有離子交換膜的計算

『壹』 超純水離子交換膜有幾種方法可以得到膜的離子遷移數

同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。 若將離子交換法與其他純化水質方法(例如反滲敬嘩透法、過濾法和活性碳吸附法)組合應用時，則離子交換法在整個純化系統中，將扮演非常重要的一個部分。離子交換法能有效的去除離子，卻無法有效的去除大部分的有機物或微生物。 超純水離子交換膜有膨脹和收縮應盡量小而且均勻。否則既會帶來組裝的，而且還將造成壓頭損失增大、漏水、漏電和電流率下降等不良現象。超純水離子交換膜有兩種方法可以得到膜的離子遷移數， 一是膜高稿滑電位法，將膜在兩種不同濃度的同類電解質中測定其膜電位，再由膜電位計算遷移數。另一種方法是，在外加直流電場下，在電滲析槽中直接測定膜的遷移數。超純水設備使用絕對安全，大家可以放心使用。而且使用的用途也非常的戚臘廣泛，大家也可以降低設備的量，降低熱水器的使用壽命，增加維修用度。

『貳』 離子交換膜水能不能通過

離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。
陽離子在陽膜中透過性次序為： Li+＞Na+＞NH4+＞K+＞Rb+＞Cs+＞Ag+＞ Tl+＞UO卂＞Mg2+＞Zn2+＞Co2+＞Cd2+＞ Ni2+＞Ca2+＞Sr2+＞Pb2+＞Ba2+
陰離子在陰膜中透過性次序為： F-＞CH3COO-＞HCOO-＞Cl-＞SCN-＞Br-＞ CrO娸＞NO婣＞I-＞(COO)卆(草酸根)＞SO娸 離子交換膜
膜電阻是與離子在膜中的淌度有關的一個數值，根據不同測定和計算方法可分成體積電阻和表面電阻。

水在膜中的滲透率就是離子在透過膜時帶過去的水量。實用上水滲透率是膜的一個性能，其值愈大，在電滲析時水損失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠低於親水性高分子材料膜

『叄』 MBR膜池怎樣設計計算

我舉個例子吧，你可以參考一下下面的。

某住宅小區欲將生活污水進行處理作再生水回用,處理水量為1000m3/d,其BOD5含量為200mg/l，處理後出水的BOD5為≤10mg/l

1. 膜通量 η取0.4 m3/m2.d

2. 膜支架張數計算(按每天24小時運行計算)

n = Qd÷η÷24/24÷0.8

= 1000÷0.4÷1÷0.8= 3125張

3. 膜組件選型ES200 n0=200 /p>

4. 膜裝置分為兩系列：8組膜裝置為一系列.

5. 膜生物反應器池有效容積計算:

A. 按膜組件安裝尺寸計算

200平面布置尺寸為：4.3×8.3m,

池深為3.0m

膜生物反應器有效容積:

V=4.3×8.3×3.0m×2 =214 m3

『肆』 日處理量五噸的污水處理廠需要多少MBR膜，怎麼算

就是按水量的1-1.5%折算，精細點的，可以根據SS的去除率折算污泥量+剩餘污泥量。

城鎮生活污水回排放量 指城鎮居民每年答排放的生活污水。用人均系數法測算。

測算公式為:城鎮生活污水排放量=城鎮生活污水排放系數×市鎮非農業人口×365。

假設污水是生活污水，MBR膜用中空纖維膜，計算如下：假設污水處理廠每天運行10小時，則設計流量為0.5m3/H，膜通量取15L/m2.h，所以所需MBR膜面積為：500/15=33.33平方，取34平方即可，具體用多少膜，和污水種類以及運行時間有關，可自行計算。

(4)有離子交換膜的計算擴展閱讀：

由於膜的高效分離作用，分離效果遠好於傳統沉澱池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近於零，細菌和病毒被大幅去除，出水水質優於建設部頒發的生活雜用水水質標准（CJ25.1-89），可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。

同時，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷（水質及水量）的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，能夠穩定獲得優質的出水水質。

『伍』 離子交換膜的性能指標

離子交換膜的性能是多方面的,必須根據膜的電化學性能、化學性能和物理力學性能對膜進行綜合評價分析。一般商品膜常提供以下性能指標。1、交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數,其單位為mmol/g。一般交換容量高的膜，選擇透過性好，導電能力也強。但是由於活性基團一般具有親水性，因此當活性基團含量高時，膜內水分與溶脹度會隨之增大，從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過於疏鬆，而使膜的選擇性下降。一般膜的交換容量約為2－3mmol/g.2、含水量指膜內與活性基團結合的內在水，經每克干膜所含水的克數表示（%）。的含水量與其交換容量和交聯度有關，如上所說，隨著交換容量提高，含水量增加。交聯度大的膜由於膜結構，含水量也會相應降低。提高膜的含水量，可使膜的導電能力增加，但由於膜的溶脹會合螈選擇性下降，一般膜的含水量約為20%－40%左右。3、導電性（膜電阻）一般用電導率（Ω.cm）或電阻率（Ω.cm）表示，也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻（Ω.cm）表示。對電阻的表示因用途而異。一般講，在不影響其他性能的情況下電阻越小越好，以降低電能消耗。膜電阻與膜結構和膜厚度有關，此外還與外界溶液及溫度有關。通常規定25C，於0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中測定的膜電導作為比較標准4、選擇透過性反映膜對不同離子的選擇透過能力，用離子遷移數（t）和膜的透過度（p）來表示。膜內離子遷移數即某一種離子在膜內的遷移量與全部離子在膜內的遷移量的比值。或者也可用離子遷移所帶電量之比來表示。對於理想的離子交換膜，反離子的遷移數為1，同名離子的遷移數為0.實際上由於各種因素的影響，反離子在膜內的實際遷移可能達到1。有兩種方法可以得到膜的離子遷移數， 一是膜電位法，將膜在兩種不同濃度的同類電解質中測定其膜電位，再由膜電位計算遷移數。另一種方法是，在外加直流電場下，在電滲析槽中直接測定膜的遷移數。一般要求，實用的離子交換膜透過度大於85%，反離子遷移數大於0.9，並希望在高濃度電解質中仍有良好的選擇透過性。5、機械強度膜的機械強度包括膜的爆破強度和抗拉強度以及抗彎強度和柔韌性能。爆破強度是指膜受到垂直方向的壓力時， 所能承受的最高壓力，採用水壓爆破法測定，以單位面積上所受壓力表示（MPa），它是表明膜的機械強度的重要指標。抗拉強度是指膜受到平等方向的拉力時，所能賓最高拉力，以單位面積上所受接力表示（MPa）。膜的機械強度主要決定地的化學結構、增強材料等。增強的交聯度可提高膜的機械強度，而增設交換容量和含水量會使強度下降。一般使用膜的尖大於0.3MPa。6、膨脹性能（尺寸穩定性）膜有膨脹和收縮應盡量小而且均勻。否則既會帶來組裝的，而且還將造成壓頭損失增大、漏水、漏電和電流率下降等不良現象。7、化學性能指膜的耐酸鹼、耐溶劑、耐氧化、耐輻照、耐溫、耐有機污染等性能

『陸』 離子膜電解槽如何計算32%鹼產量

工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來製取NaOH、Cl2和H2，並以它們為原料生產一系列化工產品，稱為氯鹼工業。氯鹼工業是最基本的化學工業之一，它的產品除應用於化學工業本身外，還廣泛應用於輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。
一、電解飽和食鹽水反應原理2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH
這是因為NaCl是強電解質，在溶液里完全電離，水是弱電解質，也微弱電離，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四種離子。當接通直流電源後，帶負電的OH-和Cl-向陽極移動，帶正電的Na+和H+向陰極移動。在這樣的電解條件下，Cl-比OH-更易失去電子，在陽極被氧化成氯原子，氯原子結合成氯分子放出，使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變藍。
陽極反應：2Cl-－2e-=Cl2↑（氧化反應）
H+比Na+容易得到電子，因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，並結合成氫分子從陰極放出。
陰極反應：2H+＋2e-＝H2↑（還原反應）
在上述反應中，H+是由水的電離生成的，由於H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續電離出H+和OH-，
H+又不斷得到電子變成H2，結果在陰極區溶液里OH-的濃度相對地增大，使酚酞試液變紅。因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：
工業上利用這一反應原理，製取燒鹼、氯氣和氫氣。
在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發生化學反應，如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊的電解槽中進行。
二、離子交換膜法制燒鹼
目前世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究，80年代開始工業化生產。
離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網製成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層；陰極由碳鋼網製成，上面塗有鎳塗層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na+通過，而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。下圖是一台離子交換膜電解槽（包括16個單元槽）。
精製的飽和食鹽水進入陽極室；純水（加入一定量的NaOH溶液）加入陰極室。通電時，H2O在陰極表面放電生成H2，Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室，導出的陰極液中含有NaOH；Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出，可重新用於配製食鹽水。
離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示：
電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水，由於粗鹽水中含有泥沙、
精製食鹽水時經常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2等，使雜質成為沉澱過濾除去，然後加入鹽酸調節鹽水的pH。例如：
加入Na2CO3溶液以除去Ca2+：
加入NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+等：
Mg2+＋2OH-＝Mg(OH)2↓
Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3↓
以除去過量的Ba2+：
這樣處理後的鹽水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金屬離子，由於這些陽離子在鹼性環境中會生成沉澱，損壞離子交換膜，因此該鹽水還需送入陽離子交換塔，進一步通過陽離子交換樹脂除去Ca2+、Mg2+等。這時的精製鹽水就可以送往電解槽中進行電解了。
離子交換膜法制鹼技術，具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點，是氯鹼工業發展的方向。
三、以氯鹼工業為基礎的化工生產
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生產原料，可以進一步加工成多種化工產品，廣泛用於各工業。所以氯鹼工業及相關產品幾乎涉及國民經濟及人民生活的各個領域。
由電解槽流出的陰極液中含有30％的NaOH，稱為液鹼，液鹼經蒸發、結晶可以得到固鹼。陰極區的另一產物濕氫氣經冷卻、洗滌、壓縮後被送往氫氣貯櫃。陽極區產物濕氯氣經冷卻、乾燥、凈化、壓縮後可得到液氯。
以氯鹼工業為基礎的化工生產及產品的主要用途見下圖。
隨著人們環境保護意識的增強，對以氯鹼工業為基礎的化工生產過程中所造成的污染及其產品對環境造成的影響越來越重視。例如，現已查明某些有機氯溶劑有致癌作用，氟氯烴會破壞臭氧層等，因此已停止生產某些有機氯產品。我們在充分發揮氯鹼工業及以氯鹼工業為基礎的化工生產在國民經濟發展中的作用的同時，應盡量減小其對環境的不利影響。
我國氯鹼工業的發展
我國最早的氯鹼工廠是1930年投產的上海天原電化廠（現上海天原化工廠的前身），日產燒鹼2t。到1949年解放時，全國只有少數幾家氯鹼廠，燒鹼年產量僅1.5萬噸，氯產品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。
近年來，我國的氯鹼工業在產量、質量、品種、生產技術等方面都得到很大發展。到1990年，燒鹼產量達331萬噸，僅次於美國和日本，位於世界第三位。1995年，燒鹼產量達496萬噸，其中用離子交換膜電解法生產的達56.2萬噸，占總產量的11.3％。預計到2000年，燒鹼年產量將達540萬噸，其中用離子膜電解法生產的將達180萬噸，佔33.3％。

『柒』 對一個易引起誤解的科學名詞——「面電阻」的解釋

我們都知道,離子交換膜是高分子電解質,它與一般金屬導體一樣具有導電性能.在某種意義上,可將離子交換膜稱作離子導體.

通常從比較電阻率(也稱比電阻)的大小說明金屬的導電性能的優劣,電阻率低者,導電性好,而高者,導電性能差.對於離子交換膜,同樣也可以通過比較電阻率的大小來判斷它們導電性能的好壞.但由於不同牌號的離子交換膜的厚度各不相同,一時難以從電阻率的數值大小馬上就判斷出它們電阻,即導電性的大小來.為了比較各種膜的導電性能,因此引入「面電阻」的概念.

眾所周知,導體的電阻R與其長度L成正比,而與其橫截面積A成反比,比例系數ρ稱為電阻率(或比電阻),可以寫成R=ρ(L/ A),從該式可以得到RA=ρL.對於離子交換膜的厚度,即後式中的L,每種牌號的膜都是確定的,ρ也是確定的,這樣R·A也就確定了.我們把R·A即離子交換膜的電阻與其面積的乘積稱為面電阻,單位為Ψ·cm2.有了面電阻的數值後,就可直接比較各種膜的導電性能了.從面電阻的定義,一眼就能看出,面電阻相同的膜,其電阻值即導電性能是相同的,不管他們的電阻率和厚度如何不同,只要兩者的乘積相同就可以了(當然比較時是在相同使用面積的這個前題下).

對於同一種膜,不管面積的大小,面電阻都是一樣的,如1 m2與1 cm2膜的面電阻是一樣的,但它們的電阻不一樣,面積大者,電阻小,而面積小者,電阻大.1 m2膜的電阻為1 cm2膜的電阻的萬分之一,因為電阻與膜面積成反比.同一種類不同面積膜的電阻值就是將其面電阻除以面積的值.如一台由300對陰、陽膜組裝的電滲析器,其膜的電阻值可以這樣計算:已知陰膜的面電阻為10Ψ·cm2,陽膜為6Ψ·cm2,面積400 mm× 1 600 mm,則這台電滲析器的膜電阻為:

由此可知,對於大面積的電滲析器,由離子交換膜引起的電阻所佔比例不是很大的.

根據面電阻的公式RA=ρL,就可算出1 cm2膜的電阻恰恰就是該膜的面電阻,這樣就使人造成誤會,

把面電阻認作是單位膜面積的電阻了.面電阻在數值上等於單位膜面積時的電阻不應理解為就是單位膜面

積的電阻,如這樣理解,那麼10 cm2的膜的電阻應為1 cm2膜的10倍了,這顯然是錯誤的,因為導體的電阻

與其面積是成反比的.

最後,特別提醒讀者,面電阻的單位為Ψ·cm2,而不是Ψ/cm2.

(葛道才供稿)

『捌』 離子交換膜的性質

均相膜的電化學性能較為優良，但力學性能較差，常需其他纖維來增強。非均相膜的電化學性能比均相膜差，而力學性能較優，由於疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹脂之間粘結力弱，常存在縫隙而影響離子選擇透過性。離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為：
Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+>
Tl+>UO卂(這是什麼?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+>
Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+陰離子在陰膜中透過性次序為：
F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br->
CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜電阻是與離子在膜中的淌度有關的一個數值，根據不同測定和計算方法可分成體積電阻和表面電阻。水在膜中的滲透率就是離子在透過膜時帶過去的水量。實用上水滲透率是膜的一個性能，其值愈大，在電滲析時水損失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠低於親水性高分子材料膜。