新型分离技术习题解答——第3章

新型分离技术习题解答——第3章

第三章 反渗透、纳滤、超滤和微滤（习题解答）

3-1试分别求出含NaCl 3.5％的海水和含NaCl 0.1％的苦咸水25℃时的理想渗透压。若用反渗透法处理这两种水，并要求水的回收率为50％，渗透压各为多少? 哪种水需要的操作压力高?

+-解:（1）：理想溶液渗透压可用van’t Hoff定律计算。海水中的NaCl可认为完全解离为Na和Cl，即形

成渗透压的离子浓度为NaCl浓度的两倍，故含3.5%NaCl的海水在298K时的理想渗透压为：

RT ci RT

CiCj 35

8.314 298 2 2.97MPa

58.45 MM

含0.1%NaCl的苦咸水在298K时的理想渗透压为：

1

2 0.0848MPa 58.45

（2）：水回收率为50%时，被（理想）反渗透浓缩后的海水中，NaCl浓度增为3.5%/0.5 7.0%

70

RT ci 8.314 298 2 5.93MPa

58.45

（3）：水回收率为50%时，被（理想）反渗透浓缩后的苦咸水中，NaCl浓度增为0.1%/0.5 0.2%

2

RT ci 8.314 298 2 0.17MPa

58.45

RT ci 8.314 298

由此可知，因海水中NaCl的浓度远比苦咸水中高，其所需的操作压力也远比苦咸水来得高。其次，苦咸水的回收率达到50%，则反渗透压力将增高一倍。

3-2 含盐量为10000 mg （NaCl）/L的苦咸水, 采用有效面积为10cm2的醋酸纤维素膜，在压力6.0MPa下进行反渗透试验。在水温25℃时，水流量Qp为0.01cm2／s时，透过液溶质浓度为400mg/L，试计算水力渗透系数Lp，溶质透过系数ω以及脱盐率。（溶质渗透压系数Φi与溶质的种类及浓度有关，本题取Φi=2。） 解：苦咸水的渗透压： iCRT 2

水力渗透系数：

10000

0.082 298 8.35atm

58.5 1000

JVQP

P A( P )

0.01

1.94 10 8L/cm2s.atm1000 10(60 8.35)Lp

溶质渗透系数：

QfCFJS

CSA CS

0.01 400

4.16 10 8L/cm2s.atm

1000 10(10000 400)

脱盐率： R0

CB Cf

CB

10000 400

96%

10000

－－

3-3 透系数LP等于2×108L／cm2·s·MPa，溶质的透过系数P为4×108L／cm2·s的反渗透膜，在操作