双极膜电渗析技术的研究进展
珠海双极膜电渗析
珠海双极膜电渗析1. 介绍珠海双极膜电渗析是一种高效的离子分离技术，通过使用特殊设计的双极膜，将溶液中的离子按照其电荷和大小进行分离。
该技术在环境保护、化工、制药等领域具有广泛的应用前景。
2. 原理珠海双极膜电渗析基于电渗析原理，利用电场作用将带电粒子（离子）从一侧向另一侧迁移。
其关键部分是双极膜，该膜由阳离子交换层和阴离子交换层组成，能够选择性地传递带正电荷或负电荷的离子。
在珠海双极膜电渗析中，通过施加外加电压，在膜内产生正负两个极化区域。
正极化区域吸引负离子向前移动，而负极化区域吸引正离子向前移动。
这样就实现了对溶液中带正、负电荷的离子进行有效分离。
3. 工艺流程珠海双极膜电渗析的工艺流程如下：1.原料准备：将需要进行分离的溶液准备好，确保其浓度适宜。
2.膜堆组装：将双极膜按照设计要求堆叠在一起，并且保证阳离子交换层和阴离子交换层正确对应。
3.施加电压：将膜堆两端连接到电源上，施加适当的电压。
4.离子分离：在施加电压的作用下，溶液中的带正、负电荷的离子被分离传递到阳离子交换层和阴离子交换层。
5.收集产物：从阳离子交换层和阴离子交换层收集分离出来的纯净溶液。
4. 应用领域珠海双极膜电渗析技术在多个领域具有广泛的应用前景：4.1 环境保护珠海双极膜电渗析可以用于处理含有重金属、有机物等污染物质的废水。
通过该技术，可以高效地将废水中的离子进行分离，达到水质净化的目的。
该技术还可以应用于海水淡化过程中，将海水中的盐分去除，提供大量可用水资源。
4.2 化工在化工领域，珠海双极膜电渗析可以用于溶液的分离和纯化。
在有机合成过程中，通过该技术可以将反应产物与副产物进行有效地分离，提高产品纯度和收率。
该技术还可以用于酸碱溶液、电镀液等的回收和再利用。
4.3 制药在制药领域，珠海双极膜电渗析可用于药物的纯化和浓缩。
通过该技术，可以将药物与杂质进行有效地分离，并且保留药物的活性成分。
该技术还可以应用于生物制品、蛋白质等高值产品的提纯过程。
海南双极膜电渗析
海南双极膜电渗析海南双极膜电渗析是一种新型的膜分离技术，广泛应用于海南的水资源处理和海水淡化领域。
本文将介绍海南双极膜电渗析的原理、应用和优势等方面的内容。
一、原理海南双极膜电渗析是利用膜的选择性通透性和电场作用原理来实现溶液中离子的分离和浓缩。
它通过在两侧施加电场，使带电的离子迁移至相应的极板上，从而实现溶质的分离和富集。
在这个过程中，膜扮演着关键的角色，起到选择性通透的作用。
二、应用海南双极膜电渗析在海南的水资源处理和海水淡化领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于处理含盐污水，将其中的有害离子去除，使水质得到改善。
其次，它可以应用于海水淡化过程中，将海水中的盐分去除，得到可供人们使用的淡水资源。
此外，海南双极膜电渗析还可以用于工业废水处理、电力工业中的溶液浓缩等领域。
三、优势相比传统的分离技术，海南双极膜电渗析具有以下优势。
首先，它具有高效率和高选择性，可以实现对溶质的精确控制。
其次，该技术可以实现连续操作，节约能源和成本。
此外，它还具有操作简便、设备占地面积小、无污染排放等特点，对环境友好。
四、发展前景海南双极膜电渗析作为一种新型的膜分离技术，具有广阔的发展前景。
随着海南水资源的日益紧张，水处理和海水淡化技术的需求将不断增加。
海南双极膜电渗析作为一种高效、环保的水处理技术，将会得到更广泛的应用和推广。
同时，随着技术的不断进步和创新，海南双极膜电渗析在效率、稳定性和成本等方面将会有更大的突破。
海南双极膜电渗析是一种具有潜力的膜分离技术，它在海南的水资源处理和海水淡化领域有着广泛的应用前景。
通过深入研究和不断创新，相信海南双极膜电渗析将为海南的水资源保护和可持续发展做出重要贡献。
双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的研究
双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的研究双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的研究偏钨酸铵是一种常见的无机化合物，具有广泛的应用领域，包括催化剂、电池材料、金属表面处理剂等。
但是，传统的化学合成方法存在着一些不足之处，如反应条件苛刻、产品纯度低等。
因此，寻求一种有效的制备方法是十分必要的。
近年来，双极膜电渗析法因其高效、环保、低成本等优点，成为了制备偏钨酸铵溶液的一种重要方法。
本文将着重探讨双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的研究进展。
1. 双极膜电渗析法的原理双极膜电渗析法是一种利用双极膜的溶液分离原理，通过外加电场将离子分离、移动及浓缩的方法。
它由中间储罐、阳离子膜、阴离子膜和极板四部分组成。
在外加电场的作用下，阳离子和阴离子从中间储罐分别进入不同的腔室，通过阴离子膜和阳离子膜中的离子交换，使其中的偏钨酸根离子向阴离子膜一侧浓缩，而铵离子向阳离子膜一侧浓缩，最终得到偏钨酸铵溶液。
2. 双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的研究现状近年来，许多学者采用双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液进行了研究。
其中，焦晓云等（2015）在实验室中进行了双极膜电渗析制备偏钨酸铵溶液的实验研究。
结果表明，以0.8 M Na2WO4为起始溶液，pH值为5.0、温度为30°C、电场密度为4 mA/cm2的工艺条件下，可以获得高质量的偏钨酸铵溶液，半硫酸铵用量分别为1.2倍和1.8倍时，产品的离子选择性都较好，且均可以达到99%以上。
该研究证实了双极膜电渗析法在偏钨酸铵溶液制备中的高效和可行性。
3. 双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的优势相比传统的化学合成法，双极膜电渗析法有着很多优势。
首先，该方法无需使用有机溶剂或有毒的还原剂等物质，减少了环境污染和化学危险品的使用；其次，制备周期短，反应灵敏度高，具有反应控制精度高、重现性好等特点；再次，该方法能够提高偏钨酸铵的纯度和产率，得到了更优质的产品。
4. 双极膜电渗析法制备偏钨酸铵溶液的研究展望尽管双极膜电渗析法已经成为偏钨酸铵溶液制备的有效方法，但仍然需要进一步探索和研究。
双极膜电渗析技术在新能源领域的应用研究进展
双极膜电渗析技术在新能源领域的应用研究进展摘要：双极膜电渗析技术（BMED）集成了双极膜和电渗析技术，充分利用了双极膜界面水解离速度快的性能，通过将双极膜与阴、阳单极模适当组合，实现不同的分离功能。
与传统工艺相比，BMED具有高效节能、环境友好、资源化利用率高等优点。
本文介绍了BMED的技术原理和设备构型，并对其在新能源领域的应用研究进展进行了综述，对BMED技术的未来研究与发展进行了展望。
关键词：双极膜；电渗析；酸碱；碳捕获；新能源近十年来，双极膜电渗析技术（Bipolar Membrane Electrodialysis, BMED）的理论和应用研究获得快速发展，双极膜材料及制备技术不断取得新的进步，应用领域已从化工领域的脱盐和酸碱制备拓展到环保领域的废水和废气处理及资源化利用。
近年来，BMED在化学储能、水电解制氢和太阳能利用等新能源领域也表现良好的应用潜力。
上世纪90年代中期，以美国为代表的西方国家就已开展了BMED的工业化应用，而目前国内还多停留在实验研究和小规模应用阶段。
因此，加强BMED的理论和应用研究，对于推动其在新能源利用领域的应用具有重大意义。
1. BMED的技术原理和设备构型1.1 BMED的技术原理双极膜（Bipolar Membrane，BPM）是一种新型的离子交换膜，通常由阴离子选择性层（AEL）、阳离子选择性层（CEL）和中间界面层（催化层）等3部分复合而成[1]。
当BPM两端施加反向电压时，阴、阳离子选择性层中的离子将分别通过阴、阳层向主体溶液迁移，由于固定电荷基团的静电排斥，溶液中同离子渗透进入离子交换层被阻止，于是在BPM中间界面层出现了一个狭窄区域，该区域的电场强度高达108V/m[2]，此时该区域中的H2O分子快速解离生成H+和OH-[3]，并通过膜层迁移到主体溶液之中，消耗的水分子通过扩散作用由膜外溶液向中间界面层补充，双极膜水解离的速率为常规水解离速率的5×107倍。
双极膜电渗析技术的研究进展
双极膜电渗析技术的研究进展电渗析（ED），作为膜分别中进展较早的分别技术，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别和提纯的一种高效、环保的分别过程。
1956年，V. J. Frilette发觉在电渗析膜面上形成的钙镁垢是由膜面上的水解离造成的，从而首次提出利用双极膜（BPM）促进膜中水解离现象的想法。
随着膜分别技术和膜材料的进展，消失了由阴阳离子交换层和中间界面催化层复合而成的双极膜材料。
其与传统电渗析结合构成的双极膜电渗析（BMED）技术在近年来得到了快速进展，成为了ED工业进展的新增长点。
BMED是由BPM、阴离子交换膜（AEM）、阳离子交换膜（CEM）等基本单元根据肯定的排列方式组合而成的。
在电场作用下，双极膜中的H2O快速解离为H+和OH-，将盐溶液转化为酸和碱。
近年来，BMED多用于清洁生产、资源回收利用、污染零排放中，同时作为新兴的绿色技术，BMED与其他化工技术正朝着集成化的方向进展。
本文从BMED的基本工作原理动身，回顾BMED技术的进展过程，并总结其近年来在酸碱生产、资源分别和污染掌握等方面的讨论和应用进展，最终依据目前双极膜应用中存在的问题探讨其讨论的重点和将来进展的方向。
01 双极膜电渗析1.1 BMED的工作原理BMED运行时，在电场作用下离子进行定向迁移，当双极膜中的离子都迁向主体溶液时，中间层的水会解离产生H+和OH-对电流进行负载。
然而双极膜中发生的水解离现象不同于通常的水解离，讨论者们对其解离的过程机理开展了大量的理论讨论，但限于过程的简单性，目前还没有达成统一的结论。
依据水在双极膜中间层解离过程的不同，主要提出3种解释水解离机制的物理模型，见图 1。
SWE模型认为，在电场作用下，双极膜中间层（阴阳离子尖锐结合区）会因离子迁移而消失薄的无离子区域，认为水解离发生于此。
H2O 的解离跟弱电解质在高压条件下的解离过程相同，H+和OH-的产生速率为H2O的解离速率，解离常数与电压成正相关；在SWE模型的基础上，为了解膜上荷电基团对水解离的影响，进一步提出化学反应模型（CHR），该模型认为由膜基质中的羧酸基、叔胺基和膜内的金属离子等影响水解离速率的现象可知，膜上固定基团通过质子化反应进行水解离产生H+和OH-，且解离更易发生在AEM侧；为解释双极膜中间层较大的能量消耗，提出中和层模型（NL），结果发觉，双极膜的AEM、CEM界面处存在中和层区域，水解离发生在电荷区和电荷与中和层区域的界面处。
双极膜电渗析在钢铁行业酸洗废液处理中的应用研究
双极膜电渗析在钢铁行业酸洗废液处理中的应用研究摘要：将双极膜电渗析技术应用到钢铁行业酸洗废液处理领域，采用自主设计的双极膜电渗析器，以某钢带厂酸洗废液中和后的上清液（Na2SO4）为原料制备NaOH和H2SO4。
要求产生的硫酸（浓度大于10%），回用于酸洗生产线；产生的氢氧化钠（浓度大于8%）用来中和沉淀原酸洗废液。
实验结果表明：在电流密度57mA/cm2，中和处理后的上清液（Na2SO4 10%）条件下，实验范围内新产生的H2SO4 浓度约为15.4%，NaOH浓度为7.9%，满足要求。
因此将双极膜电渗析法应用到钢铁行业酸洗废液处理过程中是可行的、且具有较大的优势，能做到减少污染物排放，资源回收，节约原料成本的目的。
关键词：双极膜电渗析，钢铁行业，酸洗废液，资源回收前言：在钢材生产过程电镀和喷涂生产单元之前，应清除掉外表面的氧化铁皮。
目前除氧化铁皮的方式，基本使用酸洗技术。
所谓的废酸液是指经过酸洗后酸洗液中酸的浓度降低，铁盐的含量增加，从而使酸洗能力不能满足生产速度和质量要求的酸洗液，这时的溶液中仍含有5%左右的酸，也含有20%~24%的铁（FeSO4），由于严重的腐蚀性，已被列入《国家危险废物名录》。
如果对该废酸液不进行处理，排入下水道或者直接外排到附近受纳水体，残酸会腐蚀水泥和混凝土及周边土地，破坏水体中的碳酸钙平衡，而使水中动物死亡，有害于农作物，该类废液直接排放不仅严重污染周边环境，违反国家《环境保护法》，而且造成极大浪费。
目前国内外钢铁工业硫酸酸洗废液的处理方法主要有中和法、硫酸铁盐法、渗析法、生物法等方法。
中和法：一般采用石灰、电石渣或烧碱对其进行中和处理，使pH值达到国家排放标准后排放。
其缺点是中和药剂成本高，费用大，废酸处理量受限，而且酸洗废液中的硫酸、FeSO4等资源没有得到有效利用。
硫酸铁盐法采用浓缩、冷却、结晶等手段，使硫酸亚铁结晶析出，并烘干回收。
其缺点是设备投资大，操作麻烦，处理频繁，生产周期长，能耗高，只能回收硫酸亚铁，不能回收硫酸。
双极膜填充床电渗析技术应用试验
双极膜填充床电渗析技术应用试验双极膜由阴离子交换树脂层(AL)、阳离子交换树脂层(CL)及中间界面亲水层组成，在直流电场作用下，它能将水直接离解成H+和OH-［1］。
利用双极膜与其他阴、阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统，能够在不引入组分的情况下将水溶液中的盐转化和分离成相应的酸和碱，用此原理对混床离子交换树脂电再生的试验研究显示了良好的技术可行性［2］，现将双极膜和填充床电渗析技术相结合，组装成三隔室BPM—EDI装置，应用于复床离子交换树脂的电再生。
1原理将阳离子交换膜、双极膜、阴离子交换膜按一定的顺序排列，并在双极膜两侧分别填充阴、阳两种离子交换树脂，就组成了双极膜三隔室填充床电渗析装置，其原理如图1所示。
在一定电压下，双极膜能把水直接离解成OH-和H+。
阴树脂室内，在电场作用下阴树脂对水中阴离子起到吸附传导作用，使阴离子最终通过阴膜而进入浓水室，而双极膜对水离解产生的OH-在其他阴离子解吸时被阴树脂吸附，从而使树脂又具有了吸附和传导阴离子的活性，即得到再生；同理在阳树脂室内，阳离子在电场作用下，通过阳树脂的吸附传递最终通过阳膜进入浓水室，而双极膜对水离解产生的H+在其他阳离子解吸时被阳树脂吸附，使树脂得到再生。
当所用原水含盐量较低时，在一定的电压下(大于装置极限电流的操作电压)，双极膜以及阴、阳膜和树脂颗粒界面层都发生不同程度的极化，而双极膜将更高效地将水离解为H+和OH-，使树脂室内的树脂得到更好的再生。
2试验装置与方法2.1装置双极膜三隔室EDI装置如图2所示，为三级三段组装。
双极膜为上海化工厂特制；阴、阳离子交换膜采用上海化工厂生产的3361—BW和3362—BW；离子交换树脂采用南开大学化工厂生产的001×7阳树脂和201×7阴树脂；树脂室隔板为硬聚氯乙烯板，规格为400 mm×150 mm×5 mm，加工成无回路暗道式进出水隔板，以便填充树脂；电极分别采用钛涂钌(阳极)和不锈钢板(阴极)；0～100 V可控硅整流器；DDS—11A型电导仪；PHS—2C型酸度计。
双极膜电渗析制取酸碱研究进展
双极膜电渗析制取酸碱研究进展
李宁辉;郭琳琳;李小龙;朱建中;韦安培
【期刊名称】《山西化工》
【年(卷),期】2024(44)5
【摘要】基于双极膜电渗析(BMED)技术的基本原理和工作原理,探讨BMED技术在酸碱制备中的应用,包括酸碱反应过程、纯化方法等,通过分析BMED技术在酸碱制备中的优势和挑战,展望了该技术的未来发展方向。
【总页数】3页(P47-48)
【作者】李宁辉;郭琳琳;李小龙;朱建中;韦安培
【作者单位】中海石油环保服务(天津)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ150
【相关文献】
1.双极膜电渗析资源化Na2SO4制备酸碱的试验研究
2.双极膜电渗析应用于高盐废水再生酸碱的影响因素
3.复循环双极膜电渗析处理煤化工含盐废水制备酸碱的研究
4.双极膜电渗析处理精制浓海水制备酸碱
5.双极膜电渗析在分离硫酸锂生产酸碱的研究
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双极膜电渗析技术的研究进展电渗析（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。
1956年，V. J. Frilette发现在电渗析膜面上形成的钙镁垢是由膜面上的水解离造成的，从而首次提出利用双极膜（BPM）促进膜中水解离现象的想法。
随着膜分离技术和膜材料的发展，出现了由阴阳离子交换层和中间界面催化层复合而成的双极膜材料。
其与传统电渗析结合构成的双极膜电渗析（BMED）技术在近年来得到了迅速发展，成为了ED工业发展的新增长点。
BMED 是由BPM、阴离子交换膜（AEM）、阳离子交换膜（CEM）等基本单元按照一定的排列方式组合而成的。
在电场作用下，双极膜中的H2O快速解离为H+和OH-，将盐溶液转化为酸和碱。
近年来，BMED多用于清洁生产、资源回收利用、污染零排放中，同时作为新兴的绿色技术，BMED与其他化工技术正朝着集成化的方向发展。
本文从BMED的基本工作原理出发，回顾BMED技术的发展过程，并总结其近年来在酸碱生产、资源分离和污染控制等方面的研究和应用进展，最后根据目前双极膜应用中存在的问题探讨其研究的重点和未来发展的方向。
01 双极膜电渗析1.1 BMED的工作原理BMED运行时，在电场作用下离子进行定向迁移，当双极膜中的离子都迁向主体溶液时，中间层的水会解离产生H+和OH-对电流进行负载。
然而双极膜中发生的水解离现象不同于通常的水解离，研究者们对其解离的过程机理开展了大量的理论研究，但限于过程的复杂性，目前还没有达成统一的结论。
根据水在双极膜中间层解离过程的不同，主要提出3种解释水解离机制的物理模型，见图1。
SWE 模型认为，在电场作用下，双极膜中间层（阴阳离子尖锐结合区）会因离子迁移而出现薄的无离子区域，认为水解离发生于此。
H2O的解离跟弱电解质在高压条件下的解离过程相同，H+和OH-的产生速率为H2O的解离速率，解离常数与电压成正相关；在SWE模型的基础上，为了解膜上荷电基团对水解离的影响，进一步提出化学反应模型（CHR），该模型认为由膜基质中的羧酸基、叔胺基和膜内的金属离子等影响水解离速率的现象可知，膜上固定基团通过质子化反应进行水解离产生H+和OH-，且解离更易发生在AEM侧；为解释双极膜中间层较大的能量消耗，提出中和层模型（NL），结果发现，双极膜的AEM、CEM界面处存在中和层区域，水解离发生在电荷区和电荷与中和层区域的界面处。
以上提出的水解离物理模型具有一定的假设和适应范围，存在局限性。
SWE模型仅适应电压为107~108 V/m的体系，且假设了双极膜中间层是尖锐结合而成的结构；CHR模型考虑了双极膜的实际结构和膜上荷电基团会使水发生解离，但无法解释与SWE模型计算出的数值间较大的差距；NL 模型只能用于明显存在中和层的体系。
因此下一步要加深对双极膜水解离理论的研究，完善水解离理论工作曲线，建立有实际应用价值的物理模型。
对水解离机制的探索，有助于改善双极膜的制备工艺，优化双极膜性能。
1.2 BMED的发展历程随着水解离机制理论研究的深入，双极膜的制备工艺也从简单到复杂，性能从差到优异。
1950年，W. Juda用离子交换树脂粉、高分子材料制备出离子交换膜，作为膜的正式发展开端。
从1956年V. J. Frilette提出双极膜概念到20世纪80年代，双极膜的制备采用将阴阳离子交换膜压制到一起的压制法，操作简便，但解离电压过高，无法用于商业化使用。
从20世纪80~90年代，通过在阴/阳离子交换膜上浇铸阳/阴离子层制备单片型双极膜，电流效率得到提高，双极膜逐渐被使用，并向商业化方向发展。
从20世纪90年代开始，双极膜结构发生了较大改变，带有中间催化层的“三明治”结构出现，使解离电压大幅度降低，双极膜性能得到快速的提升。
特别是近些年，研究者们致力于制备催化性能和亲水性能优异的双极膜中间层使界面区域电阻最小化。
BPM与AEM、CEM组成的BMED的装置构型从简单的二隔室发展为三隔室，由B-C-B或者B-A-B组合成的二隔室和由B-A-C-B构成的三隔室BMED。
见图2。
二隔室设备体积小、能耗低；三隔室膜堆多、能耗高，但其CEM、AEM不与酸碱液直接接触，制备的酸碱纯度更高，电流效率更高，膜的使用寿命更长。
如今BMED的装置构型以使用三隔室为主，但在应用生产时需要综合考虑工艺的需求和经济效益，选择最合适的装置构型。
02 BMED的应用进展2.1 酸碱生产BMED分离技术逐步取代传统的沉淀制备工艺，使酸碱生产的工业化发展迅速。
产物收率高，且无废液废渣对环境造成污染。
在酸碱生产过程中，选择最适于BMED运行的装置构型也成为提高经济效益的关键一步。
在研究无机酸碱生产时，Kaixuan Yan等利用三隔室构型BMED从NaH2PO2中回收H3PO2，考察电流密度、初始碱室的浓度等因素对H3PO2收率的影响，结果表明，当电流密度为18 A/cm2，产生的H3PO2浓度达到1.03 mol/L，NaH2PO2的转化率达66.4%，且三隔室生产的H3PO2纯度较高，能耗较低，无二次污染。
Ya Li等在模拟氯化铵生产无机酸和碱时，发现与三隔室BMED相比，两隔室的HCl浓度增长的速率更高，能耗更低。
在探讨有机酸碱生产中，侯震东等选用三隔室BMED生产高纯度四甲基氢氧化铵（TMAH），当原料液浓度为1.5 mol/L，电流密度为140 A/m2时，TMAH收率为96.8%。
Xiaohe Liu等通过二隔室BMED生产水杨酸，经过2种构型的运行比较发现，二隔室是经济效益最高的构型。
该结构运行过程中，电流效率最高达99.6%，能耗最低为2.1 kW·h/kg。
综上所述，二隔室更多适于弱酸碱的生产，而三隔室构型则更多适于处理高盐废液和其他化工生产过程。
除了通过选择装置构型提升经济效益外，酸碱清洁生产时对实验中操作条件的调控，如电流密度、原料液浓度、酸碱室的初始浓度、各室的体积流量比等均会对BMED工艺中的电流效率、收率、能耗等产生影响，且影响因素的权重有所不同。
在实验中设计正交试验或响应曲面试验进行探究，能够确定主要影响因素并寻找各因素间的最佳组合以提高生产效率。
2.2 水处理过程中的污染控制随着国务院下发“水十条”的逐步落实，工厂的废液实现零污染排放受到社会的广泛关注，如燃煤电厂、化肥厂等电力、化工产业均会产生大量含盐废水，严重制约了废水零排放的进程。
与处理较纯净的体系相比，在处理对环境造成污染的体系时，差异是要将污染物经过BMED的运行更多地转化为可使用资源，实现污染控制。
Min Xia等利用BMED处理电厂脱硫废水以保证废液零排放，同时得到浓度1.0 mol/L以上的酸碱溶液，得到的碱可用于脱硫废液的预处理，代替石灰石作为脱硫剂使用，在绿色排放的同时提升了经济效益。
化肥厂产生的大量NH4Cl 废液，直接排放会导致水体营养化。
用BMED处理NH4Cl废液得到HCl和氨水，返回用于化肥生产工艺，实现资源循环利用。
Beiyan Chen等处理分子筛生产中排放的大量含钠废液，利用BPM中水解离特性，对分子筛中的钠进行去除并回收NaOH。
与传统的铵离子交换法相比，BMED工艺简单、实现清洁生产，是一种新型的分子筛除钠方法。
农药厂为了实现更好的水资源管理，急切需要对草甘膦等废水进行再生利用。
Wenyuan Ye等采用BMED技术对草甘膦进行回收，结果表明，其回收率可达98.2%，得到的NaOH同时作为CO2的吸收剂，用于缓解温室效应。
城市化的日渐发展，垃圾场渗透液的累积也需要进行处理，引入BMED技术处理渗透液并生产酸碱，可提供给对酸碱品质要求不高的工厂使用，是一项对环境友好的分离技术。
相比其他分离方法，BMED在处理工厂排放的废液时，可以将固体盐更好地资源化利用，降低厂内酸碱需求的成本。
但处理过程中发现膜电阻增加、膜通量下降，发生的膜污染现象使能耗增加、电流效率降低。
所以未来如何控制膜污染问题是BMED 用于污染控制领域所要解决的首要问题。
2.3 新型分离过程将BMED与其他化工技术结合可以形成新型分离过程，利用BMED具有的独特优势，可以为其他领域中待解决的问题提供新的契机。
BMED与微生物燃料电池工艺进行结合，BMED维持了细菌生存的pH环境，生产的碱用于优化沼气成分（CO、H2S），同时现场产碱减少了运输碱的费用。
燃料电池与BMED技术的结合，为能源的发展拓展了新方向。
在生物制氢方面，Jing Tang等提出一种集成发酵制氢和产物分离为一体的生物制氢系统，见图3。
该系统将厌氧生物反应器与BMED、浓缩罐进行组合，在厌氧生物反应器中对微生物进行乙醇型发酵，BMED处理发酵液中的醋酸盐以制备醋酸，同时及时对其分离，可以提高系统的产氢能力。
BMED的加入促进了发酵制氢的产品分离，也提高了废液中葡萄糖的回收利用率，二者的耦合为实现高效产氢提供了一种新思路。
CO2捕捉技术与BMED耦合处理高盐含苯胺的废液，实现在脱盐的同时回收CO2，苯胺的去除率达到98.68%，成功实现绿色排放且贮存温室气体CO2。
此外，Binglun Chen等提出用双极膜选择性透析法（BMSED）处理反渗透浓缩卤水，选择性透析（SED）和BMED过程结合处理卤水，得到高纯度的酸碱并实现环保排放。
S. S. Melnikov 等将BMED与电渗析浓缩器结合从Na2SO4中生产高浓度的H2SO4，用两级方案进行回收，提高电流效率，降低浓H2SO4中杂质盐离子浓度。
Jiuyang Lin等将超滤法与BMED工艺结合，从高盐纺织废水中提取染料，实现了酸碱的生产和纯水的再生。
03 BMED在工艺应用上的挑战现在BMED发展过程中所面临的挑战主要有以下两点：（1）膜污染；（2）离子泄漏。
针对目前存在的问题，本研究将分别进行探讨并提出解决方法。
在BMED的应用发展中，如果不对膜污染问题进行调控，则会成为BMED工业化过程中的瓶颈。
膜污染的存在使BMED设备加速老化，膜电阻增加且导致能耗升高，经济效益降低。
目前的污染类型可分为三类：无机污染、有机污染、生物污染。
无机污染由Ca2+、Mg2+或者高价态金属离子因极化作用导致过饱和析出形成。
有机污染由有机物与膜官能团间的亲和作用、电荷间的静电作用、有机物间的几何作用形成沉积物造成。
另外随着生物技术与膜分离过程的耦合，细菌和微生物的生长使膜上的生物污染日益严重。
通过对膜污染影响因素进行调控以减轻膜污染程度：（1）对污染物进行改性，J. S. Park等在原料液中加入不同电性的聚合物，使其与污染物结合，通过对Zeta电位值的控制减轻污染；（2）对膜表面进行改性，通过添加修饰成分（如纳米颗粒）改变膜的亲水性能、荷电性和粗糙度；（3）提前对原料液进行预处理，通过氧化还原、沉淀反应等化学法减少离子浓度，也可通过前期的混凝、过滤等物理法处理；（4）改变BMED运行中的操作条件，Y. W. Berkessa等对进料液pH、原料液浓度、进料速度等因素进行探究，以缓解离子膜的污染。