不同負載下熱再生氨電池產電及Cu2+去除特性

盧志強，張亮，李俊，付乾，朱恂，廖強，陳鵬宇

（1 重慶大學低品位能源利用技術及系統教育部重點實驗室，重慶 400030；2 重慶大學工程熱物理研究所，重慶 400030）

電鍍行業在生產過程中會產生大量的含銅廢水。Cu作為二類有害物，國家標準規定排放廢液中的Cu含量不得超過2.0mg/L。未經處理的含銅廢水直接排放不僅會對環境造成巨大的危害，還會造成資源的浪費。因此對含銅廢水的處理及對銅的回收利用是十分必要的。目前處理含銅電鍍廢水的方法主要包括化學沉淀、離子交換法、吸附法、膜過濾法和電化學處理等，然而這些方法往往存在著二次污染、耗能高、成本高、效率低等缺點。因此尋求新的高效、環保、節能的處理新技術是十分必要的。

Zhu 等依據TRABs 中陰極發生Cu的沉積反應這一特性，提出將其運用于去除含銅廢水中的銅離子。該系統如圖1所示，將待處理的含銅廢液通入TRAB 的陰、陽極腔室，反應后陽極Cu濃度升高可被回收利用，而陰極Cu濃度不斷降低，從而實現在產電的同時去除廢水中的Cu。研究表明，該系統對較高濃度的含銅廢液（>0.01mol/L）中Cu的去除率可以達到50%以上。有研究發現電池的產電性能及Cu的去除率均隨著Cu的濃度增加而增加。但由于陽極腔室中的氨透過陰離子交換膜傳輸到陰極腔室產生混合電位，使電池發生自放電，降低電池產電性能，而電池中Cu的去除率與其產電特性息息相關，自放電現象的存在限制了銅離子的去除。

圖1 基于熱再生電池的含銅廢液處理與資源回收系統