_双极膜_电去离子_耦合过程浓缩低浓度含镍离子溶液_董恒
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
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-电去离子”耦合过程处理含镍离子溶液
ｒ ｓｎ ． ｏ ｖ ｒ ｔｅ ｃ ａａ ｔｒｓｉｓｍ ａ ｅ ｄ ｔ ｅ ｉ ｔｔ ｎ ｏ ｔ ． ｙ ｒ ｘ ｄ ｓｗ ｈ ｎｔ ｅ ｆｅ ｏｕ ｉｎ ｃ ｎ ｉｓｍｅａ ｅ ｉ ｓ Ｈ ｗｅ ｅ，ｈ ｈ ｃｅ ｉｔ ｙ ｌａ ｏｐｒｃｐｉ ｉ ｆｍｅａ１ ｄ ｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｄ ｓ ｌｔ ｏ ｔ ｎ ｔ ｌ ｒ ｃ ａｏ ｈ ｈ ｏ ａ ｉｎ ． ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｖ ｉ ｅｕ ｆ ｖ ｒ ｂｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｏ ｐｌｄ ｅｅ ｔｏ ｅｏ ｉａｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓｗｉ ｅ ｂｐ ｌ ｅ ｒ ｅ ｏ ｓ Ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｏｄ ｔ ｎ ａ ｏ ａ ｌ ｈ ｎ ｍｅ ｏ ，ａｃ ｕ ｅ ｌｃｒ ｄ ｉ ｎｚ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｔ ｔ ｉｏａ ｍ ｍｂ ａ ｈ ｈｈ ｒ ｎ
关 键 词 ：双 极 膜 ；水 解 离 ； 电 去 离 子 ；重 金 属
中图分类号 ：Ｔ ２ ． Ｑ ０ ８８
文献标 识码 ：Ａห้องสมุดไป่ตู้
文章编号 ：１ ７ —７ ８ （０ ００ —０ ４ —６ ６ ３ １０２ １）５ ３ １
Ｎｉ ｋ ｌ ｏ ｓｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｏ ｕ ｉ ｎ ｔ ｅ ｔ ｅ ｔ ｙ ‘ ｃ ｅ ｎ － ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ ｓ ｌ ｔｏ ｒ ａ ｍ ｎ ｉ ｂ ＢＰＭ － ＥＤＩ ｃ ｕ ｅ ｏ ｅ ｓ ’ ｏ ｐｌｄ ｐｒ ｃ ｓ
２１ 年５期 ００ 月 第５ 第５ 卷
双极膜电渗析处理含盐制药废水的实验方案
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
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。
倒极电去离子过程浓缩分离含镍离子溶液
Ｗ ＡＮＧ ｚ ｅ Ｙｕ ｈ ｎ，Ｗ ＡＮＧ ｉ ｎｙ ｕ。ＬＵ ｉ ｉ Ｊａ ｏ Ｈｕ ｘ ａ，Ｗ ＡＮＧ ｈａ ｍｉ Ｓ ｏ ｎｇ，ＤＯＮＧ ｎｇ Ｈｅ
（ ｌｅ ｅ ｆ ｖ ｒｎ ｎａ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｎａ ｋ ｉ ｉｅｓｔ Ｃｏｌｇ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌＳ ｉｎｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｏ ｎ ａ ｖ ｒｉ Ｕｎ ｙ，Ｔｉｎ ｉ ０ ０ １ ｈ ｎ ａ ｊ ｎ３ ０ ７ ，Ｃ ｉａ）
ｏ ｐｏ ｉ ｆ ｍｅ ａ ｄｒ ｘｉ ｎ ｔ ｅ ｔｎｇ ｈ ａ ｔ ｌ ｏｎ — ｏｎ ａｎｉ ｇ ｓ ｕ ｉ ． ｉｈ ｆ ｅ ｆ ｄ ｌ ｅ Ｎｉ ｆｄｅ ｓｔｏ ｔ ｌｈｙ ｏ ｄｅ ｉ ｒ ａ ｉ ｅ ｖｙ ｍｅ ａ ｉ ｓ ｃ ｔ ｉ ｎ ｏｌ ｔｏｎ Ｗ ｔ ｅ ｄ ｏ ｉｕｔ ＳＯ４
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｌ ｃ ｒ ｄ ｉ ｎ ｚ ｔｏ ｒ ｃ ｓ （ ｅ ｅｅ ｔ ｏ ｅｏ ｉａ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ＥＤＩ ｗｉ ｒ ｑ ｅ ｔ ｐ ｌｒｔ ｅ ｅ ｓ ｌ ｏ ｓｓ ｉ ｇ ｏ ｉ ｔ ｎ ） ｔ ｆ ｅ ｕ ｎ ｏ ａ ｉｙ ｒ ｖ ｒ ａ 。ｃ ｎ ｉｔｎ ｆ ｄ ｌ ｅ ａ ｄ ｈ ｕ
摘 要 ：通 过 在 电 去 离 子 （ Ｄ ） 的 淡 化 室 和 浓 缩 室 中 同 时填 充 离 子 交 换 树 脂 而 构 成 频 繁 倒 极 电去 离 子 （ Ｄ Ｒ） Ｅ Ｉ Ｅ Ｉ 过 程 ，用 以解 决 处 理 含重 金属 离 子 溶 液 时 Ｅ Ｉ Ｄ 内部 易 产 生 金 属 氢 氧 化 物 结 垢 的关 键 难 题 。 以 ＮＳ ４溶 液 为 处 理 ｉ０ 对 象 ，采 用 浓缩 水 部 分 循 环 和 浓 、淡 水 流 分 步 切 换 的 运 行工 艺 ，利 用 Ｅ Ｉ Ｄ Ｒ单 一 过 程 ，同 步获 得 了淡 化 ｔ水 的高 ｔ ｌ 截 留率 和 浓 缩产 品水 的 高 浓 缩 倍 数 。实 验 条 件 下 ，倒 极 周 期 为 ４ｈ可 获 最 佳 分 离 效 果 。对 于 含 Ｎｚ ５ ｉ ０ｍｇ． 一 Ｉ 、ｐ 为 ３０的 ＮｉＯ Ｈ ． Ｓ 溶 液 ，Ｅ Ｉ 的淡 水 出水 和 浓 水 出 水 的 Ｎ ２浓 度 可 分 别 达 到 １５ｍｇ・ 和 ３ ６ ＤＲ Ｉ＿ ． Ｌ ９１ ｍｇ・ Ｌ ，淡 水 中 Ｎ 的脱 除 率 为 ９ ，浓 水 的 浓 缩 倍 数 则 为 ７ ． ，接 近 理 论 值 。实 验 范 围 内 ，Ｅ Ｉ 过 程 运 行 稳 ｉ ７ ９２ ＤＲ
26457104_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〕。
纳滤膜技术浓缩分离含镍离子溶液
图 3 操作压力对透过液 Ni2+ 质量浓度的影响 Fig.3 Effect of operating pressure on Ni2+ concentration of permeate
NF 膜是以压力为驱动力的膜过程。 随着分离推 动力的增大，透过通量亦随之提高。从图 2 可以看 出，在不同进料流量条件下， NF 膜的产水通量均随 操作压力的升高而线性增加 。 原水流量 120 L · h-1
收稿日期： 2009-10-13 基金项目： 国家高技术研究发展计划 （863）项目 （2007AA06Z330）； 天津市科技支撑计划重点项目 （08ZCKFSH01800） 作者简介： 王少明 （1984－）， 女， 硕士研究生， 研究方向为膜分离技术； E-mail： wsm0510@ 联系作者： 王建友， 副教授， 博士； E-mail： wangjy72@
回用为工艺纯水， EDI 浓缩液则进入 NF 单元二次浓 缩， 继而获得高浓度浓缩液以利于回用。本研究即针 对下游的 NF 工艺而进行。 以模拟 EDI 浓缩后的较高 浓度含镍离子溶液为原水， 研究了操作条件、 原水浓 度等因素对纳滤浓缩过程的影响， 获得了工艺优化方 案和较高的浓缩倍数， 初步证明了 NF 膜过程用于较 高浓度重金属离子溶液二次浓缩的技术可行性。
1.3 分析及测定方法 在纳滤透过液、截留液出水管路上分别设置在线 pH 计、 电导率仪进行常规水质监测。 各股水流取样后采 用火焰原子吸收分光光度法测定其中的镍离子浓度。 原 子吸收分光光度计为北京某公司生产的 TAS-996 型。
2 影响 在原水 Ni2+ 质量浓度 3 000 mg · L-1， pH 6.09， 温 度 17 ℃ 条件下，分别控制原料液流量为 80、 120、 -1 160 L · h ， 考察操作压力对 NF 膜的淡化水通量和透过 2+ 液 Ni 质量浓度的影响， 结果分别如图 2 和图 3 所示。
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Concentrating Dilute Nickel-Containing Solution by Using Coupled “Bipolar Membrane-Electrodeionization”Process
DONG Heng, WANG Jian-you, BIAN Yan-fang, LU Hui-xia (College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300071,
930
高
校 化
学
工 程
学
报
2011 年 12 月
的制约，一般要求在“极限电流密度”以上运行，利用离子交换膜与树脂表面水解离[1]产生的 H+和 OH 离子对树脂进行动态“电再生”[2~4]。由于 EDI 过程具有分离效率高、能耗低、操作简便、无二次污染等 技术优势，目前已在深度脱盐领域获得了广泛应用[5~8]。近年来，将 EDI 用于从工业废水中回收重金属 离子则成为新的热点技术，并取得了较好的进展[9~13]。但正是由于常规 EDI 淡水室中离子交换膜与树脂 表面的自发水解离，使其隐含形成金属氢氧化物沉淀的不利因素，处理低浓度重金属废水时尤为明显。 双极膜(Bipolar Membrane，BPM)是一种阴、阳离子交换复合膜。在反向直流电场作用下，正、负离 子从界面层分别通过阳、 阴膜层向膜外溶液迁移， 从而在中间界面层出现狭窄的离子耗尽区[11]， 形成 108 Vm1 的高电势梯度[12]，继而将水分子直接解离成 H+和 OH离子并分别迁入膜两侧的溶液中，消耗的水 分子通过膜外溶液向膜内扩散、 渗透而补充(图 1)。 BPM 水解速度 约为常规水解速度的 5×107 倍[13]，并随外加电流密度的升高而升 高[14,15]，且水解离产物 H+和 OH离子分别进入膜两侧溶液，不会 重新结合为水分子。因此，将 BPM 与 EDI 过程以适当方式耦合， 有望既利用 EDI 的除盐功能实现离子分离或浓缩， 又利用 BPM 不 同于 EDI 的水解离特性高效再生树脂的同时防止金属氢氧化物结 垢的形成。 本文将 BPM 引入 EDI 结构， 采取特定的膜排列与树脂 填充策略，设计“双极膜-电去离子”(BMEDI)的耦合过程，并以 低浓度含 Ni2+离子溶液为研究对象， 探索 BMEDI 浓缩低浓度重金 属废水、回收有价金属的可行性。
第 25 卷第 6 期 2011 年 12 月
高 校 化 学 工 程 学 报 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities
No.6 Vol.25 Dec. 2011
文章编号：1003-9015(2011)06-0929-05
“双极膜-电去离子”耦合过程浓缩低浓度含镍离子溶液
4. flow meter 7. pH meter
Schematic diagram of the experimental set-up and flow sheet 1. heavy metal solution tank 5. resistivity meter 8. BMEDI stack 6. conductivity meter 9. electrolyte stank 11. DC power supply
董 恒, 王建友, 边艳芳, 卢会霞 天津 300071)
(南开大学 环境科学与工程学院,
摘
要：电去离子(EDI)技术依靠离子交换膜和树脂表面自发的水解离特性实现深度脱盐功能，但处理含低浓度重金属
离子溶液过程中，水解离产物 OH离子易与重金属离子生成金属氢氧化物沉淀，导致不可逆的破坏性影响。今将双极 膜引入 EDI 膜堆，利用其内部的水解离产物实现预酸化和抑制树脂表面水解离功能，防止结垢并实现树脂再生。以含 24 mgL1Ni2+ 的 NiSO4 溶液为原水，在恒工作电流密度下纯化低浓度 NiSO4 溶液同时回收 Ni2+离子。结果表明，40 浓缩液中 Ni2+为 743 mgL1， 浓缩倍数约 31， 淡水出水中未检出 Ni2+， 膜堆内部无 Ni(OH)2 mAcm2 下浓缩运行 19 h 后， 沉淀生成。 关键词：双极膜；电去离子；重金属；镍 中图分类号：TQ028.8；TQ425.236 文献标识码：A
离子的强导电能力可以抑制离子交换树脂表面的水解离。 待淡水室 2 出水和浓缩液的 pH 值稳定后进入 浓缩阶段，开始向淡水室 1 通入待浓缩的 NiSO4 溶液。
3
3.1
实验部分
实验材料与试剂 离子交换树脂：D072，D296 盐型大孔树脂；粒径范围 0.71~0.90 mm，南开大学化工厂
第 25 卷第 6 期
董恒等： “双极膜-电去离子” 耦合过程浓缩低浓度含镍离子溶液
5 6 6 7 4 4 4 3-4 3-3 3-1 3-2 9 2-3 1 2-1 Fig.3 2-2 图3 实验装置及流程示意图 2. pump 3. valve 10 Dilute 8 11 7 7 6
931
双极膜；BP-1E，日本 ASTOM 株式会 社 均相阴、阳离子交换膜：NEOSEPTA， 日本 ASTOM 株式会社 NiSO46H2O：分析纯，天津市光复科技 发展有限公司； 无水 NaSO4：分析纯，天津市北京天医 化学试剂厂 纯水：实验室自制 3.2 实验装置与流程 实验装置与流程如图 3 所示。 原水罐 1 内为待处理的 NiSO4 溶液，浓 缩罐 10 内为纯水。实验通过阀门 3-1 和 3-2 的开关转换实现原水切换，从而变换预酸化 和浓缩操作。淡水直接排放，浓缩液返回浓
China)
Abstract: Electrodeionization (EDI) is an efficient process for deep desalinating, which depends on the mechanism of water dissociation occurring on the surface of ion exchange membranes and resins. But when dealing with using it to treat the dilute heavy metal solutions, the water dissociation product, OH ions, will combine with heavy metal ions to form metal-hydroxides precipitation and which would nonreversibly destroy the separation process. A coupled ‘”bipolar membrane-electrodeionization (BMEDI)” process was developed here. In the proposed process, the products of water dissociation occurring in the bipolar membrane can play the role of pre-acidification and restrain the water dissociation on the surface of resins as well. Thus the metal-hydroxides precipitation will be prevented and the resins can be regenerated. Using NiSO4 solution with Ni2＋ ion concentration of 24 mgL1 to simulate the dilute heavy metal solution, the experiments of removing the heavy metal ions from the dilute heavy metal solution and collecting them in the neighbor chambers were conducted under constant current density. The results show that, after operating at 40 mAcm2 for 19 hours, the Ni2＋ ion concentration in the concentrated solution could reach 743 mgL1, which gives a concentrating ratio of about 31, while the Ni2＋ ion in the dilute stream is below the analysis limit and no Ni(OH)2 precipitation was observed in the stack. Key words: bipolar membrane; electrodeionization; heavy metal; nickel
+ 2
Electrolyte Feed Concentrated AEM CEM SO42OHH Ni2+ H+
+
Diluated BPM AEM SO42OHOH2 Electrolyte 图2 BMEDI 浓缩含 Ni 离子溶液示意图 ions from feed solution
2+
1ห้องสมุดไป่ตู้
Fig.2
图1 Fig.1 双极膜内部水解离示意图 intermediate of the BPM Schema of water dissociation in the 2OH- 2e= H2O +1/2O2 Anode OHH+ 2H+ + 2e=H2 H2O H2O Cathode