六、实验过程中常见问题及解决办法
实验过程中，随着温度的升高，压力会出现一定程度的下降，此种情况的出现一般是由于温度升高导致膜孔径增大造成的。为得到精确的数据，此时一般要调整阀门使压力平稳。
由于清水的不断流出，水箱中的水不断的减少，所以需要补充一些水。在本次实验中将流出的清水重新回流到水箱中，以保持进出水的平衡，使值更接近与连续进出水时的情况。
七、对学生实验的要求：
1、由于学生人数多。我们的实验设备套数少，仅一套小试膜实验设备。所以，要求学生做膜动力学参数测定时一定注意保护实验设备。
2、找出在同一温度下不同压力随时间的膜通量变化规律。 3、将实验数据填入表中。（学生可以自己设计实验记录表格）
4、将数据进行数据处理。绘制有机膜在一定温度下不同压力的膜通量变化曲线。
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实验十二 无机纳滤膜动力学参数的测定
一、实验目的：
1、通过实验加深对无机膜技术理论的理解和认识。 2、通过实验认识无机陶瓷膜并测定无机膜动力学参数。 3、考察不同温度、不同压力下的膜通量。
二、无机膜分离技术的基本原理和特点(陶瓷膜)
1、无机纳滤膜
无机膜是固态膜的一种，它是由无机材料，如金属、金属氧化物，陶瓷，多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两大类，致密膜主要有各类金属及其合金膜，如金属钯膜、金属银膜以及钯-镍、钯-金、钯-银合金膜，这类金属及金属合金膜主要是利用其对氢的融解机理而透氢，用于加氢或脱氢膜反应以及超纯氢的制备。另一类致密膜则是氧化物膜主要是经三氧化二钇稳定的ZrO2膜。
纳滤膜在其分离应用中表现出下列两个显著特征：一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为200～2000；另一个是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。从结构上来看纳滤膜大多是复合型膜，即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同。根据其第一个特征，推测纳滤膜的表面分离层可能拥有1nm左右的微孔结构，故称之为“纳滤”。
2、无机膜分离系统及工艺流程 无机膜分离系统包括膜组件、原料输送系统、压力流量测量控制系统等。采用的主要是错流过滤方式。与终端过滤不同的是，错流过滤中存在着两股流出液体：一股是渗透液(或称滤液)；另一股是用于提供膜表面冲刷作用的循环流体。示意图见图1。
3、膜通量计算公式：J?VS?t泵渗透液P3进料P1膜组件循环回路P2
图1 错流过滤示意图
其中:J代表膜通量，单位为
m3/m2.s；V代表水量，单位为m3；t代表出水用时，单位为s；S代表膜面积，单位为m2。由上述公式不难看出，因为S一定，只需知道V和t，可求出J。
二、实验设备
实验设备主要是无机陶瓷膜装置。其中：膜组件为两只，膜孔径分别为50nm和30nm，一只工作，一只备用。膜面积为0.1m2，膜组件约长40cm，直径约4cm；分离动力为压力，所用泵的规格为： Q为4.5m3/h H为28m 功率为1080W；100毫升和250毫升量筒各一只，精确度分别为1毫升和5毫升；机器上自带温度计和压力表，精确度分别为2℃和0.01MP。秒表、温度
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计、量筒等。
三、实验操作：
实验数据由以下方法获得：打开机器，待运行稳定后，调整阀门使压力变为测量条件时的值。关出水阀，开回流阀，待水质均匀后，关回流阀，开出水阀，查看温度，当温度达到一整数值时，用秒表计10秒出水量。温度一定而不同压力下的膜的出水量及压力一定而不同温度下的膜通量。具体步骤如下:
(1).实验准备：开机前使阀门V2，V4，V5，V6，V11关闭。保证阀门V1，V7，V10，V12为开启状态。阀门V3半开。
(2)．开机运行：加入料液，接通电源，启动循环泵，调整V3，V12至所需流量和操作压力（压力为上下两个压力表的平均数）。系统稳定后，开始在出水口接水。测一定时间间隔下的出水量。
(3)．实验记录：记录出水量、压力、室温、一定时间间隔后的水温变化（由温度表读出）。 (4)．实验结束后停机，打开阀门V1，V2，V4，V5，V10，V11排空设备中的料液。 (5)．反冲洗：将V8通过皮管与空压机相连，打开V6，关闭V2，V7，V10，V11。打开操作面板上的“反冲洗”开关，启动空压机及循环泵，运行一段时间结束后将系统内的料液排出。
四、结果及分析
根据要求做实验，如实填写实验记录。 实验机名称 样本序号 室温℃ 进水温度℃ 出水温度℃ 0.3 0.2 pH 压力MPa 0.1 时间 S 错流流速m/s 膜通量m3/m2.s
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表2 50nm陶瓷膜在不同温度压力下的膜通量
温度 压力 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 14 16 18 20 22 24 26 28 30 温度对膜通量有一定影响。
五、实验中问题及分析
在实验过程中，由于水箱的体积比较小（约15L），而泵的功率相对较大，使泵常会出现严重的气蚀现象，并且会使压力极其不稳定，从而会造成很大的误差。所以在操作过程中，最好使水箱中始终保持12L以上的水，以防严重气蚀现象的发生。
另外对清水的出水阀门，不要频繁的开闭，因为一旦闭上此阀，就会导致出水管道积水，而排除此部分积水所用时间是很长的，这在一定的程度上也会影响数据的精确度。
六、对学生实验的要求：
1、 由于学生人数多。我们的实验设备套数少，仅一套无机膜实验设备。所以，要倍加爱
护实验设备。
2、 要求学生掌握无机膜动力学参数测定。
3、 将实验数据填入表中。（学生可以自己设计实验记录表格）
4、 将数据进行数据处理。绘制有机膜在一定温度下不同压力的膜通量。找出在同一温度
下，不同压力随时间的无机膜通量变化规律。
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实验十三 超滤中水回用实验
一、实验目的：
1、通过实验加深对超滤技术理论的理解和认识。
2、超滤实验处理城市污水处理厂出水达中水回用标准。 3、对污水及回用水各指标进行监测。
二、超滤技术的基本原理
污水经过生化二级处理后，出水仍不能满足受纳水体的排放要求时；为提高水资源的利用率，考虑将污水再生利用、回用到工业及市政公用设施时，需要提高污水处理程度，采用污水深度处理，达到回用水的要求。
超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05μｍ(微滤)至1nm(纳滤)之间。超滤膜的分离原理可用筛分机理来解释，其截留率取决于溶质的尺寸和形状(相对于膜孔径而言)。超滤主要应用于将溶液中的颗粒物、胶体和大分子与溶剂等小分子物质分离，目前已涉及电子工业、食品工业、医药工业、环境保护和生物工程等领域。
实验参数：
描述超滤膜透过性的参数是膜通量。代表污水回用参数主要是截留率、温度、pH、COD及各种水质参数。
1、膜通量计算公式：J?VS?t
式中:J代表膜通量，单位为m3/m2.s；V代表水量，单位为m3；t代表出水用时，单位为s；S代表膜面积，单位为m2。
2、截留率公式：
表观截留率 R?1?CpCb；本征截留率 R'?CpCm
式中:Cb和Cp分别代表原料液和透过液的浓度mg/L。 Cm--代表截留液浓度mg/L。
三、实验装置与设备
实验设备主要是有机聚醚砜中空纤维膜实验机。其中： 膜孔径为0.2um，膜面积为2.5m2，膜部件为两只，每个长 约45cm，直径约9cm；分离动力为压力；所用泵为不锈钢 射流式自吸泵，其规格为：Q为0-90L/min，H为41-17m， NPSH为2.5m，功率为0.75KW；1000ml量筒一个，精确到 10ml；秒表一个，精确到0.01秒；温度计一支，精确到 1℃。
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图1 中水回用膜装置