电渗析实验设备

1、 电渗析实验装置实验说明书手册上海同广科教仪器有限公司2015年10月目 录第一章 实验目的： 1第二章 实验原理： 1第三章 电渗析器构造： 1第四章 实验装置与实验流程图： 2第五章 实验步骤：3第六章 实验结果整理： . 3第七章 实验结果讨论： 4第八章 设备的组成和规格： 4第九章 定期检查项目 4第十章 设备发生故障，请拨打电话 4电渗析实验说明书注意：(本说明书及提供的计算方法和实验数据仅供参考：根据学校实际实验得出的数据为准。)一、实验目的：电渗析是近期发展起来的膜分离技术，它广泛应用于水处理各个行业，即可用于苦咸水淡化和工业生产用水的处理，又可用于冶金、化工、食品、医药等行业

2、的废液回收利用。在电渗析运行过程中，由于离子在溶液中和在交换膜中的迁移率不等，导致电渗析在高电流密度下出现极化现象，使溶液中的pH发生变化、交换膜上生成水垢，造成产水能力下降和额外的能量损失。因此，在电渗析运行前必须测定出它的极限电流密度，确保电渗析极限电流密度的方法很多，常用的方法是电压电流法。本实验就是采用的这种方法。通过实验希望达到下述目的：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、溶液中含盐量三者关系。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

3、与单位时间内溶液中离子的多少成正比关系，通常以威尔逊公式表示：ilimKCdpu （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（mmol/l） Cdp C diCde 2.31 lg Cdi/Cde ； Cdi淡水室进水含盐量（mmol/l）； Cde淡水室出水含盐量（mmol/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差别，极限电流密度表达式应取如下形式：ilinKCdpun （20-2）式中：n流速指数； 其它符号同上

4、。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度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。在实验中，常常碰到水中含盐量的测定问题，假如水中仅含一种电解质（例如NaCI），可近似的用氯离子含量（摩尔浓度）表示水的含盐量。这时也可用测定电导率的方法来确定。三、电渗析器构造：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。

5、膜对：是由一张阳离子交换膜，一张隔板（淡水或浓水隔板）；1一张阴离子交换膜，一张隔板（浓水或淡水隔板）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0.9毫米。2、 极区包括电极、极框和导水板：电极：为连接电源所用，本厂电极采用钛涂钌极框：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，不致漏水四、实验装置与实验流程图：（一）实验装置： 本实验采用人工配水，用水泵循环的方式。

6、浓淡水均用一个水箱内原水，经电渗析器后再流入水箱。实验装置如图20-1所示。 （二）实验设备和仪器仪表：(自备仪器)1、电导仪 DDS-II（附带电极） 1台2、直流稳压电源1台（可调0-60V/5A）1台3、滴定管 50ml 1支4、烧杯 100ml 5个5、三角烧瓶 100ml 5个电渗析实验装置示意图2五、实验步骤：1、 调配水样，使其含盐量约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

7、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，然后再停泵停水。注意事项：1、 为能准确的求出极限电流密度和其表达式，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、 测定原水中NaCI含量，可用硝酸银（AgHO2）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

8、-1填写。2、 以lg ilin Cdp 为纵坐标，流速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lg ilin Cdp y、lgKa、nb、lgux则 ilin Cdp Kum可改写为ya+bx，用一元线性回归配直线，便可求出a、b值，代入式ilinKCdpun 即可求得ilin 。表20-1 电渗析实验记录表实验日期 年 月 日序号水流速度u（cm/s）淡室进水含盐量淡室进水含盐量Cdi（mmol/l）淡室对数平均含盐量Cdp（mmol/l）极限电流密度ilim（mA/cm2）ilinCdplg ilin Cdplgu（l

9、gu）2（lgu）×（lg ilin Cdp）nlgilin Cdplgu（lgu）2（lgu）（lgilin Cdp）3七、实验结果讨论：1、 图解法和一元线性回归求出的极限电流密度表达式有什么不同？并解释不同的原因。2、 在实验中，每变化一次电压测得的I、u、Cdp是否都符合式（20-2）？3、 本实验还存在哪些问题？如何改进？八、实验装置的组成和规格：实验装置包括有机玻璃制成外池1套、电渗析器1套、配套装置有水箱1只、防腐防酸进水泵1台、转子流量计3只、压力表3只、4个取样口、倒顺开关、电控制箱1只、漏电保护开关1套、按钮开关1只、电压表1只、低部防水板1张、电源线、连接管道、阀门及不锈钢支架等组成。另配电渗析器使用说明书、电渗析器尺寸220 mm×400 mm×0·9 mm 整套装置占地0.7m2 电源 220V 单相三线制九、定期检查项目一、定期检查项目1水泵等设备是否正常运行；2水箱水位是否正常；