雙極膜是一種由陰離子交換層和陽離子交換層構(gòu)成的特殊離子交換膜,它在直流電場反向偏壓下可以將水以較低的理論電壓解離成氫離子和氫氧根離子。雙極膜電滲析技術(shù)由于能夠簡化工藝而且不產(chǎn)生二次污染,所以現(xiàn)在作為一種新型的綠色化工技術(shù),廣泛用于資源回收、污染控制和化工清潔生產(chǎn)。雙極膜電滲析在有機(jī)酸和有機(jī)堿的生產(chǎn)或回收中的應(yīng)用可行性,得出的主要結(jié)論如下:
1)采用一個重復(fù)單元的BP-A構(gòu)型的雙極膜電滲析膜堆從四甲基氯化銨制備四甲基氫氧化銨,隨著四甲基氯化銨濃度的增加和電流密度的降低,電流效率呈現(xiàn)增長的趨勢,而能耗呈現(xiàn)降低的趨勢。實(shí)驗(yàn)過程中電流效率較高可以達(dá)到99.9%,較低的能耗僅1.43kWhkg~(-1);谌齻膜堆單元的放大實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出的過程成本也僅為0.33$kg~(-1)。
2)采用在BP-A-C構(gòu)型雙極膜電滲析回收維生素B12廢水中的混合有機(jī)酸,酸室中的電解質(zhì)的濃度對回收情況沒有顯著影響,而起主導(dǎo)作用的是電流密度。隨著電流密度的增加,電流效率和能耗都逐步降低,但是電流效率基本都在85%以上,成本估算也僅為0.0392$mol~(-1)。處理后,廢水的COD削減了6000mg(O2) dm~(-3),從而降低了后續(xù)生化處理的難度。