中空纤维超滤膜性能的测试

时间：2021-12-26

一、实验原理

1.把握简单的试验室陶氏反渗透膜组件封装形式的实际操作技术性；

2.把握中空纤维膜渗入通量和分离高效率的测试标准。

膜的特性包含物理学特性和分离通过特性。膜的物理学特性就是指承受压力性、耐热性、耐腐蚀性、抗氧化、耐生物体与**化学黏附性、冲击韧性、膜的薄厚、水分含量、毒副作用、相溶性、吸水性和疏水性、孔隙率、电气性能、膜的形状构造及其膜的均值直径等。膜的分离通过特点关键就是指渗入通量和分离高效率。

陶氏反渗透膜分离基本概念是用压差做为驱动力，运用膜孔的渗入和截留特性，使不一样的成分完成分离，因而要做到较好的分离目地，规定被分离的成分间相对分子质量较少要相距一个量级以上。陶氏反渗透膜分离的工作效能以渗入通量和分离高效率做为考量指标值。膜通量测算如下所示式：

式中，J为膜的渗入通量（通常检测纯净水通量）（L/m2h，0.1 MPa）；

S为中空纤维膜的合理总面积（外压法为膜表面总面积，内压法为膜内面积）（m2）；

V为通过液态的容积（L）；t为時间（h）。

成分截留率的界定如下所示：

式中—R为截留率；

C0为原物质的量浓度；

C1为通过液浓度值。

将中空纤维膜封涂膜组件后，开展中空纤维膜的通量与截留率的检测。入料液可以从膜的内表层通过膜，还可以根据膜的外表层通过膜，因而检测水通量和截留率的形式分成内压法和外压法，如下图3所显示。另一方面，依据料液在膜组件中流动性方法的不一样，检测水通量和截留率的方法又可以分成：错流法和死端法。总的来说，检测中空纤维膜的水通量和截留率的形式可以分成：气体压力错流法、受压错流法、内砸死端法和外压死端法，如下图4所显示。本试验中检测中空纤维膜的通量和截留率用的全是气体压力错流过滤，如下图所示。

1. 原材料：

（1）拼装膜组件所需原材料空心超滤膜化学纤维膜；塑料软管；涤纶（1010）管；一次性纸杯；哥俩好胶；705胶；膜组件封装形式**型环氧树脂。

（2）检测水通量和截留率所需原材料蓝黑墨水；容量瓶；塑胶烧杯；菌苗瓶。

2. 机器设备：防震压力表；不锈钢板球型闸阀；血透机；三通；大小头；PU管。

如下图所示。

A:磁力搅拌器（电热套） B: 入料桶 C:体温计 D:泵 E:气压表 F:膜组件 G:容量瓶 H:闸阀 I:阀门管路型号：1、2、3、4、5、6

1、中空纤维膜的预备处理与直径观查

提取一小段膜，在电子显微镜下观查内、外表层和横断面的孔构造。

2、膜组件的封装形式

（1）裁取4-5cm的塑料软管二根，用哥俩好胶将其一端粘在紙上，二根塑料软管的间距10-15cm，晾晒预留。

（2）取长短约30cm中空纤维膜5-10根，剪齐，在膜两边涂敷705硅胶开展封端，干后（约6钟头）在膜两边套上尼龙软管（4-5cm）。

（3）组件铸造：将膜组件**型环氧树脂（2组份）在一次性纸杯中按一定占比搅拌，倒进（1）中的塑料软管中（充斥着塑料软管容积的2/3），随后将（2）中的尼龙软管插进到塑料软管中（留意：尼龙软管不可以插到底，膜要插到底；在操控的环节中尽可能避免汽泡的造成），等环氧树脂彻底凝固后（约12钟头），开展整修（拨去塑料软管，将膜冒出尼龙软管的一部分割下），获得试验室用简便的膜组件，并检测膜组件是不是漏。

3、水通量与截留率的检测

（1）水通量的测量如下图5所显示，用泵将纯压力送至中空纤维膜组件内，进口的工作压力匀速运动为0.10MPa，通过膜分离，用容量瓶接取渗入液，纪录一定时间段内渗入过膜的水流量，不必要的水则流回到储槽中。检测三次，取其均值。测算获得纯净水通量。

（2）用中空纤维膜组件截留蓝黑墨水中的炭素颗粒物，截留试验用的设备和检测膜水通量的设备同样。将一定含量的蓝黑墨水（约0.4g/L）饱和溶液做为检测的入料液，放置磁力搅拌器上不断拌和，以确保试验操作过程中混和匀称。用浊度仪检测原材料液和渗入液的透光性。

（3）制作“浑浊度-蓝黑墨水浓度值”标曲，依据测定浑浊度，在标曲上找到浓度值，测算获得截留率。

1.水通量的测算

直径d=0.0735mm s=π*d*h=3.14*0.0735*350=80.78mm^2=8.08*10^-5m^

t=0.402h

依据数据信息，后七个相对稳定，则

J=v/(s*t)

=6*10^-3/(0.4092*8.08*10^-5)

=184.72l*m^-2*h^-1

2.截留率的测量，过滤前浑浊度=98.5 过滤后浊度=2.15

依据浓度值-浑浊度的影响曲线图，过滤前的浓度值=0.16mg/l

过滤后的浓度=408.8mg/l

=1-0.16/408.8***

=99.96%

在聚砜空心化学纤维陶氏反渗透膜的制取与特性的检测试验中，我了解了中空纤维膜的制取方式，了解了试验设备，也认识到运用中空纤维膜超滤膜的基本原理，水通量和截留率测量的基本原理。在做实验的情况下，查了一些材料，更为搞清楚中空纤维膜和我们的日常生活密密麻麻有关，比如我们喝的水通常要就可以了过滤解决，便会使用该膜，而膜分离技术在中国已逐渐广泛运用，膜分离技术营销推广也已进到成熟，选用膜分离技术开展污染物质与水分开展分离，可将珍贵的水源开展二次运用，与此同时污染物质中的贵重金属离子还可以过滤提液收购应用，经济收益十分丰厚，*石油化工、羊绒衫生产制造、饮品、药业、生活污水解决等企业已规模性运用，不占地面积，不消耗电力能源，长期投资显著，市场前景较其宽阔。比如在提取液杀菌过滤发醇，液菌体提液回，用水果酒、蜂酒、低度白酒的回应过滤除浊，饮品、果饮料回应过滤提液，中药材萃取液的分离和特制，浓度较高的高粘稠度饱和溶液过滤，生活污水收购，居民小区或大厦工业污水处理，饮用水、地表水杀菌除浊净化处理，ro反渗透系统软件的前面预备处理，海水淡化设备前面预备处理，餐饮企业饮用水净化处理。

词条
词条说明
中空纤维超滤膜的优势
中空纤维超滤膜的优势中空纤维超滤膜的优势：1.抗氧化：中空纤维超滤膜抗氧化性能十分出众，使其在污水处理中得到大量应用。2.中空纤维超滤膜耐辐射，亲水性好，通量高，能耗相对较低，在高浓度产业废水处理中具有很大竞争力。3.过滤精度高具有均匀的小于0.1微米的微孔，可以去除微生物，胶体，硅藻以及其他引起浑浊的物质。4.使用寿命：使用寿命不低于5年，普通膜只能使用2~3年。5.抗高温、耐酸碱：中空纤维超滤
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