电渗析实验设备

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TOC\o"1-5"\h\z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'第十章设备发生故隙，请拨打电话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：熟悉电渗析器各部分构造、功能、安装方法及操作方法；

掌握电渗析器极限电流的测定、计算方法；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： ilim=KCdpU （20-1）式中：iim 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）；Cdi—CdeCdp= 一-lg_Cdi/Cde Cdi—CdeCdp= 一-lg_Cdi/Cde ；在实际使用的电渗析器中， 由于隔网的紊流效果与理ilin=KCdpUn （20-2）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，想情况有一定差别，极限电流密度表达式应取如下形式：式中：n流速指数；其它符号同上。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一电流关系时，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?^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：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）；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。隔板厚度毫米。极区包括电极、极框和导水板：电极：为连接电源所用，本厂电极采用钛涂钉极框：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。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）TOC\o"1-5"\h\z1、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直流电源+1-）克流电源-C+）清水■进京水说X_I幻卜士I端电彼（H）t<-电渗析实验装置示意图直流电源+1-）克流电源-C+）清水■进京水说X_I幻卜士I端电彼（H）t<-］共电极取样—X—取样TXn中R端电极（乙）浅（浓）水出啜基进<］原水迸■p<-1幻1侬［澎）水出极水出谶水出2五、实验步骤：调配水样，使其含盐量约 5mmol/l左右；安装电渗析器，接通各进出水管路；启动水泵，检查电渗析器浓、淡水室、极室进出水是否正常；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；接通电路，调节调压器使电压为膜对左右，待稳定后，读出相应的电流值，测出淡室出水含盐量；在原水水质和流速不变的条件下，依次升高膜堆电压，每次升高膜对，待稳定后，读出电流值和淡室出水含盐量；改变进水流量，重复步骤4、5、6;实验完毕后先停电，然后再停泵停水。注意事项：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 7〜8个电流密度。同时应测4〜6个不同流速值。在电压一一电流曲线上，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。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：实验所测数据建议按表20-1填写。K、以lg世为纵坐标,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，则该直线截距为斜率为n,求出关系表达式。K、令lg鼠=y、igK=a、n=b、lgu=x则鼠=Kum可改写为y=a+bx,用一元线性回归配直线，便可求出 a、b值，代入式iiin=KCdpun即可求得iiin。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)ilinQdP■lg市lgu(lgu)2(lgu)X(lg君)艺n0lgj=OpElgu「(lgu)2=2(lgu)(lgf3七、实验结果讨论：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。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)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at3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220mmx400mmx09mm 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