所述分離組分儲箱包括分離組分儲箱A24和分離組分儲箱B25,分別通過出口調(diào)節(jié)閥A22和出口調(diào)節(jié)閥B23與蒸發(fā)裝置21的出口連接,所述分離組分儲箱與汲取液儲箱27入口通過管道連接,所述分離組分儲箱的出口設(shè)置有調(diào)節(jié)閥26,對于易分解的汲取液NH3/CO2,汲取液儲液罐1中的汲取液在調(diào)節(jié)閥17和汲取液泵19的共同作用下,進入蒸發(fā)裝置,因為沸點不同,低沸點組分CO2最先蒸發(fā)出來,打開出口調(diào)節(jié)閥B23,關(guān)閉出口調(diào)節(jié)閥A22,可將低沸點的CO2收集在分離組分A箱中;高沸點組分NH3較后出來,打開出口調(diào)節(jié)閥A22,關(guān)閉出口調(diào)節(jié)閥B23,可將低沸點的組分NH3收集于分離組分B箱中,通過調(diào)節(jié)閥按比例輸送至汲取液儲箱;如果CO2過量,汲取液儲箱中生成的汲取液就是NH4HCO3,化學(xué)反應(yīng)式為:CO2+NH3+H2O=NH4HCO3;如果NH3過量,汲取液儲箱中生成的汲取液就是(NH4)2CO3,化學(xué)反應(yīng)式為:CO2+2NH3+H2O=(NH4)2CO3。對于不易分解的汲取液(氯化鎂MgCl2溶液、硫酸鈉Na2SO4溶液),汲取液儲液罐中的汲取液在出口調(diào)節(jié)閥18和出口調(diào)節(jié)泵20的作用下直接輸送至汲取液儲箱,本系統(tǒng)設(shè)置有兩條汲取液回收管道,可以滿足不同汲取液回收的需求,換汲取液時只需關(guān)掉另一路回收管道的閥門即可,操作方便,避免了二次設(shè)置回收管道的麻煩。

所述汲取液儲箱27的出口通過汲取液進料管14與汲取液儲液罐1連接,所述汲取液儲箱27出口與汲取液儲液罐入口1之間設(shè)置有汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵28、汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)閥29和汲取液儲液罐進口壓力表30,通過汲取液進口調(diào)節(jié)泵28的啟停和汲取液進口調(diào)節(jié)閥29的調(diào)節(jié),通過汲取液進料管14將回收后又進行稀釋的汲取液輸送至汲取液儲液罐1,實現(xiàn)了汲取液氯化鎂MgCl2溶液、硫酸鈉Na2SO4或NH3/CO2的循環(huán)利用。

所述原料液儲罐2通過原料液出料管43與原料液罐32連通,原料液儲罐2出口與原料液罐32之間設(shè)置有原料液出口泵15,原料液罐32出口通過管道與原料液儲箱40的入口連接,原料液罐32出口處設(shè)置有原料液罐出口泵41和原料液罐出口閥42,原料液儲箱40的出口通過原料液進料管31連接原料液儲罐2的入口,所述原料液箱40的出口與原料液儲罐2入口之間設(shè)置有原料液進口泵35、原料液進口壓力表34和原料液進口調(diào)節(jié)閥33,保證對料液儲罐2中原料液進行持續(xù)不斷的供應(yīng)。

還包括用于對原料液儲罐2中的原料液進行攪拌的攪拌器10和用于對汲取液儲液罐1中的汲取液進行攪拌的攪拌機7,所述電動攪拌機7的攪拌棒伸入汲取液中,所述原料液儲罐2中設(shè)置有磁子9,利用磁場和漩渦的原理,當(dāng)通電產(chǎn)生磁場后,帶動磁子9成圓周循環(huán)運動從而攪拌原料液,所述電動攪拌機7包括驅(qū)動裝置和傳動桿,傳動桿末端設(shè)置有螺旋攪拌頭,攪拌頭伸入汲取液中,通電后驅(qū)動裝置帶動傳動桿轉(zhuǎn)動,傳動桿帶動攪拌頭轉(zhuǎn)動,攪拌頭的轉(zhuǎn)動帶動其周圍的原料液的運動,從而實現(xiàn)對原料液的攪拌,攪拌器和電動攪拌機同時攪拌原料液和汲取液,改善正滲透膜兩側(cè)的內(nèi)部流態(tài),提高流體流速時,邊界層會隨之變薄,傳質(zhì)速度增大,從而減少外濃差極化。

還包括所述電導(dǎo)率控制儀8,所述電導(dǎo)率控制儀8的探頭伸入原料液罐32中的液體中,所述電導(dǎo)率控制儀8與電腦的連接,利用電腦動態(tài)監(jiān)控在測試過程中原料液電導(dǎo)率的變化,所述汲取液罐16下端設(shè)置有電子天平38,所述電子天平38與電腦連接,用于動態(tài)監(jiān)控在測試過程中汲取液重量的動態(tài)變化,通過測定原料液罐中的電導(dǎo)率,獲得原料液的電導(dǎo)率,利用電腦動態(tài)監(jiān)控在測試過程中原料液電導(dǎo)率的變化,隨著滲透進行,實時準(zhǔn)確獲得原料液的電導(dǎo)率和汲取液重量的動態(tài)變化,獲取更多的試驗數(shù)據(jù)。

所述汲取液儲液罐1開設(shè)有汲取液出料液管36,所述汲取液出料液管36出口處設(shè)置有用于盛放從汲取液出料液管36中流出的液體的燒杯37,隨著試驗的進行,原料液中的水分子不斷進入汲取液儲液罐,當(dāng)汲取液儲液罐中的液體大于一定值時,其對正滲透膜的壓力會使正滲透膜損壞,因此在汲取液儲液罐上部開設(shè)汲取液出料液管,當(dāng)汲取液儲液罐中的汲取液的液位高于汲取液出料液管的位置時,汲取液將從汲取液出料液管中流出,以避免汲取液對正滲透膜造成損壞,保證試驗的順利進行,所述汲取液儲箱27和原料液儲箱40下方設(shè)置有用于減小內(nèi)濃差極化的水浴鍋39,隨著溫度的升高,溶液的粘度降低,擴散系數(shù)增大,傳質(zhì)效果也隨著溫度的升高而變得更好,水通量變大,但水通量升高到一定程度后會加重內(nèi)濃差極化,所以在測試時要選擇合適的溫度,而水浴鍋可以實現(xiàn)汲取液儲箱中溶液溫度的調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的,汲取液儲液罐1出料口與汲取液罐16之間設(shè)置有汲取液出口泵12和汲取液出口調(diào)節(jié)閥13,以控制汲取液儲液罐1中液體的流動;汲取液罐16的第一出口與汲取液儲箱27入口之間設(shè)置有汲取液調(diào)節(jié)閥B18、汲取液進口泵20,可根據(jù)需要打開相應(yīng)的泵和閥門,使汲取液罐16中液體流入汲取液儲箱27中。

優(yōu)選的,正滲透膜3為圓形,避免了材料浪費,節(jié)約了測試成本,因為汲取液罐和原料液罐的截面都是圓形,如果選擇正方形或者長方形的正滲透膜,必然會有一部分膜置于汲取液罐和原料液罐外,導(dǎo)致正滲透膜的浪費。

優(yōu)選的,汲取液儲液罐1置于原料液儲罐2上方,可以在汲取液用量少的情況下,使原料液中的水通過正滲透膜,將原料液中的廢渣等截留下來,便于對原料液罐中截留的廢渣進行排除,而如果將汲取液儲液罐1置于原料液儲罐2下方,汲取液就得裝滿汲取液儲液罐,原料液(廢水)在上面就必須要考慮膜承受能力,不能加滿。

優(yōu)選的,汲取液儲液罐1、原料液儲罐2、汲取液罐16和原料液罐32均采用透明材料制成,且設(shè)置有刻度,便于實時觀察和讀取數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的,汲取液為循環(huán)利用型汲取液,例如NH3/CO2汲取液、MgCl2溶液或Na2SO4溶液,循環(huán)利用汲取液,可節(jié)約測試的成本。

參照圖3至圖5,優(yōu)選的,正滲透膜的直徑:Φ=16cm;正滲透膜的面積:S=πr2≈200.96cm2;正滲透膜組件:b×c=25cm×25cm;螺栓尺寸:L=4cm,a=1.5cm。

正滲透膜性能測試的方法包括以下步驟:

1)組裝正滲透膜性能測試裝置;

2)打開汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵28,調(diào)整汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)閥29,向汲取液儲液罐1注入汲取液至汲取液儲液罐1的2/5-3/5處,關(guān)閉汲取液儲箱出口調(diào)節(jié)泵28,停止向汲取液的注入;打開原料液進口泵35,調(diào)整原料液進口壓力表34,向原料液儲液罐2注入原料液,直至原料液裝滿原料液儲液罐2;

3)觀察并記錄汲取液液位隨時間的變化量,并據(jù)此得出原料液的水通量的變化;

正滲透膜水通量的計算公式:Jw=Δm/ρst;

其中:Jw——正滲透水通量,L/m2h;

Δm——汲取液質(zhì)量的增加值,kg;

ρ———水的密度,kg/m3;

s———正滲透膜的有效膜面積,m2;

t———測試的時間,h;

4)打開攪拌器10和電動攪拌機8,同時攪拌原料液儲液罐1內(nèi)的原料液和汲取液儲液罐2內(nèi)部的汲取液;

5)觀察并記錄汲取液罐上升的液位變化,用電導(dǎo)率儀7測量被稀釋的汲取液的電導(dǎo)率的變化;

6)通過水通量和反向鹽通量的變化,計算取得截鹽率,計算公式如下:

正滲透膜截鹽率的計算公式:R=1-Cp/Cf;

其中:Cp——透過液中的鹽濃度;

Cf——初始原料液中的鹽濃度;

C=K/Λm;

其中:C——溶液的濃度mol/l;

K——電導(dǎo)率控制儀測得原料液的電導(dǎo)率;

Λm——溶液的摩爾電導(dǎo)率(s.cm2)/g;

Λm=λM;

λ——電解質(zhì)的當(dāng)量電導(dǎo)率(s.cm2)/g;

M——電解質(zhì)的摩爾質(zhì)量g/mol。

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