[发明专利]正渗透膜性能测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于膜性能测试领域，具体涉及正渗透膜性能测试系统及测试方法。

背景技术

正渗透(Forward osmosis，FO)是在无需外加压力的作用下，在膜两侧的原料液和驱动液产生的渗透压差的作用下，渗透压低的原料液中的水分子通过选择性的正渗透膜进入渗透压高的驱动液一侧中，使得某一侧的原料液被浓缩另一侧的驱动液被稀释的过程(如图1所示)，这种具有选择性的半透膜正是正渗透膜，其仅能透过水，溶液中的其他溶质分子或者溶质离子不能透过正渗透膜而被正渗透膜截留。

正渗透膜的主要性能指标是水通量和截盐率，室现有的正渗透膜性能测试装置测量准确，渗透进程控制显著，可以连接电脑通过数据采集系统，在线监控汲取液质量的变化、原料液中电导率的变化，并实时通过流量调节阀调节流量，但不能对汲取液和原料液进行循环利用，导致了原料的浪费和测试成本的增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了正渗透膜性能测试系统及测试方法，用于测试正渗透膜的水通量和截盐率，本发明设计合理，能够实现汲取液和原料液的循环利用，降低了测试成本，若应用于工业生产可大大降低生产成本，且操作方便。

达到上述目的，本发明提供了正渗透膜性能测试装置，包括对接的汲取液储液罐和原料液储罐，接口处设置有正渗透膜和密封圈，所述汲取液储液罐用于容置汲取液，所述原料液储罐用于容置原料液，所述汲取液储液罐设置有出料口，所述出料口通过汲取液出料管A与汲取液罐连通，所述汲取液罐的第一出口通过管道与汲取液储箱连接，所述汲取液储箱的出口通过汲取液进料管与汲取液储液罐连接，所述原料液储罐通过原料液出料管与原料液罐连通，原料液罐出口通过管道与原料液储箱入口连接，原料液储箱的出口通过原料液进料管连接原料液储罐的入口。

所述汲取液罐还设置有第二出口，所述汲取液罐的第二出口处依次设置有汲取液调节阀A、汲取液泵、蒸发装置和分离组分储箱，所述分离组分储箱包括分离组分储箱A和分离组分储箱B，分别通过出口调节阀A和出口调节阀B与蒸发装置的出口连接，所述分离组分储箱与汲取液储箱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。

所述汲取液罐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、汲取液进口泵，所述汲取液储箱出口与汲取液储液罐入口之间设置有汲取液储箱出口调节泵、汲取液储箱出口调节阀和汲取液储液罐进口压力表，原料液储罐出口与原料液罐之间设置有原料液出口泵，所述原料液箱的出口与原料液储罐入口之间设置有原料液进口泵、原料液进口压力表和原料液进口调节阀，所述原料液罐出口与原料液储箱入口之间设置有原料液罐出口泵和原料液罐出口阀。

所述正渗透膜为圆形。

还包括用于对原料液储罐中的原料液进行搅拌的搅拌器和用于对汲取液储液罐中的汲取液进行搅拌的搅拌机，所述电动搅拌机的搅拌棒伸入汲取液中。

还包括所述电导率控制仪，所述电导率控制仪的探头伸入原料液罐中的液体中，所述电导率控制仪与电脑的连接，利用电脑动态监控在测试过程中原料液电导率的变化，所述汲取液罐下端设置有电子天平，所述电子天平与电脑连接，用于动态监控在测试过程中汲取液重量的动态变化。

所述汲取液储液罐、原料液储罐、汲取液罐和原料液罐均采用透明材料制成，且设置有刻度。

所述汲取液储液罐上部开设有汲取液出料液管，所述汲取液出料液管出口处设置有用于盛放从汲取液出料液管中流出的液体的烧杯，所述汲取液储箱和原料液储箱下方设置有用于减小内浓差极化的水浴锅。

所述汲取液储液罐和原料液储罐的接口处设置有原料液密封圈和汲取液密封圈，汲取液储液罐和原料液储液罐通过螺栓式法兰进行固定。

正渗透膜性能测试的方法，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，调整汲取液储箱出口调节阀，向汲取液储液罐注入汲取液至汲取液储液罐的2/5-3/5处，关闭汲取液储箱出口调节泵，停止向汲取液的注入；打开原料液进口泵，调整原料液进口压力表，向原料液储液罐注入原料液，直至原料液装满原料液储液罐；

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；