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双极膜(bipolar membrane,简称BPM)是一种由阳离子交换膜层、阴离子交换膜层及中间界面亲水层复合而成的新型离子交换膜。在BPM制备与应用深入研究的基础上,双极膜电渗析(BMED)快速发展起来。由于其具有环保、节能等优点,在环保、化工和医药等领域得到广泛的应用。本文先后以单组分的NaCl溶液和含Na2SO4、NaCl、KCl的多组分的模拟浓海水为原料液,开展了中试规模BMED制备酸、碱的实验,并进行了粗略的成本分析。 以单组分的NaCl原料液,通过实验室自主研发的双极膜电渗析设备来进行酸碱的制备。通过一系列实验,探讨了电压、原料液浓度、流量等因素对膜堆制备酸碱性能的影响。结果表明:在实验范围内,对于初始浓度为0.75mol/L的NaCl原料液,在恒定电压为40V、酸碱盐室体积比为1∶1∶1、盐室进水流量为85L/h的条件下,BMED膜堆制备酸碱的工作性能最佳。 以含Na2SO4、NaCl、KCl的多组分的模拟浓海水混合溶液为原料液,通过实验室自主研发的双极膜电渗析设备来进行酸碱的制备。通过一系列实验,探讨了电压、原料液浓度、流量等因素对膜堆制备酸碱性能的影响。结果表明:在实验范围内,初始盐室浓度为5.15%的模拟浓海水在恒定电压43V、盐室进水流量为90L/h、酸碱盐体积比为1∶1∶1、酸碱初始浓度为0的条件下,BMED膜堆制备酸碱的工作性能最佳。在此基础上,通过粗略的成本核算得知,膜堆每年的总成本约为9638元,每年的生产产能约为3165t,因此膜堆的产碱成本为3.04(¥)/kg。本文的研究表明,随着BPM生产的国产化及BMED制备酸碱研究的深入,BMED在浓海水处理的工业应用前景很广阔。