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双极膜电渗析技术的研究进展
董恒;王建友;卢会霞
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2010(029)002
【摘要】双极膜电渗析技术(BMED)是利用直流电场作用下双极膜界面层内发生水解离生成H~+和OH~-这一电化学特性,通过将双极膜与阴、阳离子交换膜适当组合,可实现不同的特种分离功能.与传统工艺相比,BMED具有高效节能、环境友好、操作便捷等突出技术优势.本文介绍了3种不同的BMED工作模型以及BMED在有机酸生产、水除盐、蛋白分离、超纯水制备等领域的最新研究进展,对BMED技术的进一步研究与发展进行了展望.
【总页数】6页(P217-222)
【作者】董恒;王建友;卢会霞
【作者单位】南开大学环境科学与工程学院,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,天津,300071;南开大学环境科学与工程学院,天津,300071
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.发酵过程与双极膜电渗析的集成操作——介绍一个分离与反应技术一体化的化学工程实验 [J], 冯红艳;徐铜文;王晓林;杨伟华
2.双极膜电渗析技术在工业高含盐废水中的应用 [J], 夏敏;操容;叶春松;刘通;林久
养
3.双极膜电渗析理论与应用的研究进展 [J], 唐宇;王晓琳;龚燕;余立新
4.双极膜电渗析技术在制酸领域的研究进展 [J], 闫凯旋; 郑强松; 刘俊生; 陈向荣; 檀胜; 杭晓风
5.双极膜电渗析技术的研究进展 [J], 孙文文;唐元晖;张春晖;安康;林芷婧;林亚凯;王晓琳
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海南双极膜电渗析海南双极膜电渗析是一种利用膜分离技术进行物质分离的方法。
它是在电场作用下，通过膜的选择性渗透作用，将溶液中的离子或分子分离出来的一种方法。
双极膜电渗析技术在海南地区得到了广泛应用，并在水处理、海水淡化、废水处理、生物医药等领域取得了显著的效果。
双极膜电渗析技术的原理是基于膜的渗透性和电场的作用。
膜是由一层或多层选择性渗透性材料组成的，可以选择性地让溶质通过，而阻止其他组分通过。
在电场作用下，正负极电解液分别注入到两侧的电解槽中，形成电场。
当电解液中的离子或分子进入膜孔时，根据其电荷性质和大小，会受到电场力的作用，使其向相应的极板迁移。
通过调整电场强度和膜孔大小，可以实现对不同离子或分子的分离。
海南双极膜电渗析技术具有许多优点。
首先，它可以高效地分离多种离子或分子，具有很好的选择性。
其次，该技术操作简便，设备成本低，能耗小。
另外，该技术对处理水质的适应性强，可以处理高浓度的溶液，适用于不同的应用场景。
此外，双极膜电渗析还可以实现连续操作，提高了处理效率。
在海南地区，双极膜电渗析技术在水处理领域得到了广泛应用。
海南是一个海岛省份，水资源相对紧缺。
海水淡化成为解决供水问题的重要途径之一。
双极膜电渗析技术可以有效地去除海水中的盐分，使其变为可以使用的淡水。
此外，海南还有许多海水养殖场和海洋化工厂，产生大量的含盐废水。
通过双极膜电渗析技术处理这些废水，可以回收水资源和有价值的溶质，同时减少对环境的污染。
除了水处理领域，双极膜电渗析技术在生物医药领域也有应用。
例如，在药物制剂过程中，通过双极膜电渗析技术可以实现对药物溶液的浓缩和纯化，提高药物的纯度和产量。
此外，在生物分离和纯化过程中，双极膜电渗析技术也可以起到重要的作用。
海南双极膜电渗析技术是一种高效、经济、环保的物质分离方法。
在水处理、海水淡化、废水处理和生物医药等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和创新，相信双极膜电渗析技术在海南地区将会发挥更大的作用，为当地的可持续发展做出更大的贡献。
双极膜电渗析处理含盐制药废水的实验方案
实验方案：双极膜电渗析处理含盐制药废水
一、实验目的
本实验旨在探究双极膜电渗析技术处理含盐制药废水的可行性，优化处理工艺，提高处理效率，为实际工程应用提供理论依据。
二、实验原理
双极膜电渗析技术是一种基于电场驱动的膜分离技术，通过阳离子和阴离子在电场作用下的选择性迁移，实现离子的分离和浓缩。
在双极膜电渗析过程中，水分子在电场作用下被分解为氢离子和氢氧根离子，从而调节溶液的
pH值。
同时，带电离子在电场作用下选择性迁移，实现离子的分离和浓缩。
三、实验步骤
1. 实验准备：准备不同浓度的含盐制药废水样品，收集并了解相关水质数据。
选择合适的双极膜电渗析设备，确保设备性能稳定。
2. 实验操作：将含盐制药废水样品加入双极膜电渗析设备中，设定合适的实验条件，如膜堆电压、电流密度等。
开始实验后，实时监测处理过程中的各项指标，如pH值、电流效率、能耗等。
3. 数据记录：详细记录实验过程中的各项数据，包括不同时间点的pH值、电流效率、能耗等。
同时，定期取样分析，检测处理后废水中盐分、有机物等指标的变化情况。
4. 结果分析：根据记录的数据，分析双极膜电渗析技术处理含盐制药废水的可行性。
通过对比不同实验条件下的处理效果，优化工艺参数。
5. 结论总结：总结实验结果，得出双极膜电渗析技术处理含盐制药废水的最佳工艺条件，为实际工程应用提供指导。
四、注意事项
1. 在实验过程中，要严格控制实验条件，确保数据的准确性和可靠性。
2. 实验结束后，应按照相关规定妥善处理废液，避免对环境造成二次污染。
双极膜电渗析技术处理稀土钠皂化废水回收液万淑芳;肖作义;曲堂超【摘要】采用双极膜电渗析(BMED)技术处理稀土钠皂化废水回收液,使回收液中的氯化钠转化为氢氧化钠溶液(简称碱)和盐酸(简称酸)而回用.考察了电流和初始酸碱浓度对膜对电压、回收的酸和碱的浓度、电流效率和能耗的影响.实验结果表明,随电流的增大,膜对电压升高,回收的酸和碱的浓度也明显增加,电流效率和能耗均提高;随初始酸碱浓度的增加,膜对电压、电流效率和能耗均下降,回收的酸和碱的浓度逐渐增加;综合考虑各方面因素并侧重考虑回收的酸和碱的浓度,本实验适宜的工艺条件为:电流25 A、初始酸碱浓度0.3 mol/L.在此条件下反应150 min,回收酸的浓度为1.24 mol/L,回收碱的浓度为1.55 mol/L.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2014(034)006【总页数】5页(P552-556)【关键词】双极膜电渗析;稀土钠皂化废水;回收液;氢氧化钠;盐酸;回用【作者】万淑芳;肖作义;曲堂超【作者单位】内蒙古科技大学能源与环境工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学能源与环境工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古包钢稀土(集团)高科技股份有限公司冶炼厂,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】X703双极膜是由阳离子交换层、界面亲水层和阴离子交换层复合而成的一种离子交换复合膜［1］，具有电渗析性能和纳滤性能［2］。
双极膜电渗析（BMED）技术是利用直流电场作用下双极膜界面层内发生水解离生成H+和OH-的这一电化学特性，将双极膜与阴、阳离子交换膜（简称阴膜和阳膜）适当组合，在不引入新组分的情况下实现酸、碱的生产或再生［3-4］。
为保证BMED装置运行的稳定和高效，必须控制电渗析装置的进水水质［5］。
内蒙古包头市某稀土厂对稀土矿物进行萃取分离产生的稀土钠皂化废水进行综合利用，处理后的回收液呈酸性，氯化钠浓度较高，但硬度小，氨氮和油的浓度较低，能达到BMED装置的进水要求。
双极膜电渗析技术的研究进展孙文文1,2,唐元晖1,张春晖1,安康2,林芷婧1,林亚凯2,王晓琳2(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;2.清华大学化学工程系膜科学与工程北京市重点实验室,北京100084)[摘要]在电场作用下,双极膜内的水能快速解离产生H +和OH -,这一电化学特性使双极膜电渗析(BMED )逐渐发展为一种新型膜分离技术。
首先介绍了BMED 的基本工作原理,综述了其发展历程,接着介绍了近年来其在酸碱生产、污染控制、与其他化工技术耦合作用等方面的研究进展,最后提出目前应用中存在的问题,并对BMED 的未来发展进行了展望。
[关键词]双极膜;电渗析;资源回收;污染零排放[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)05-0036-06Research progress of bipolar membrane electrodialysis technologySun Wenwen 1,2,Tang Yuanhui 1,Zhang Chunhui 1,An Kang 2,Lin Zhijing 1,Lin Yakai 2,Wang Xiaolin 2(1.College of Chemistry and Environmental Engineering ,China University of Mining and Technology ,Beijing 100083,China ;2.Key Laboratory of Membrane Materials and Engineering ,Department of Chemical Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China )Abstract :Under the effect of electronic field ,the water in the bipolar membrane is rapidly dissociated to produce H +and OH -.This electrochemical property leads to the development of bipolar membrane electrodialysis (BMED )as anew membrane separation technology.This paper firstly gave a brief review on the basic operating principles of the BMED technology and summarized its development.Then the application and progress of the acid and alkali produc ⁃tion ,pollution control ,coupled with other separation technologies in chemical engineering were reviewed and discu ⁃ssed.Finally ,some problems were put forward together with the prospects for further development.Key words :bipolar membrane ;electrodialysis ;resource recovery ;zero pollution emissions电渗析(ED ),作为膜分离中发展较早的分离技术,是在电场作用下,以电势差为驱动力,利用离子交换膜对料液进行分离和提纯的一种高效、环保的分离过程〔1〕。
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期双极膜研究进展及应用展望罗芬，杨晓琪，段方麟，李小江，吴亮，徐铜文（中国科学技术大学化学与材料科学学院，安徽 合肥 230026）摘要：双极膜是一类具有特殊“三明治”结构的离子交换膜。
在反向偏压下，双极膜界面层独特的水解离行为使其具有在线生成H +和OH −能力，因而在酸碱生产、资源分离回收等领域发挥着越来越重要的作用。
双极膜界面层催化剂的引入可以有效降低水解离反应电阻。
然而，大部分双极膜由于界面层构筑不当使其存在水解离电压过高、膜层结合力差、催化剂泄漏以及第一极限电流密度大等问题，无法实现大规模的工业化制备及应用。
因此，本文立足于双极膜及技术近期研究进展，从双极膜的水解离机理出发，综述了界面层催化剂的种类、界面构筑方式及膜层的复合工艺三个方面的研究进展，深度分析了浸蘸法、涂覆法、静电组装、原位生长、层层堆叠等界面催化剂固定方式的优缺点，力求为双极膜的规模化制备提供相应的理论支撑。
文中也指出了双极膜在工业化酸碱生产过程中的瓶颈问题，提出了不对称双极膜电渗析在工业化酸碱生产应用中的关键作用。
最后对双极膜的电化学应用前景进行了展望，即应该努力探索双极膜在电解水制氢、二氧化碳还原、电化学合成氨、燃料电池、液流电池等能源领域的应用前景，以此来推动双极膜的发展。
关键词：双极膜；界面层；催化剂；水解离；电化学应用中图分类号：TQ31 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0145-19Recent advances in the bipolar membrane and its applicationsLUO Fen ，YANG Xiaoqi ，DUAN Fanglin ，LI Xiaojiang ，WU Liang ，XU Tongwen(School of Chemistry and Materials Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, Anhui, China)Abstract: Bipolar membranes (BPMs) with a unique “sandwich ” structure are a particular class of ion-exchange membranes. Under reverse bias, the unique water dissociation (WD) feature and the local pHcontrol extensively apply the BPMs in acid/base production, resource separation and recovery. The WD resistance can be effectively reduced via the introduction of catalyst at the interfacial layer (IL) of BPMs.However, due to the imperfections of the IL, most BPMs have unwanted behaviors, such as high WD voltage, severe membrane delamination, catalyst leakage and high limiting current density, which leads to the large-scale industrial application of BPMs being unachievable. Therefore, based on the latest research progresses of BPMs, beginning with the WD mechanism of BPMs, this paper reviewed the research progress in three aspects: the types of interfacial layer catalyst, the construction methods of IL and the composite process of the membrane layers. Also, this paper deeply analyzed the merits and demerits ofinterfacial catalyst fixation methods such as immersion method, coating method, electrostatic assembly,特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1260收稿日期：2023-07-21；修改稿日期：2023-09-28。
双极膜电去离子技术处理模拟低浓度含镍废水尚广浩;张贵清;高从堦【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2014(000)010【摘要】采用双极膜电去离子技术(EDI-BP)处理低浓度模拟含镍废水，研究了Ni(OH)2沉淀产生的原因及消除措施。
结果表明：沿膜器高度的电流密度分布不均匀；浓水室靠近产水出水端阴膜面产生的Ni(OH)2 沉淀由于局部Ni2+、OH−离子浓度过高造成。
第一脱盐室进水端阳膜面产生的Ni(OH)2沉淀由水解离造成。
采用降低原水pH、浓水pH等措施能够有效地避免沉淀的产生；在原水Ni2+浓度30 mg/L、流速0.317 cm/s、pH值2.77，浓水pH 1.18和电流密度9.5mA/cm2的条件下进行浓缩试验，试验稳定运行285 h，得到的产水电导率约为1.5µS/cm，产水中未检测出Ni2+离子，浓水中Ni2+浓度可达2.7 g/L，浓缩倍数达90倍。
【总页数】8页(P2684-2691)【作者】尚广浩;张贵清;高从堦【作者单位】中南大学冶金与环境学院，长沙 410083; 中南大学难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室，长沙410083;中南大学冶金与环境学院，长沙410083; 中南大学难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室，长沙410083;中南大学冶金与环境学院，长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】X758【相关文献】1.“双极膜-电去离子”耦合过程浓缩低浓度含镍离子溶液 [J], 董恒;王建友;边艳芳;卢会霞2.低浓度的含镍废水处理的研究动态 [J], 李诗怡;王慧娴;黄行柱3.电去离子技术处理低浓度重金属废水研究进展 [J], 卢会霞;闫博;王建友;傅学起4."双极膜-电去离子"耦合过程处理含镍离子溶液 [J], 董恒;王建友;卢会霞;王玉珍;王少明5.特种分离电去离子技术处理低浓度含镍废水 [J], 王建友;卢会霞;闫博;付林;傅学起因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
