一种平板式正渗透膜性能测试方法与装置与流程

本发明涉及正渗透膜性能检测技术领域，具体涉及实验室用正渗透膜性能测试方法与装置。

背景技术：

正渗透技术是一种新型的膜分离技术，它与传统的膜分离技术最大的区别之处在于通过在正渗透膜一侧添加高浓度的汲取液，以高浓度的汲取液产生强大的渗透压为动力实现膜分离过程，而不需要外加压力。正渗透技术是一项节能的新型膜分离技术，因此，近年来，正渗透技术已成为国内外不少学者的研究热点。

具备较高的水通量和较低的反向盐通量的性质是性能良好的正渗透膜的特点，也是评价正渗透膜性能的两个最为直观的性能。而目前市面上以及各研究单位自制的平板式正渗透膜测试装置多采用方框式的设计，需要用多根螺栓紧固，安装费时费力；并且所需要的正渗透膜有效膜面积也较大，增大了膜制备的难度与成本。

因此，设计一种易于组装的平板式正渗透膜测试装置显得十分必要。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种安装方便、快捷的平板式正渗透膜性能测试装置，该装置为圆柱体形，使用卡箍固定，相比传统正渗透膜组件的安装更省时省力，操作简便。

本发明还提供了基于上述装置的平板式正渗透膜性能测试方法。

本发明通过如下技术方案实现。

一种平板式正渗透膜性能测试装置，其特征在于，为圆柱体形，包括原料液池池体、密封圈、汲取液池池体和固定卡箍；所述原料池池体和汲取液池池体均为装置圆柱体的半圆柱体；

所述原料液池池体的腔体内有原料液池；在原料液池池体的下端面具有凸出的管口，为原料液进口管，所述原料液进口管与原料液池下端连通；在原料液池池体的上端面具有凸出的管口，为原料液出口管，所述原料液出口管与原料液池的上端连通；

所述原料液池池体的矩形面上有与密封圈结构对应的凹槽，所述密封圈安装在在凹槽上；

所述汲取液池池体的腔体内有汲取液池，在汲取液池池体的下端面具有凸出的管口，为汲取液进口管，所述汲取液进口管与汲取液池的下端连通；在汲取液池池体的上端面具有凸出的管口，为汲取液出口管，所述汲取液出口管与汲取液的上端连通；

所述原料液池与汲取液池结构对称，大小相同，且靠近进口管侧和出口管侧均设计有导流段，保证池内不存在死角；

所述固定卡箍在装置柱体的中下部和中上部，通过螺栓和螺母的配合，合拢并箍紧原料液池池体与汲取液池池体两个半圆柱体。

进一步地，测试过程中，待测试的正渗透膜放置原料液池池体与汲取液池池体合拢位置上，且正渗透膜的尺寸大于原料液池池体或汲取液池池池的尺寸。

测试过程中，通过外部的原料液和汲取液供给系统连接至原料液进口管和汲取液进口管实现进水，原料液和汲取液通过测试装置后，分别通过原料液出口管和汲取液出口管排出至相应的外部测试系统。

进一步地，所述原料液池池体和汲取液池池体采用亚克力有机玻璃制作。

进一步地，所述密封圈采用丁腈橡胶、硅橡胶或氟橡胶材质的密封圈，以保证密封效果和耐腐蚀要求。

基于上述任一项所述装置的一种平板式正渗透膜性能测试方法，包括如下步骤：

将原料液进料系统与原料液进口管连接好，将汲取液进料系统与汲取液进口管连接好，原料液与汲取液同时分别从原料液进口管和汲取液进口管进入装置，并分别从原料液出口管和汲取液出口管排出进入测试系统。

进一步地，测试的平板式正渗透膜包括采用以聚丙烯腈为基膜，以界面聚合法制备的芳香聚酰胺为活性分离层的平板膜。

进一步地，所述原料液为去离子水。

进一步地，所述汲取液为1~2mol/L的氯化钠溶液。

进一步地，测得的正渗透膜水通量为7~11L/(m²*h)，反向盐通量为2~4g/(m²*h)。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明装置测试过程中，原料液和汲取液在相应膜池内布水均匀，且池内具有导流段；

（2）本发明装置相较于传统板框式测试装置，所需正渗透膜面积小，适用于各种类型的平板式正渗透膜的性能测试；

（3）本装置相较于传统测试装置需安装过程繁琐且耗时费力，安装快捷省时，且操作简便。

附图说明

图1 为本发明一种平板式正渗透膜性能测试装置的组装示意图；

图2 为本发明一种平板式正渗透膜性能测试装置的外观图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明不限于以下实施例。

本发明一种平板式正渗透膜性能测试装置的组装示意图和外观图分别如图1和图2所示，该装置为圆柱体形，包括原料液池池体、密封圈7、汲取液池池体和固定卡箍8；原料池池体和汲取液池池体均为装置圆柱体的半圆柱体。

原料液池池体的腔体内有原料液池1；在原料液池池体的下端面具有凸出的管口，为原料液进口管2，原料液进口管2与原料液池1下端连通；在原料液池池体的上端面具有凸出的管口，为原料液出口管3，原料液出口管3与原料液池1的上端连通。

原料液池池体的矩形面上有与密封圈7结构对应的凹槽，密封圈7安装在在凹槽上。

汲取液池池体的腔体内有汲取液池4，在汲取液池池体的下端面具有凸出的管口，为汲取液进口管5，汲取液进口管5与汲取液池4的下端连通；在汲取液池池体的上端面具有凸出的管口，为汲取液出口管6，汲取液出口管6与汲取液4的上端连通。

原料液池1与汲取液池4结构对称，大小相同，且靠近进口管侧和出口管侧均设计有导流段，保证池体内不存在死角。

固定卡箍8在装置柱体的中下部和中上部，通过螺栓和螺母的配合，合拢并箍紧原料液池池体与汲取液池池体两个半圆柱体。

测试过程中，待测试的正渗透膜放置原料液池池体与汲取液池池体合拢位置上，且正渗透膜的尺寸大于原料液池池体1或汲取液池池池4的尺寸；本实例原料液池池体和汲取液池池体采用亚克力有机玻璃制作；密封圈7采用丁腈橡胶、硅橡胶或氟橡胶材质的密封圈。

实施例1

按图1及上述组装步骤，将带平板复合正渗透膜的装置组装完成，外观图如图2。

将原料液进料系统与原料液进口管2连接好，将汲取液进料系统与汲取液进口管5连接好，原料液与汲取液同时分别从原料液进口管2和汲取液进口管5进入装置，并分别从原料液出口管3和汲取液出口管6排出进入测试系统。

所述的平板复合正渗透膜是采用以聚丙烯腈为基膜，以界面聚合法制备的芳香聚酰胺为活性分离层的平板膜；原料液为去离子水，汲取液为1mol/L的氯化钠溶液，原料液与汲取液的流量皆为80L/h。

以活性层面对原料液的测试方式，测得的正渗透膜水通量为10.52L/(m²*h)，反向盐通量为4.29g/(m²*h)。

以相同的测试条件，使用传统板框式测试装置测量所得结果为膜水通量11.38 L/(m²*h)，反向盐通量为4.71 g/(m²*h)。

本装置测量结果与传统板框式测试装置结果接近，说明本装置测量结果有效、可靠。

实施例2

按图1及上述组装步骤，将带平板复合正渗透膜的装置组装完成，外观图如图2。

将原料液进料系统与原料液进口管2连接好，将汲取液进料系统与汲取液进口管5连接好，原料液与汲取液同时分别从原料液进口管2和汲取液进口管5进入装置，并分别从原料液出口管3和汲取液出口管6排出进入测试系统。

所述的平板复合正渗透膜是采用以醋酸纤维素为基膜，以溶胶凝胶法制备的平板膜；原料液为去离子水，汲取液为2mol/L的氯化钠溶液，原料液与汲取液的流量皆为80L/h。

以活性层面对原料液的测试方式，测得的正渗透膜水通量为7.16L/(m²*h)，反向盐通量为2.37g/(m²*h)。

以相同的测试条件，使用传统板框式测试装置测量所得结果为膜水通量6.99 L/(m²*h)，反向盐通量为2.42 g/(m²*h)。

本装置测量结果与传统板框式测试装置结果接近，说明本装置测量结果有效、可靠。