有离子交换膜的计算

『壹』 超纯水离子交换膜有几种方法可以得到膜的离子迁移数

同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。 若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗敬哗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。 超纯水离子交换膜有膨胀和收缩应尽量小而且均匀。否则既会带来组装的，而且还将造成压头损失增大、漏水、漏电和电流率下降等不良现象。超纯水离子交换膜有两种方法可以得到膜的离子迁移数， 一是膜高稿滑电位法，将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位，再由膜电位计算迁移数。另一种方法是，在外加直流电场下，在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。超纯水设备使用绝对安全，大家可以放心使用。而且使用的用途也非常的戚腊广泛，大家也可以降低设备的量，降低热水器的使用寿命，增加维修用度。

『贰』 离子交换膜水能不能通过

离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。
阳离子在阳膜中透过性次序为： Li+＞Na+＞NH4+＞K+＞Rb+＞Cs+＞Ag+＞ Tl+＞UO卂＞Mg2+＞Zn2+＞Co2+＞Cd2+＞ Ni2+＞Ca2+＞Sr2+＞Pb2+＞Ba2+
阴离子在阴膜中透过性次序为： F-＞CH3COO-＞HCOO-＞Cl-＞SCN-＞Br-＞ CrO娸＞NO婣＞I-＞(COO)卆(草酸根)＞SO娸 离子交换膜
膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值，根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。

水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能，其值愈大，在电渗析时水损失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜

『叁』 MBR膜池怎样设计计算

我举个例子吧，你可以参考一下下面的。

某住宅小区欲将生活污水进行处理作再生水回用,处理水量为1000m3/d,其BOD5含量为200mg/l，处理后出水的BOD5为≤10mg/l

1. 膜通量 η取0.4 m3/m2.d

2. 膜支架张数计算(按每天24小时运行计算)

n = Qd÷η÷24/24÷0.8

= 1000÷0.4÷1÷0.8= 3125张

3. 膜组件选型ES200 n0=200 /p>

4. 膜装置分为两系列：8组膜装置为一系列.

5. 膜生物反应器池有效容积计算:

A. 按膜组件安装尺寸计算

200平面布置尺寸为：4.3×8.3m,

池深为3.0m

膜生物反应器有效容积:

V=4.3×8.3×3.0m×2 =214 m3

『肆』 日处理量五吨的污水处理厂需要多少MBR膜，怎么算

就是按水量的1-1.5%折算，精细点的，可以根据SS的去除率折算污泥量+剩余污泥量。

城镇生活污水回排放量 指城镇居民每年答排放的生活污水。用人均系数法测算。

测算公式为:城镇生活污水排放量=城镇生活污水排放系数×市镇非农业人口×365。

假设污水是生活污水，MBR膜用中空纤维膜，计算如下：假设污水处理厂每天运行10小时，则设计流量为0.5m3/H，膜通量取15L/m2.h，所以所需MBR膜面积为：500/15=33.33平方，取34平方即可，具体用多少膜，和污水种类以及运行时间有关，可自行计算。

(4)有离子交换膜的计算扩展阅读：

由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。

同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

『伍』 离子交换膜的性能指标

离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。一般商品膜常提供以下性能指标。1、交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数,其单位为mmol/g。一般交换容量高的膜，选择透过性好，导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性，因此当活性基团含量高时，膜内水分与溶胀度会随之增大，从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松，而使膜的选择性下降。一般膜的交换容量约为2－3mmol/g.2、含水量指膜内与活性基团结合的内在水，经每克干膜所含水的克数表示（%）。的含水量与其交换容量和交联度有关，如上所说，随着交换容量提高，含水量增加。交联度大的膜由于膜结构，含水量也会相应降低。提高膜的含水量，可使膜的导电能力增加，但由于膜的溶胀会合螈选择性下降，一般膜的含水量约为20%－40%左右。3、导电性（膜电阻）一般用电导率（Ω.cm）或电阻率（Ω.cm）表示，也常用膜面电阻即单位膜面积的电阻（Ω.cm）表示。对电阻的表示因用途而异。一般讲，在不影响其他性能的情况下电阻越小越好，以降低电能消耗。膜电阻与膜结构和膜厚度有关，此外还与外界溶液及温度有关。通常规定25C，于0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中测定的膜电导作为比较标准4、选择透过性反映膜对不同离子的选择透过能力，用离子迁移数（t）和膜的透过度（p）来表示。膜内离子迁移数即某一种离子在膜内的迁移量与全部离子在膜内的迁移量的比值。或者也可用离子迁移所带电量之比来表示。对于理想的离子交换膜，反离子的迁移数为1，同名离子的迁移数为0.实际上由于各种因素的影响，反离子在膜内的实际迁移可能达到1。有两种方法可以得到膜的离子迁移数， 一是膜电位法，将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位，再由膜电位计算迁移数。另一种方法是，在外加直流电场下，在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。一般要求，实用的离子交换膜透过度大于85%，反离子迁移数大于0.9，并希望在高浓度电解质中仍有良好的选择透过性。5、机械强度膜的机械强度包括膜的爆破强度和抗拉强度以及抗弯强度和柔韧性能。爆破强度是指膜受到垂直方向的压力时， 所能承受的最高压力，采用水压爆破法测定，以单位面积上所受压力表示（MPa），它是表明膜的机械强度的重要指标。抗拉强度是指膜受到平等方向的拉力时，所能宾最高拉力，以单位面积上所受接力表示（MPa）。膜的机械强度主要决定地的化学结构、增强材料等。增强的交联度可提高膜的机械强度，而增设交换容量和含水量会使强度下降。一般使用膜的尖大于0.3MPa。6、膨胀性能（尺寸稳定性）膜有膨胀和收缩应尽量小而且均匀。否则既会带来组装的，而且还将造成压头损失增大、漏水、漏电和电流率下降等不良现象。7、化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能

『陆』 离子膜电解槽如何计算32%碱产量

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
一、电解饱和食盐水反应原理2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH
这是因为NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，也微弱电离，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四种离子。当接通直流电源后，带负电的OH-和Cl-向阳极移动，带正电的Na+和H+向阴极移动。在这样的电解条件下，Cl-比OH-更易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。
阳极反应：2Cl-－2e-=Cl2↑（氧化反应）
H+比Na+容易得到电子，因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应：2H+＋2e-＝H2↑（还原反应）
在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-，
H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：
工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊的电解槽中进行。
二、离子交换膜法制烧碱
目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究，80年代开始工业化生产。
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）。
精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：
电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙、
精制食盐水时经常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2等，使杂质成为沉淀过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的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↓
以除去过量的Ba2+：
这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金属离子，由于这些阳离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜，因此该盐水还需送入阳离子交换塔，进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2+、Mg2+等。这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了。
离子交换膜法制碱技术，具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。
三、以氯碱工业为基础的化工生产
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。
由电解槽流出的阴极液中含有30％的NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。
以氯碱工业为基础的化工生产及产品的主要用途见下图。
随着人们环境保护意识的增强，对以氯碱工业为基础的化工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视。例如，现已查明某些有机氯溶剂有致癌作用，氟氯烃会破坏臭氧层等，因此已停止生产某些有机氯产品。我们在充分发挥氯碱工业及以氯碱工业为基础的化工生产在国民经济发展中的作用的同时，应尽量减小其对环境的不利影响。
我国氯碱工业的发展
我国最早的氯碱工厂是1930年投产的上海天原电化厂（现上海天原化工厂的前身），日产烧碱2t。到1949年解放时，全国只有少数几家氯碱厂，烧碱年产量仅1.5万吨，氯产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。
近年来，我国的氯碱工业在产量、质量、品种、生产技术等方面都得到很大发展。到1990年，烧碱产量达331万吨，仅次于美国和日本，位于世界第三位。1995年，烧碱产量达496万吨，其中用离子交换膜电解法生产的达56.2万吨，占总产量的11.3％。预计到2000年，烧碱年产量将达540万吨，其中用离子膜电解法生产的将达180万吨，占33.3％。

『柒』 对一个易引起误解的科学名词——“面电阻”的解释

我们都知道,离子交换膜是高分子电解质,它与一般金属导体一样具有导电性能.在某种意义上,可将离子交换膜称作离子导体.

通常从比较电阻率(也称比电阻)的大小说明金属的导电性能的优劣,电阻率低者,导电性好,而高者,导电性能差.对于离子交换膜,同样也可以通过比较电阻率的大小来判断它们导电性能的好坏.但由于不同牌号的离子交换膜的厚度各不相同,一时难以从电阻率的数值大小马上就判断出它们电阻,即导电性的大小来.为了比较各种膜的导电性能,因此引入“面电阻”的概念.

众所周知,导体的电阻R与其长度L成正比,而与其横截面积A成反比,比例系数ρ称为电阻率(或比电阻),可以写成R=ρ(L/ A),从该式可以得到RA=ρL.对于离子交换膜的厚度,即后式中的L,每种牌号的膜都是确定的,ρ也是确定的,这样R·A也就确定了.我们把R·A即离子交换膜的电阻与其面积的乘积称为面电阻,单位为Ψ·cm2.有了面电阻的数值后,就可直接比较各种膜的导电性能了.从面电阻的定义,一眼就能看出,面电阻相同的膜,其电阻值即导电性能是相同的,不管他们的电阻率和厚度如何不同,只要两者的乘积相同就可以了(当然比较时是在相同使用面积的这个前题下).

对于同一种膜,不管面积的大小,面电阻都是一样的,如1 m2与1 cm2膜的面电阻是一样的,但它们的电阻不一样,面积大者,电阻小,而面积小者,电阻大.1 m2膜的电阻为1 cm2膜的电阻的万分之一,因为电阻与膜面积成反比.同一种类不同面积膜的电阻值就是将其面电阻除以面积的值.如一台由300对阴、阳膜组装的电渗析器,其膜的电阻值可以这样计算:已知阴膜的面电阻为10Ψ·cm2,阳膜为6Ψ·cm2,面积400 mm× 1 600 mm,则这台电渗析器的膜电阻为:

由此可知,对于大面积的电渗析器,由离子交换膜引起的电阻所占比例不是很大的.

根据面电阻的公式RA=ρL,就可算出1 cm2膜的电阻恰恰就是该膜的面电阻,这样就使人造成误会,

把面电阻认作是单位膜面积的电阻了.面电阻在数值上等于单位膜面积时的电阻不应理解为就是单位膜面

积的电阻,如这样理解,那么10 cm2的膜的电阻应为1 cm2膜的10倍了,这显然是错误的,因为导体的电阻

与其面积是成反比的.

最后,特别提醒读者,面电阻的单位为Ψ·cm2,而不是Ψ/cm2.

(葛道才供稿)

『捌』 离子交换膜的性质

均相膜的电化学性能较为优良，但力学性能较差，常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差，而力学性能较优，由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱，常存在缝隙而影响离子选择透过性。离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为：
Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+>
Tl+>UO卂(这是什么?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+>
Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+阴离子在阴膜中透过性次序为：
F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br->
CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值，根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能，其值愈大，在电渗析时水损失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。