电渗析实验.doc

电渗析实验一、 实验目的1、 熟悉电渗析器各部分构造、功能、安装方法及操作方法；2、 掌握电渗析器极限电流的测定、计算方法；3、 加深理解电渗析运行中的电流密度、液体流速、溶液含盐量三者关系。二、 实验原理在电渗析运行中，电流密度的大小，直接影响了电渗析的效率。电流密度与单位时间内溶液离子的多少成正比关系，通常以威尔逊公式表示为：ilim=KCdpu (20-1)式中：ilim极限电流密度（Ma/cm2）；K水力特性参数； u淡水隔板流水道中的水流速度（cm/s）； Cdp淡水室水中的对数平均浓度（mm/l）； Cdi淡水室进水含盐量（mm/l）；Cde淡水出水含盐量（mm/l）。该式是在并联隔板电渗析器和理想条件下求得的，在实际使用的电渗析器中，由于隔网的紊流效果与理想情况有一定的差别，极限电流密度表达式应取如下形式：ilim=KCdpun （20-2）式中：n流速指数；其他符号同上。在电渗析运行中，由于进入淡水室中水流的流速、含盐量不同，总有一个电流密度与之相对应。如果继续改变输入电压，则电流也发生变化。当电压升高后，电流密度变化极微，从而改变了原来的电压电流关系时，就可能出现极化现象。利用这样的关系，用作图的方法不难求出极限电流密度值。由若干个不同水流速u或平均浓度Cdp时的极限电流密度值，便可求出它的表达式。三、电渗析器的构造：电渗析器由膜堆、极区和压紧装置三部分构成：1、 膜堆：是由相当数量的膜对组装而成的。膜对：是由一张阳离子交换膜，一张隔板（淡水或浓水隔板）； 一张阴离子交换膜，一张隔板（淡水或浓水隔板）组成。离子交换膜：是电渗析器的关键部件，本厂采用聚乙烯异相离子交换膜。隔板：分浓、淡水隔板，交替放在阴阳膜之间，使阴膜和阳膜之间保持一定的距离，沿隔板平面通过水流。垂直隔板平面通过电流。隔板厚度09毫米。2、 极区包括电极、极框和导水板：电极：为连接电源所用；极框：放置在电极和膜之间，以防膜贴到电极上去，起支撑作用。3、 压紧装置：是用来压紧电渗析器，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不致漏水。五、实验步骤1、调配水样，使其含盐量约为5mmol/l左右；2、安装电渗析器，接通各进出水管路；3、启动水泵，检查电渗析器浓、淡水室、极室进出水是否正常；4、用秒表和量筒测定浓、淡水室流量，调节流量控制阀，使浓淡水室流速相同；5、接通电路，调节调压器使电压为0.3V/膜对左右，待稳定后，读出相应的电流值，测出淡室出水含盐量6、在原水水质和流速不变的条件下，依次升高膜堆电压，每次升高0.2V/膜对，待稳定后，读出电流值和淡室出水含盐量；7、改变进水流量，重复步骤4、5、6；8、实验完毕后先停电，然后再停水。注意事项1、为能准确的求出极限电流密度和其他表达式，实验时应尽量多的测出电流值。每一种流速下应测78个电流密度。同时应测46个不同流速值。2、在电压电流曲线上，如果图上有两个拐点时，则应取过两拐点的切线交点处电流值为极限电流密度。3、测定原水种NaCl含量，可用硝酸银（AgNO3）滴定法或电导率测定法。六、实验结果整理1、实验所测数据建议按表20-1填写。2、以为纵坐标，流速为u为横坐标，把表20-1所，列数据画在对数纸上,并拟作直线，则该直线截距为K、斜率为n，求出关系表达式。3、令y、lgKa、nb、lgux则Kum可改写为yabx，用一元线性回归配直线，便可求出a、b值，带入式KCdpun即可求得。表20-1 电渗洗实验记录实验日期_年_月_日符号水流速度U(cm/s)淡室进水含盐量Cdi(mmol/l)淡室对数平均含盐量Cdp(mmol/l)极限电流密度Cdp(mmol/l)Cdplgu(lg u)2=七