[发明专利]正渗透膜性能测试系统及测试方法

权利要求书

1.正渗透膜性能测试系统，其特征在于，包括对接的汲取液储液罐(1)和原料液储罐(2)，接口处设置有正渗透膜(3)和密封圈，所述汲取液储液罐(1)用于容置汲取液，所述原料液储罐(2)用于容置原料液，所述汲取液储液罐(1)设置有出料口，所述出料口通过汲取液出料管A(11)与汲取液罐(16)连通，所述汲取液罐(16)的第一出口通过管道与汲取液储箱(27)连接，所述汲取液储箱(27)的出口通过汲取液进料管(14)与汲取液储罐(1)连接，所述原料液储罐(2)通过原料液出料管(43)与原料液罐(32)连通，原料液罐(32)出口通过管道与原料液储箱(40)入口连接，原料液储箱(40)的出口通过原料液进料管(31)连接原料液储罐(2)的入口。

2.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，所述汲取液罐(16)还设置有第二出口，所述汲取液罐(16)的第二出口处依次设置有汲取液调节阀A(17)、汲取液泵(19)、蒸发装置(21)和分离组分储箱，所述分离组分储箱包括分离组分储箱A(24)和分离组分储箱B(25)，分别通过出口调节阀A(22)和出口调节阀B(23)与蒸发装置(21)的出口连接，所述分离组分储箱与汲取液储箱(27)的入口通过管道连接，所述分离组分储箱的出口设置有调节阀(26)。

3.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，所述汲取液罐(16)的第一出口与汲取液储箱(27)入口之间设置有汲取液调节阀B(18)、汲取液进口泵(20)，所述汲取液储箱(27)出口与汲取液储罐入口(1)之间设置有汲取液储箱出口调节泵(28)、汲取液储箱出口调节阀(29)和汲取液储罐进口压力表(30)，所述原料液储罐(2)出口与原料液罐(32)之间设置有原料液出口泵(15)，所述原料液箱(40)的出口与原料液储罐(2)入口之间设置有原料液进口泵(35)、原料液进口压力表(34)和原料液进口调节阀(33)，所述原料液罐(32)出口与原料液储箱(40)入口之间设置有原料液罐出口泵(41)和原料液罐出口阀(42)。

4.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，所述正渗透膜(3)为圆形。

5.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，还包括用于对原料液储罐(2)中的原料液进行搅拌的搅拌器(10)和用于对汲取液储液罐(1)中的汲取液进行搅拌的搅拌机(7)，所述电动搅拌机(7)的搅拌棒伸入汲取液中。

6.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，还包括所述电导率控制仪(8)，所述电导率控制仪(8)的探头伸入原料液罐(32)中的液体中，所述电导率控制仪(8)与电脑的连接，利用电脑动态监控在测试过程中原料液电导率的变化，所述汲取液罐(16)下端设置有电子天平(38)，所述电子天平(38)与电脑连接，用于动态监控在测试过程中汲取液重量的动态变化。

7.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，所述汲取液储液罐(1)、原料液储罐(2)、汲取液罐(16)和原料液罐(32)均采用透明材料制成，且设置有刻度。

8.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，所述汲取液储液罐(1)上部开设有汲取液出料液管(36)，所述汲取液出料液管(36)出口处设置有用于盛放从汲取液出料液管(36)中流出的液体的烧杯(37)，所述汲取液储箱(27)和原料液储箱(40)下方设置有用于减小内浓差极化的水浴锅(39)。

9.根据权利要求1所述的正渗透膜性能测试系统，其特征在于，所述汲取液储液罐(1)和原料液储罐(2)的接口处设置有原料液密封圈(4)和汲取液密封圈(5)，汲取液储液罐(1)和原料液储液罐(2)通过螺栓式法兰(6)进行固定。

10.正渗透膜性能测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)组装正渗透膜性能测试装置；

2)打开汲取液储箱出口调节泵(28)，调整汲取液储箱出口调节阀(29)，向汲取液储液罐(1)注入汲取液至汲取液储液罐(1)的2/5-3/5处，关闭汲取液储箱出口调节泵(28)，停止向汲取液的注入；打开原料液进口泵(35)，调整原料液进口压力表(34)，向原料液储液罐(2)注入原料液，直至原料液装满原料液储液罐(2)；

3)观察并记录汲取液液位随时间的变化量，并据此得出原料液的水通量的变化；

正渗透膜水通量的计算公式：Jw＝Δm/ρst；

其中：Jw——正渗透水通量，L/m²h；

Δm——汲取液质量的增加值，kg；

ρ———水的密度，kg/m³；

s———正渗透膜的有效膜面积，m²；

t———测试的时间，h；

4)打开搅拌器(10)和电动搅拌机(8)，同时搅拌原料液储液罐(1)内的原料液和汲取液储液罐(2)内部的汲取液；

5)观察并记录汲取液罐上升的液位变化，用电导率仪(7)测量被稀释的汲取液的电导率的变化；

6)通过水通量和反向盐通量的变化，计算取得截盐率，计算公式如下：

正渗透膜截盐率的计算公式：R＝1-Cp/Cf；

其中：Cp——透过液中的盐浓度；

Cf——初始原料液中的盐浓度；

C＝K/Λm；

其中：C——溶液的浓度mol/l；

K——电导率控制仪测得原料液的电导率；

Λm——溶液的摩尔电导率(s.cm²)/g；

Λm＝λM；

λ——电解质的当量电导率(s.cm²)/g；

M——电解质的摩尔质量g/mol。